第六章传感器章末测试卷一 —人教版高中物理选修3-2同步训练（word含答案）

人教版物理选修3-2第六章传感器章末测试卷一
一、单选题(共30分)
1．(本题3分)下列情况中，应用了温度传感器的是（
）
A．商场里的自动玻璃门
B．夜间自动打开的路灯
C．夜间有声音时就亮的楼梯灯
D．自动恒温冰箱
2．(本题3分)2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其它电阻应用的说法中．错误的是
A．热敏电阻可应用于温度测控装置中
B．光敏电阻是一种光电传感器
C．电阻丝可应用于电热设备中
D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用．
3．(本题3分)施密特触发器是具有特殊功能的非门,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平,而当输入端A的电压下降到另一个值时,Y会从低电平跳到高电平.如图是温度报警器电路示意图,RT是半导体热敏电阻,温度升高时电阻减少,下列分析正确的是
A．升高温度时,A端电势降低;升高到某一温度时,Y端电势升
高,蜂鸣器会发出报警声
B．升高温度时,A端电势升高;升高到某一温度时,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声
C．增大R1
时,A端电势降低;增大到某一值时,Y端势升高,蜂鸣器会发出报警声
D．增大R1
时,A端电势升高;增大到某一值时,Y端势降低,蜂鸣器不会发出报警声
4．(本题3分)关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是（
）
A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照的增强而减小，随光照的减弱而增大
B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器
C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏
D．热敏电阻是把电学量转换为热学量的传感器
5．(本题3分)某兴趣小组对火灾报警装置的部分电路进行探究，其电路图如图所示，其中是半导体热敏电阻，它的电阻随温度的变化关系如图所示.当所在处出现火情时，通过电流表的电流I和a、b间的电压U与出现火情前相比（）
A．I变大，U变小
B．I变小，U变小
C．I变小，U变大
D．I变大，U变大
6．(本题3分)下列关于生活中的物理现象，说法正确的是（　　）
A．电磁炉对于锅具材质要求不高，铁锅、铝锅或者陶瓷锅均可正常使用
B．灵敏电流表在运输时总要用导体把正负接线柱连起来是为了避免指针因剧烈摆动而损坏
C．利用霍尔元件能够把电压这个电学量转换为磁感应强度这个磁学量的特性，可以制出测磁感应强度大小的仪器
D．用家用电饭煲烧水，水沸腾后也可以自动进入保温状态
7．(本题3分)酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否饮酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．这种酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，在如图所示的电路中，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是(
)
A．U越大，表示c越大，c与U成正比
B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比
C．U越大，表示c越小，c与U成反比
D．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比
8．(本题3分)下列说法中不正确的是（　
　）
A．传感器担负着信息采集的任务，是力、温度、光、声、化学成分转化为电信号的主要工具
B．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
C．干簧管是一种磁敏感元件
D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断
9．(本题3分)有一种自动恒温的电烤箱，其温度控制电路如图所示，控制的核心是一密封智能开关，内部结构不明，它有四个接线柱．a、b之间接的是两个相同的加热电阻R与220V电源，c、d之间接有一个叫作“水银接点温度计”的温控组件，它比普通水银温度计多出了两个电极，温度升高时，水银膨胀，将两个电极接通；温度降低时，水银收缩，将两个电极断开．该智能开关会根据“水银接点温度计”的通断自动控制R的发热功率，稳定烤箱内的温度.用表示a、b两点间的电压，表示A、b两点间的电压，以下说法可能正确的是（）
A．当水银接点温度计接点接通时，，
B．当水银接点温度计接点接通时，，
C．当水银接点温度计接点断开时，，
D．当水银接点温度计接点断开时，，
10．(本题3分)关于安全用电，下列说法中正确的是
A．用湿抹布擦正在发光的灯泡
B．发现有人触电时立即用手把触电者拉离电源
C．洗衣机的金属外壳必须接地
D．家庭电路中，控制灯泡的开关可以随意安装
二、多选题(共16分)
11．(本题4分)当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，关于常用的几种家用电子器件所采用的传感器，下列说法中正确的是（）
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器
B．电子体温计中主要是-用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器
D．电子秤中主要是采用了力电传感器
12．(本题4分).如图为握力器原理示意图，握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小可通过特定的换算关系由电流表的示数获得．当人紧握握力器时，如果握力越大，下列判断正确的有（）
A．电路中电阻越大
B．电路中电阻越小
C．电路中电流越小
D．电路中电流越大
13．(本题4分)传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要的作用传感器能够将感受到的物理量如温度、光、声等转换成便于测量的量通常是电学量，例如热敏传感器主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻作为传感器制作的简单自动报警器的电路图下列说法正确的是　　
A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处
B．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处
C．若使启动报警的温度提高些，则应将滑动变阻器滑片P向左移动
D．如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑片P都不能报警，且电路无故障，可能原因是左边电源电压太低
14．(本题4分)如图是煤气泄漏报警装置原理图，是对煤气敏感的半导体元件，其电阻随煤气浓度的增加而减小，是一可变电阻在ac间接12V的恒定电压，bc间接报警器当煤气浓度增加到一定值时报警器发出警告则　　
A．减小R2的阻值，b点的电势升高
B．当煤气的浓度升高时，b点的电势升高
C．适当减小ac间的电压，可以提高报警器的灵敏度
D．调节的阻值能改变报警器启动时煤气浓度的临界值
三、实验题(共15分)
15．(本题15分)某同学通过实验制作一简易温控开关，实验原理图如图所示，当继电器电流超过10
mA时，衔铁吸合，加热器停止加热，实现温控．继电器的电阻约为20
Ω，热敏电阻与温度t的关系如下表所示．
t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R/Ω
199.5
145.4
108.1
81.8
62.9
49.7
(1)提供的实验器材有：
电源E1(3
V，内阻不计)
电源E2(6
V，内阻不计)
滑动变阻器R1(0～20
Ω，内阻不计)
滑动变阻器R2(0～200
Ω，内阻不计)
热敏电阻Rt
电阻箱(0～999.9
Ω)
开关S，导线若干
为使该装置实验对30～80℃之间任意温度的控制，电源应选______(选填“E1”或“E2”)；滑动变阻器选_______(选填“R1”或“R2”)．
(2)欲使热敏电阻为40℃时衔铁吸合，下列操作步骤正确的顺序是______．
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用变阻箱替换热敏电阻，将变阻箱电阻调至145.4
Ω
A．⑤④②③①
B．③⑤④②①
C．①④⑤②③
D．④⑤②③①
四、解答题(共39分)
16．(本题13分)如图所示，甲图是在研究性学习活动中吴丽同学自制的电子秤原理示意图，目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量.托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹赘上端相连接，当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表的示数为零.设变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力.
（1）请推导出电压表的示数U与所称物体的质量m的关系式.
（2）为使电压表的示数与待测物体的质量成正比，请利用原有器材进行改进，在乙图的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表的示数U’与所称物体的质量m的关系式.
(本题13分)在蜂鸣式温度报警器的电路中，若将和的位置互换，取适当阻值，如图所示，还能进行高温报警吗？为什么？
18．(本题13分)角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示，当系统绕OO′轴转动时，元件A发生位移并输出电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源，已知A的质量为m，弹簧劲度系数为k、自然长度为l，电源电动势为E、内阻不计，滑动变阻器总长度为l，电阻分布均匀，系统静止时P在a点，当系统以角速度ω转动时，推导输出电压U和ω的函数关系式．
(
2
)
(
1
)
参考答案
答案含解析
1．D
【解析】
【详解】
A项：商场里的自动玻璃门是应用了红外线传感器，A错误；
B项：夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，B错误；
C项：夜间有声音时就亮的楼梯灯是利用了声音传感器，C错误；
D项：自动恒温冰箱是利用了温度传感器，D正确。
故选：D。
2．D
【详解】
热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，这很常见，所以A、B、C三个说法均正确；交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D错误．
3．B
【解析】
【详解】
AB、根据电路图知，当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，经非门后，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警，故B正确，A错误；
CD、当增大R1时，A端电势升高，经非门后，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声，故C、D错误；
故选B。
【点睛】
根据电路图知，当RT的温度升高时，RT?减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警，当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声。
4．A
【解析】
【详解】
光敏电阻是把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量的元件；热敏电阻是把温度这个热学量转换为电阻这个电学量的元件，选项B、D错误；热敏电阻和光敏电阻都是用半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照的增强而减小，随光照的减弱而增大,选项A正确，选项C错误.
故选A
5．A
【解析】
【详解】
由图乙知，温度越高，R2的阻值越小；当出现火情时，R2减小，R总减小，I总=增大，路端电压减小，即a、b间的电压减小；R1两端电压
U1=I总R1,增大，并联电路的电压U2=U-U1,减小，I3=减小，故I=I总-I3增大，即电流表的示数增大，选项A正确.
6．B
【解析】
【详解】
A、根据电磁工作原理,变化的电磁场中,炉陶瓷锅不能正常使用,故A错误;
B、将两个接线柱连接起来,从而形成闭合电路,当因晃动,导致线圈切割磁感线,从而产生感应电流,出现安培阻力,进而阻碍其运动,是利用电磁阻尼原理减弱表针的摆动,进而保护表针不被损坏,所以B选项是正确的;
C、霍尔元件能够把磁学量转换为电学量,故C错误;
D、家用电饭煲烧水,水沸腾后,不会自动进入保温状态,只有当温度达到时,才会进入保温状态,故D错误;
故选B
7．B
【解析】
由闭合电路欧姆定律可得：电压表示数；酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，即；整理得．则U越大，表示c越大，但是c与U不成正比．故B项正确，ACD三项错误．
8．B
【解析】
【分析】
传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成．然后结合各种传感器的特点与用途解答即可。
【详解】
传感器担负着信息采集的任务，是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具。故A说法正确；干簧管是一种磁敏感元件，能够将此信号转化为电信号，故C说法正确；话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声音信号转换为电信号，故B说法错误；电熨斗能够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。故D说法正确。所以选B。
【点睛】
传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
9．B
【详解】
由题意知，当温度升高使温度计接点接通时，电路应断开，停止加热，故电路中电流为零，Uab=220
V,UAb=220
V，选项A错误，选项B正确；当温度降低使温度计接点断开时，电路应接通，开始加热，由于两电阻相同且串联，故每个电阻两端的电压均为110
V，Uab=0,UAb=110
V，选项
C、D
错误.
故选B
【点睛】
做此题时要明白水银接点温度计真正的工作原理：即温度升高，回路断开，温度降低，回路通，这样达到保温的作用
10．C
【解析】
【详解】
A项：生活中的水属导体，用湿抹布擦正在发光的灯泡容易引发触电，故A错误；
B项：发现有人触电，应先切断电源，再进行施救，若立即用手去拉，容易使施救者也触电，故B错误；
C项：洗衣机的金属外壳使用时必须接地，这样可防止用电器因漏电而触电，故C正确；
D项：家庭电路中，电灯的开关应接在火线和灯泡之间，这样断开开关时，灯泡处才不会有电，故D错误。
故应选C。
【点睛】
本题主要考查了家庭电路中的一些用电常识，注意安全用电的基本原则是：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
11．ABD
【解析】
【详解】
电脑所用的光电鼠标主要采用了光电传感器,C错误.
12．BD
【解析】
由图看出，握力越大，变阻器接入电路的电阻越小，外电路的总电阻越小，故B正确，A错误；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流越大．故D正确，
C错误．所以BD正确，AC错误．
13．ACD
【详解】
A、B、根据图中曲线的趋势可以得出,电阻随温度的升高而减小,因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,为了使温度过高时发送报警信息,则热敏电阻阻值最小,此时竖直的金属片被吸到a处，所以开关c应该接在a处,故A对；B错；
C、若使启动报警的温度提高些，则热敏电阻更小，要回路中电流不变，则应该调整滑动变阻器阻值变大，即向左移动滑片即可，故C对；
D、在最低报警温度时不能报警,说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触,这可能由多种原因造成,如:①左边电源电压太低,电源提供的电流太小,导致磁铁的磁性太弱;②弹簧的劲度系数太大,电磁铁的吸引力小于弹力等，故D对；
故选ACD
【点睛】
本题考查学生对生活中半导体具体实例的了解情况.此外本题通过影响电阻的因素的实验,考查学生识图能力以及分析问题和解决问题的能力.
14．BD
【详解】
A、由电路图可以知道,定值电阻与传感器电阻串联,bc之间的电压等于变阻器两端的电压
,
当减小的阻值时,b点的电势差减小;故A错误;
B、煤气浓度升高时,
减小,根据电路知识可知bc之间的电压升高，所以b点电势升高，故B对；
CD、要提高气敏传感器的灵敏度,可以采用的方法有:增大电源的电动势或增大变阻器的电阻值.故C错误;D正确;
故选BD
【点睛】
由电路图可以知道,定值电阻与传感器电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压;如果测试时电压表示数越大,根据欧姆定律可以知道电路中的电流越大,说明酒精气体传感器的电阻越小,而酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小,据此判断测试到的酒精气体浓度大小.
15．
【解析】
【分析】
根据电路工作过程热敏电阻阻值变化范围得到滑动变阻器变化范围，然后根据电路，由电流范围得到电源电动势；
根据工作时热敏电阻阻值，代入电阻箱调节电路，使电路滑动变阻器的位置符合要求，然后接入热敏电阻正常运行．
【详解】
为使该装置实验对之间任意温度的控制，滑动变阻器的最大阻值必定大于热敏电阻的电阻变化，故，那么，滑动变阻器选用；
又有继电器电阻，电路中的电流，要使电路能实现任意温度的控制，那么，当热敏电阻最大时，，故E，
故选择电源电动势和较接近的，故选用电源；
欲使热敏电阻为时衔铁吸合，先将热敏电阻用与热敏电阻时电阻的等值电阻箱替换，然后调节滑动变阻器使衔铁吸合，然后断开电路，换回热敏电阻即可；
故操作步骤顺序为；故选A；
【点睛】
伏安法测电阻实验中，若最大电流大于电流表量程则采用分压式接法，一般采用限流式接法；被测电阻较大，电流表采用内接法；被测电阻较小，电流表采用外接法．
16．（1）
（2）
；
【解析】
【详解】
(1)设在托盘中放人质量为m的物体后，弹簧被压缩的长度为X，则有
Mg=kx
R1=
电压表的示数U=IR1
联立解得
U=.
（2）改进后的电路原理图如图所示:
电流为
电压表的示数为U'=
联立解得.
17．不能；变成低温报警器了．
【详解】
RT和R1两个电阻的比值大小决定了A端电平的高低,决定了触发器是否触发，也就决定了报瞽器是否报警.若RT和R1的位置互换，报警器就变成了低温报警器.
18．
【解析】
【详解】
设系统在水平面内以角速度转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得①，又输出电压②，由①②得．
(
2
)
(
1
)