第5章 传感器及其应用 单元测试-2020-2021学年高二下学期物理鲁科版选修3－2

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1、第5章 传感器及其应用 单元测试一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分。18为单选，912为多选。)1类人型机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是()A力传感器B光传感器C温度传感器 D声音传感器2用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化成电信号的过程，下列属于这类传感器的是()A红外报警装置B走廊照明灯的声控装置C自动洗衣机中的压力传感装置D电饭煲中控制加热和保温的温控器3电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压

2、力近似成正比，现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图1所示。压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压，若发现电压表示数增大，下列说法正确的是() A电梯一定加速上升B电梯一定减速下降C电梯加速度一定向上 D电梯加速度一定向下4. 如图所示，Rt为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是() 热敏电阻温度升高，其他条件不变热敏电阻温度降低，其他条件不变光照增强，其他条件不变光照减弱，其他条件不变A B C D5. 如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容

3、制作的传感器。话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极。在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其它量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号。其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的() A距离变化B正对面积变化C介质变化 D电压变化6. 如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是()A进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三

4、极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D以上说法均不正确7计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息。光敏电阻自动计数器的示意图如图5所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是()当有光照射R1时，处理系统获得高电压当有光照射R1时，处理系统获得低电压信号处理系统每获得一次低电压就计数

5、一次信号处理系统每获得一次高电压就计数一次A B C D8压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()A0t1时间内，升降机一定匀速运动B0t1时间内，升降机可能减速上升Ct1t2时间内，升降机可能匀速上升Dt1t2时间内，升降机可能匀加速上升9关于传感器的作用，下列说法中正确的是 ()A通常传感器可以直接用来进行自动控制B传感器可以用来采集信息C传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量D传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量10有定

6、值电阻、热敏电阻、光敏电阻三个元件，将这三个元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()A置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是热敏电阻B置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这个元件一定是定值电阻C用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是光敏电阻D用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数不变化，这个元件一定是定值电阻11下列说法正确的是()A热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的元件B金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差C电熨斗中的双金

7、属片是温度传感器D霍尔元件是能够把磁学量磁感应强度转换为电压的传感元件12电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流当膜片向右运动的过程中，有()A电容变大B电容变小C导线AB中有向左的电流D导线AB中有向右的电流二、填空题(本题包括1小题共12分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答)13(12分)热敏电阻是传感器电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值为45 。热敏电阻和温度计插

8、入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯(图中未画出)、电源(3 V，内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 )、直流电压表(内阻约5 k)、滑动变阻器(020 )、开关、导线若干。(1)在方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。(2)根据电路图，在如图7所示的实物图上连线。(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤_。三、解答题(本题包括3小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(12分(1)用如图所示的传感器可以测运动物体的位移，说明它的工作原理是什么？(2

9、)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件，它的结构是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，如图8所示，它是传感器吗？15(14分) 角速度计可测得航天器自转的角速度，其结构如图9所示，当系统绕OO转动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导信号源。已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为L0，电源电动势为E，内阻不计。滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动触头P在中点，与固定接头Q正对，当系统以角速度转动时，求：(1)弹簧形变量x与的关系式；(2)电压表的示数U与角速度的函数关系。16(14分)图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动

10、，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示)。(1)若图乙中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00102 s，则圆盘的转速为多少？(保留3位有效数字)(2)若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为多少？(保留3位有效数字)参考答案：1.B 2.A 3.C 4.D 5.A 6.C 7.B 8.B9.BC10.AC 11.BCD 12.AC13.解析：要求伏安特性曲线尽可能完整，滑动变阻器采用分压式连接。热敏电阻常温下阻值与电流表

11、阻值接近与电压表阻值差别大，电流表采用外接法。答案：(1)如图所示。(2)如图所示。(3)往保温杯中加入一些热水，待温度稳定时读出温度计的示数；调节滑动变阻器，快速读出电流表和电压表的示数；重复步骤，测量不同温度下的数据；绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。14.解析(1)它可以将位移变化转化为电容信号当物体向左运动时，电容增大；向右运动时，电容减小(2)它是传感器，可以感知磁场因为玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片，当存在磁场时，如条形磁铁靠近，两个簧片被磁化而相互吸引接触，灯泡就发光，因此能感知磁场的存在15.解析：当系统绕OO转动时，A在光滑杆上发生滑动，使弹簧伸长，触头P向b端移动。(1)元件A做圆周运动的半径rL0x，弹簧的弹力提供元件A做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律有Fkxm2(L0x) 可得：x。(2)电压表的示数UE。答案：(1)x(2)U16.解析：(1)由题图乙可知一个周期对应4.4大格，所以T4.45.00102 s0.22 s， 故转速n4.55 r/s。(2)由题图乙可知反光时间t0.25.00102 s1.00102 s，由lt可得涂层长度 l1.00102 cm1.46 cm。答案：(1)4.55 r/s(2)1.46 cm