人教版高中物理选修3-2第六章《传感器》检测题（含答案）

《传感器》检测题

一、单选题
1．某兴趣小组利用压敏电阻(压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小)设计了判断电梯运动状态的装置, 示意图如图甲所示.将压敏电阻平放在电梯内,受压面朝上,在上面放一物体A,电梯静止时电压表示数为U0,电梯在某次运动过程中,电压表的示数变化情况如图乙所示,下列判断中正确的是( )

A．O-t1内电梯可能匀加速上升 B．t1-t2内电梯可能匀速上升
C．t1-t2内电梯可能在减速上升 D．t2-t3内电梯可能匀减速下降
2．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上并接入电路，其上放置物块；合上电键后，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I不变，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内

A．升降机可能匀速上升 B．升降机一定在匀减速上升
C．升降机一定处于失重状态 D．升降机一定在匀加速上升
3．某种角速度计，其结构如图所示．当整个装置绕轴OO′ 转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号．已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计．滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，当系统以角速度ω转动时，则( )

A．电路中电流随角速度的增大而增大 B．弹簧的伸长量为
C．输出电压U与ω的函数式为 D．此装置能测量的角速度最大不超过
4．如图甲所示为一种电容式位移传感器的原理图，当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。已知电容器的电容与电介质板进入电容器的长度x之间的关系如图乙所示，其中C0为电介质没有插入电容器时的电容。为判断被测物体是否发生微小移动，将该电容式位移传感器与电源、电流表、开关组成串联回路(图中未画出)。被测物体的初始位置如图甲所示。电路闭合一段时间后，下列说法正确的是(　　)

A．若电源为直流电源且直流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动
B．若电源为直流电源且直流电流表示数变大，说明物体一定在向右发生移动
C．若电源为交流电源且交流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动
D．若电源为交流电源且交流电流表示数变大，说明物体一定在向右发生移动
5．下列说法正确的是（　　）
A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁
B．氧化铁在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性
C．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位
D．电饭锅烧水，水开时能自动断电
6．下列说法不正确的是(　　)
A．电熨斗中的双金属片是温度传感器
B．金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差
C．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量
D．霍尔元件是能够把磁感应强度这一磁学量转换为电压这一电学量的传感器
7．当你走近某些宾馆、酒店的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上．你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息(　　)
A．温度 B．紫外线 C．可见光 D．红外线
8．下列器件，没有使用温度传感器来控制其电路工作的是（ ）
A．调温电熨斗 B．动圈式话筒 C．电饭锅 D．自动控温热水器
9．关于传感器的下列说法正确的是
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片中两片金属的膨胀系数相同
C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，温度升高，它的电阻值变大
10．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是( )
A．光敏电阻和驻极体话筒 B．金属热电阻和光敏电阻
C．热敏电阻和霍尔元件 D．热敏电阻和光敏电阻
二、多选题
11．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B＝B0＋kz(B0、k均为常数)．将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图所示)，当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同．则(　　)

A．磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大
B．k越大，传感器灵敏度()越高
C．若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高
D．电流越大，上、下表面的电势差U越小
12．如图是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计。则下列说法正确的是(　　)

A．温度低于警戒温度时，电铃报警
B．温度高于警戒温度时，电铃报警
C．温度低于警戒温度时，电铃控制电路处于通路状态指示灯亮
D．温度高于警戒温度时，电铃控制电路处于通路状态指示灯亮
13．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力．感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大．压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照．则红灯亮时(　 　)

A．车轮停在感应线上时电阻R上有恒定电流
B．车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电
C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大
D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，会被电子眼拍照
14．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如下图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中正确的是( )

A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动
B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动
C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动
D．丁图表示电梯可能做匀减速下降运动
15．下列关于传感器说法中正确的是（ 　）
A．热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏
B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号
C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
D．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量


三、实验题
16．导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值发生相应变化，这种现象称为应变电阻效应。图甲所示，用来称重的电子吊秤，就是利用了这个应变效应。电子吊秤实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变（宏观上可认为形状不变），拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号。

物理小组找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力F变化的图象如图乙所示，小组按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E＝3V，内阻r＝1Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻Rg＝50Ω；R1是可变电阻器，A、B两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B两接线柱之间固定不动。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，现完成下列操作步骤：
步骤a.滑环下不吊重物时，闭合开关调节可变电阻R1使毫安表指针满偏；
步骤b.滑环下吊上已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；
步骤c.保持可变电阻R1接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数I；
步骤d.换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；
步骤e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。
（1）试写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F＝____；
（2）设R-F图象斜率为k，试写出电流表示数I与待测重物重力G的表达式I＝ ___（用E、r、R1、Rg、R0、k、θ表示）；
（3）若R-F图象中R0＝100Ω，k＝0.5Ω／N，测得θ＝60°，毫安表指针半偏，则待测重物重力G=___ N；
（4）关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是（_____）
A．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线均匀
B．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线均匀
C．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线不均匀
D．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线不均匀
（5）若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“简易吊秤”称重前，进行了步骤a操作；则测量结果___（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
17．图a是热敏电阻R1的阻值随?温度变化的图象，图b是由热敏电阻R1做为传感器制作的简单自动报警器线路图．?

（1）为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在________（填“a”或“b”）
（2）若使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P点向_________移动（填“左”或“右”）．

四、计算题
18．有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而变化，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析：

（1）利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式。
（2电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多大？
（3）如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，试通过寻求压力与电流表中电流的函数关系式，说明该测力显示器的刻度是否均匀。
压力F/N 1 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 …
19．如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开。S2是一个自动控温开关，当温度低于60℃时会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R1=R2=500Ω，加热电阻丝R3=50Ω，两灯电阻不计。
（1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程（包括加热和保温的过程）。
（2）简要回答，如果不闭合开关S1，电饭煲能将饭煮熟吗？
（3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲的消耗功率之比。




参考答案
1．C2．C3．D4．A5．C6．C7．D8．B9．C10．A
11．AB12．BC13．BD14．AB15．BCD
16．（1）； （2）； （3）600 N ； （4）C； (5) 不变
17．a, 右
18．（1）（Ω）（2）550N（3）见解析
19．（1）见解析（2）见解析（3）