第六章 传感器章末测试卷二—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二
一、单选题(共30分)
1．(本题3分)有很多商场使用自动门，当人靠近时门会自动打开，这种自动门使用的传感器是（　　）
A．红外线传感器
B．压力传感器
C．速度传感器
D．温度传感器
2．(本题3分)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
3．(本题3分)物理传感器是利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出相关信息的，化学传感器是利用化学反应识别和检测信息的。下列说法正确的是（
）
A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器
B．气敏传感器只能是物理传感器
C．物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出
D．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应
4．(本题3分)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．(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成正比酒精气体传感器
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
6．(本题3分)如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其阻值减小）.现增加光照强度，则下列判断正确的是（）
A．B灯变暗，A灯变亮
B．两端的电压变大
C．B灯变亮，A灯变暗
D．电源的总功率变小
7．(本题3分)某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程．先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示．定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（
）
A．电容器放出的总电荷量
B．电阻R两端的最大电压
C．电容器的电容
D．电源的内电阻
8．(本题3分)下列情况中，应用了温度传感器的是(??
)
A．夜间自动打开的路灯
B．商场里的自动玻璃门
C．电视遥控器
D．自动恒温冰箱
9．(本题3分)如图所示，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(水银导电)．则下列说法正确的是（
）
A．温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮
B．温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭
C．温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警
D．温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不响
10．(本题3分)图是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图.门打开时，红外光敏电阻受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源（红外线源没有画出），经实际试验，灯的亮、灭能反映门的开、关状态.与门关闭时相比，门打开时两灯的发光情况以及两端的电压变化情况分别是（
）
A．红灯亮，变大
B．绿灯亮，变大
C．绿灯亮，变小
D．红灯亮，变小
二、多选题(共16分)
11．(本题4分)磁敏电阻的阻值随磁场的增强而增大.在如图所示的闭合电路中，滑动变阻器的滑片处于中间位置，磁敏电阻置于匀强磁场中.闭合开关S后，若磁场增强，则
A．电压表的示数变大
B．电压表的示数变小
C．电流表的示数变大
D．电流表的示数变小
12．(本题4分)如图是电饭锅结构示意图，关于电饭锅下列说法正确的是（
）
A．电饭锅中的感温磁体也是永磁体
B．开始煮饭时，压下开关按钮的原因是克服弹簧的弹力使永磁体一端上升，上下触点接触接通电路
C．用电饭锅煮米饭，饭熟后水分被大米吸收，锅底的温度会升高，当升高到“居里温度”时，电饭锅会自动断电
D．用电饭锅烧水，水沸腾后也可以自动断电
13．(本题4分)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3
A，电源电动势为12
V，内阻为2
Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是(　　)
A．该秤能测量的最大体重是1400
N
B．该秤能测量的最大体重是1300
N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375
A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400
A处
14．(本题4分)图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法正确的是（）
A．若F向上压膜片电极，则电路中有从a到b的电流
B．若F向上压膜片电极，则电路中有从b到a的电流
C．若电流表有示数，则说明压力F发生变化
D．若电流表有示数，则说明压力F未发生变化
三、实验题(共15分)
15．(本题15分)电流、电压传感器是能通过数据采集器采集电流、电压的大小并直接输出电流、电压数值的精确测量仪器。某实验小组利用电流、电压传感器来做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验:
（1）在实物图（甲）中，B传感器应该采用_______（填“电压传感器”或“电流传感器”）；
（2）在实物图（甲）中，已正确连接了部分导线，请完成剩余部分的连接，要求电压传感器的示数能从零开始取值（画在答题纸上）_______；
（3）开关闭合前，图（甲）中滑动变阻器触头应该处于_______（填“a”或“b”）端；
（4）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图（乙）所示。现将这个小灯泡接到电动势为1.5V，内阻为5Ω的电源两端，根据图中图像和该电源输出电流与路端电压的关系图线，可以得到小灯泡消耗的功率是_________W。（结果保留两位小数）
四、解答题(共39分)
16．(本题13分)有一种测量压力的电子秤，其原理如图所示。E是内阻不计、电动势为6
V的电源。是一个阻值为300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的变化而改变，两者关系如下表所示。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变化的数学关系式；
（2）若电容器的耐压值为5
V，该电子秤的最大称量值为多少？
（3）如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否均匀？
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/
300
280
260
240
220
200
180
…
17．(本题13分)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？
18．(本题13分)有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器
R
(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)。设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为
0~3A，电源电动势为
E=15V，内阻为
r=1Ω，电阻R随踏板变化的函数为R=29-0.02F
(F和R的单位分别是
N
和Ω)。
（1）求该秤零刻度线
(
即踏板空载时的刻度线)对应的流强度大小；
（2）求该秤能测量的最大体重；
（3）该秤的刻度(体重刻度)是否均匀?
(
2
)
(
1
)
参考答案
答案含解析
1．A
【详解】
自动门使用的传感器是红外线传感器．
2．D
【解析】
【详解】
A.
传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力角度等转换成电学物理量（如电压、电流、电量等)的一种元件，故A不符合题意；
B.
热敏电阻的电阻随温度变化而变化将热量转化为电流这个电学量故B不符合题意；
C.
干簧管是将一对磁性材料制成的弹性舌簧片密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有空隙，当干簧管处在磁场中，舌簧由于磁化而吸引，利用磁化及磁极间的相互作用，故C不符合题意。
D.
光敏电阻在有光照射时，电阻会变小故D符合题意。
3．D
【解析】
【详解】
A．各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转换为电学量，故选项A错误；
B．气敏传感器的核心部件是气敏电阻，其表面吸收了某种自身敏感的气体之后会发生反应，使自身阻值改变，属于化学传感器，故选项B错误；
C．物理传感器既可将信息转换为电压输出，也可将信息转换为电流、电阻等输出，故选项C错误；
D．由物理传感器的定义知，物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应，选项D正确.
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
若电源为直流电源，物体不动，则直流电流表示数必定为零，直流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动，故A正确；物体左、右移动分别对应充电、放电，不管物体向左、右哪个方向移动，直流电流表示数都将变大，故B错误；电容器有通交流，隔直流的特点，因此若电源为交流电源，物体不移动时，交流电流表示数也不为零，故C错误；若电源为交流电源且交流电流表示数变大，说明电容器容抗变小，即电容变大，说明物体一定向左发生移动，故D错误。
5．B
【解析】
【详解】
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。
A.
U越大，表示c越大，c与U成正比酒精气体传感器，与分析结论不符，故A不符合题意。
B.
U越大，表示c越大，但是c与U不成正比，与分析结论相符，故B符合题意。
C.
U越大，表示c越小，c与U成反比，与分析结论不符，故C不符合题意。
D.
U越大，表示c越小，但是c与U不成反比，与分析结论不符，故D不符合题意。
6．B
【详解】
增加光照强度时，RG的阻值减小，电路的总电阻减小.根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的总电流增大，路端电压减小，A灯变暗，两端的电压变大，RG两端的电压变小，B灯变暗，电源的总功率增大，选项B正确.ACD错；
故选B
7．D
【详解】
A.根据可知图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即，故选项A可求；
B.电阻两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压，故选项B可求；
C.根据可知电容器的电容为，故选项C可求；
D.电源的内电阻在右面的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即，但内电阻没法求出，故选项D不可求．
8．D
【详解】
A．夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，A错误；
B．商场里的自动玻璃门应用了红外线传感器，B错误；
C．电视机的遥控器是应用了红外线传感器，C错误；
D．自动恒温冰箱是利用了温度传感器，D正确；
9．D
【详解】
AC、温度低于警戒温度时，水银柱下降，控制电路处于开路状态，电磁铁没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，通路状态指示灯亮，电路不报警．故A错误，C错误；
BD、温度高于警戒温度时，水银柱上升，控制电路处于接通状态，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过常闭触点与工作电路接通，电路报警，此时通路状态指示灯的电路中没有电流，灯不亮．故B错误，D正确．
10．D
【解析】
【详解】
门打开时，R3的阻值减小，导致总电阻及R总减小和总电流I总增大，内电压Ur和R1两端的电压
U1均变大，R2两端的电压U2=E-（U1+Ur）减小，通过R3的电流增大，电磁继电器磁性增强，把衔铁吸下，红灯亮，绿灯灭，选项D正确.
故选D
11．AD
【解析】
【详解】
磁敏电阻与变阻器的左半边电阻相并联后再与变阻器的右半边电阻相串联;若磁场增强,则磁敏电阻的阻值增加;外电路总电阻增加,根据闭合电路欧姆定律,干路电流减小;则内电阻的电压降增加,变阻器的右半边的电压降也减小,故并联部分的电压增加,故电压表读数增加;通过变阻器左半边的电流增加,故流过磁敏电阻的电流减小,即电流表读数减小;故AD正确,BC错误;
故选AD
【点睛】
磁敏电阻与变阻器的左半边电阻相并联后再与变阻器的右半边电阻相串联,先根据闭合电路欧姆定律判断电流的变化,再根据串并联电路的电压和电流关系判断电压表和电流表示数的变化.
12．BC
【解析】
【详解】
A.
电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件感温铁氧体，故A错误；
B.
开始煮饭时，压下开关按钮的原因是克服弹簧的弹力使永磁体一端上升，上下触点接触接通电路，从而开始加热，当达到温度升高达到103℃时，感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电，故B正确；
C.
饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103℃时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，故C正确；
D.
如果在1标准大气压下，当电饭锅烧水，水沸腾后，温度达到100℃，不会达到103℃，因此不可以自动断电，故D错误；
故选：BC.
13．AC
【详解】
AB．当电路中电流I=3A时，电子秤测量的体重最大.由欧姆定律得到，代入R=30-0.02F得到F=1400N；故A正确，B错误.
CD．踏板空载时F=0，代入R=30-0.02F得到电阻R=30Ω，由欧姆定律得，所以该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375A处；故C正确，D错误；
故选AC.
14．AC
【解析】
【详解】
当F向上压膜片电极时，电容C变大，而,U不变，故Q变大,电容器充电，电路中有从a到b的电流，选项A正确，选项B错误；若电流表有示数，则说明压力F发生变化，选项C正确，选项D错误.
故选AC
15．(1)电流传感器
(2)如图；
(3)
a
(4)
0.10
【解析】
【详解】
解：(1)由图可知传感器与电路是串联关系，故应为电流传感器；
(2)由题意可知，实验要求电压值从零开始调节，故应采用滑动变阻器分压接法，实验电路如图所示；
(3)由图可知，测量部分与滑动变阻器右侧并联，为了让电压从零开始变化，滑片开始时应在最端；
(4)根据闭合电路欧姆定律可得，代入数据可得，在图中作出电源的伏安特性曲线，交点为灯泡的工作点，由图可知电流为0.1A，电压为1.0V，则灯泡的功率。
16．（1）；（2）600
N；（3）不均匀
【详解】
（1）由表中数据可知
所以电阻R随压力F变化的数学关系式为
.
（2）R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两极板间电压越大，由题意知，电容器两极板间电压不能超过5
V，所以
解得
又因为
得
.
（3）电流表中的电流
电流I与压力F之间不是线性关系，该测力显示器的刻度不均匀.
17．（1）应标在电流表刻度盘1.6×10-2A处（2）50kg
【解析】
【详解】
（1）由压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表中所示，可得：F=0，R=300Ω，由闭合电路欧姆定律：
即该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘1.6×10-2A处
（2）由闭合电路欧姆定律：
由表中数据得，F=500N，由G=mg，得m=50kg
如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则此人的体重是50kg。
答：（1）应标在电流表刻度盘1.6×10-2A处（2）50kg
18．（1）0.5A；（2）1250N；（3）刻度不均匀
【解析】
【分析】
由零刻度线(即踏板空载时的刻度线)对应的压力F=0，根据闭合电路欧姆定律可求得对应电流和最大体重，由电流与F的关系可判断刻度是否均匀。
【详解】
（1）由题意，零刻度线(即踏板空载时的刻度线)对应的压力F=0，由电阻R随踏板变化的函数关系R=29-0.02F，此时R=29Ω，由闭合电路欧姆定律I=，代入E=15V，内阻为r=1Ω得：该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)对应的流强度大小I=0.5A
（2）由题意可知，
F越大，R越小，由闭合电路欧姆定律知电流强度I越大，所以当电流表达到满量程I=3A时F最大。
根据I=，把R=29-0.02F，E=15V，r=1Ω，I=3A代入得：
该秤能测量的最大体重F=1250N
（3）由I=知，电流I与F不成正比，刻度不均匀。
(
2
)
(
1
)