人教版高中物理选修3-2 第六章《传感器》单元测试(含答案)

传感器
一、单选题
1．许多银行的玻璃门当人走近时，门就会自动打开，是因为在这种门上安装了（　　）
A．温度传感器
B．声音传感器
C．红外线传感器
D．压力传感器
2．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
3．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是
A．非电信息→敏感元件→处理电路→电信息
B．电信息→处理电路→敏感元件→非电信息
C．非电信息→敏感元件→电信息→处理电路
D．非电信息→处理电路→敏感元件→电信息
4．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，当升降机静止时电流表示数为I0。某过程中电流表的示数为2I0，如图乙所示，则在此过程中
A.物体处于失重状态
B.物体可能处于匀速运动状态
C.升降机一定向上做匀加速运动
D.甲升降机可能向下做匀减速运动
5．如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器（温度越高其阻值越小），电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I2、报警器两端的电压U的变化情况是（）
A.I2变大，U变大
B.I2变小，U变小
C.I2变小.U变大
D.I2变大，U变小
6．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
7．某种酒精测试仪是利用二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是（
）
A．越小，表示越大，与成反比
B．越小，表示越大，与不成反比
C．越小，表示越小，与成正比
D．越大，表示越大，与不成正比
8．传感器的应用改变了我们的生活，没有传感器，就不可能有现代化的自动控制技术，下列有关传感器的判断正确的是（
）
A.传感器是将电学量（如电压、电流等）转化成非电学量（如压力温度、位移等）的装置
B.热敏电阻的电压随温度变化而变化
C.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
D.光敏电阻在有光照射时，电阻会变小
9．已知压敏电阻的受力面所受压力越小，其阻值越大，如图甲，将压敏电阻R平放在竖直升降电梯的轿厢内，受力面朝上，在其受力面上放一质量为m物体，电梯静止时电压表示数为U0；某段时间内电压表示数随时间变化图线如图乙，则（
）
A．t1-t2时间内压敏电阻受力面所受压力恒定
B．t1-t2时间内电容器处于放电状态
C．t1-t2时间内电梯做匀加速运动
D．t2之后电梯处于失重状态
10．2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路。关于这个实验，下列说法中正确的是
A．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数增大
B．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，安培表的示数增大
C．闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，伏特表的示数减小
D．闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，安培表的示数减小
11．下列说法不正确的一项是（　
　）
A．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断
B．光敏电阻随光照强度的增大其阻值逐渐升高
C．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
D．金属热电阻随温度的升高其阻值逐渐升高
二、多选题
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．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0，如图甲所示。当升降机在其它不同的运动过程中，电流表的示数分别如图乙、丙、丁所示，则下列判断中正确的是
A．压敏电阻所受压力越大，电流表示数就越大
B．如图乙所示，升降机可能做加速度增大的变加速上升运动
C．如图丙所示，升降机内的物体处于超重状态
D．如图丁所示，升降机内的物体处于失重状态
14．如图所示，用小灯泡模仿光控电路，AY之间为斯密特触发器，RG为光敏电阻，R1为可变电阻；J为继电器的线圈，Ja为它的常开触点。下列说法正确的是
(
)
A．天色变暗时，A端输入高电平，继电器吸引Ja，路灯点亮
B．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把R1的阻值调大些
C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把R1的阻值调小些
D．二极管的作用是继电器释放Ja时提供自感电流的通路，
防止损坏集成电路
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．国家有关酒驾的裁量标准如下：
酒精检测仪是交警执法时通过呼气来检测司机饮酒多少的检测工具。现有一个酒精检测仪的主要原件“酒精气体传感器”，其阻值随气体酒精浓度变化的情况如下表。
(1)请根据上表数据在右上图中描绘出“R—气体酒精浓度”的关系曲线______。
(2)已知人体血液酒精浓度是所呼出气体酒精浓度的2200倍。若测得某司机小明，经过气体酒精浓度测试，显示呼气酒精浓度为120mg/m3，则司机小明应该是属于_________驾驶，此时R的阻值为_________Ω。
(3)现有一个电源，电动势为4.5V，内阻约为1Ω；电压表V，量程为3V，内阻约为2000Ω；电流表A，量程为3A，内阻约为5Ω；滑动变阻器R1，阻值0~50Ω；滑动变阻器R2，阻值0~500Ω；开关、导线若干
若要用以上器材和上述“酒精气体传感器”组成一个测定气体酒精浓度的电路。该电路只使用一个电表，且正常工作时，被测气体酒精浓度若为0，则电表指针满偏。且该电路可以在电源老化，内阻变大的情况下，通过调节变阻器，保证被测气体酒精浓度为0时，电表指针仍能满偏。则，该电路应选用的电表是_________(填字母代号，下同)，应选用的滑动变阻器是_________。请在虚线框中完成设计电路图_________。
17．为了节能和环保，一些公共场所用光控开关控制照明系统，光控开关可用光敏电阻控制，如图甲所示是某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线，照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为：勒克斯（lx）。
（1）如图乙所示，电源电动势为3V，内阻不计，当控制开光两端电压上升至2V时控制开光自动启动照明系统。要求当天色渐暗照度降至1.0（lx）时控制开光接通照明系统，则R1=______kΩ。
（2）某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值，设计了如图戊所示的电路进行测量，电源（E=3V，内阻未知），电阻箱（0-99999Ω）。实验时将电阻箱阻值置于最大，闭合S1，将S2与1相连，减小电阻箱阻值，使灵敏电流计的示数为I，图丙为实验时电阻箱的阻值，其读数为______kΩ；然后将S2与2相连，调节电阻箱的阻值如图丁所示，此时电流表的示数恰好为I，则光敏电阻的阻值R0=______kΩ（结果保留3位有效数字）。
四、计算题
18．传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻）和显示体重大小的仪表A（实质是理想电流表）组成。压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示。设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V，取g=10m/s2。请作答：
（1）该秤零点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘何处？
（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则这个人的质量是多少？
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参考答案
1．C2．A3．A4．D5．D6．C7．D8．D9．D10．A11．B
12．BC13．ABC14．ABD15．BCD
16．（1）如图：
（2）饮酒；
22-26
V
R1
电路如图；
17．10
62.5
40.0
18．（1）应标在电流表刻度盘1.6×10-2A处（2）50kg