选修32第六章传感器全章习题Word文档格式.docx
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图6－1－13
A．UM＞UN B．UM＝UN
C．UM＜UND．无法判断
选A.霍尔效应形成的原因是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，做定向移动形成的，根据左手定则，电子受到向下的洛伦兹力作用，向N板运动，则M板剩下正电荷，所以UM＞UN.故选A.
一、选择题
1．利用半导体材料可以制成（ ）
A．标准电阻B．热敏电阻
C．光敏电阻D．温度报警器
BCD
2．街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（ ）
A．压敏性B．光敏性
C．热敏性D．三种特性都利用
B
3.如图6－1－14是观察电阻随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（ ）
图6－1－14
A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显
B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显
C．如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显
D．如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显
选C.若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，读数变化不明显，A、B错误．若为热敏电阻，读数将明显变化，C对D错．
4．金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图6－1－15中可能表示金属铂电阻的U－I图线是（ ）
图6－1－15
选B.金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其U－I图线是非线性的且图线的斜率越来越大，故B正确．
5.如图6－1－16所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同．如果发现指针正向右偏转，则导电液体深度h的变化为（ ）
图6－1－16
A．正在增大B．正在减小
C．不变D．无法确定
选B.由电源极性及电流方向可知，A、B构成的电容器上的电荷量减小，据C＝
，电容C在减小，可推知正对面积S减小，即h在减小．
6.如图6－1－17所示，由电源、小灯泡、金属电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是（ ）
图6－1－17
A．小灯泡的电阻发生了变化
B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化
C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化
D．电源的电压随温度发生了变化
选C.温度升高，金属电阻丝电阻率增大，电阻增大，电路中电流减小，灯泡亮度减弱．
7.如图6－1－18所示，Rt为半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明（ ）
图6－1－18
A．环境温度变高
B．环境温度变低
C．环境温度不变
D．都有可能
选B.当灯泡L的亮度变暗时，说明通过灯泡L的电流变小，Rt变大，只有环境温度变低，Rt才变大，所以选B.
8.如图6－1－19所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，当温度降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温度降低时（ ）
图6－1－19
A．R1两端的电压增大
B．电流表的示数增大
C．小灯泡的亮度变强
D．小灯泡的亮度变弱
选C.R2与灯L并联后与R1串联，与电源构成闭合电路，当温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯L两端电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C正确，其余各项均错．
9．如图6－1－20所示为光敏电阻自动计数器的示意图，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（ ）
图6－1－20
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
选AC.当光照射到光敏电阻R1上时，R1电阻减小，电路中电流增大，R2两端电压升高，信号处理系统得到高电压，计数器每由高电压转到低电压，就计一个数，从而达到自动计数目的，由以上分析选项A、C正确．
10．电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置，由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一物理量的值，如图6－1－21所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用，下列说法不正确的是（ ）
图6－1－21
A．甲图的传感器可以用来测量角度
B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度
C．丙图的传感器可以用来测量压力
D．丁图的传感器可以用来测量速度
选D.甲图角度变化能导致极板正对面积变化；
乙图高度变化能导致极板正对面积变化；
丙图F变化能导致极板间距变化；
丁图物体位置变化导致电介质变化．所以，甲、乙、丙、丁分别是测角度、高度、压力、位移的物理量．
二、非选择题
11．按图6－1－22所示接好电路，合上S1、S2，发现小灯泡不亮，原因是________；
用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡________，原因是________；
停止吹风，会发现________；
把热敏电阻放入冷水中会发现________．
图6－1－22
依靠热敏电阻的性质进行分析，由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁；
当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通，小灯泡亮了；
停止吹风后，小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高，当把热敏电阻放入冷水后，热敏电阻温度降低很快，阻值变大，故小灯泡熄灭．
见解析
12.角速度计可测得航天器自转的角速度ω，其结构如图6－1－23所示，当系统绕OO′轴转动时，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ω转动时，求：
图6－1－23
（1）弹簧形变量x与ω的关系式．
（2）电压表的示数U与角速度ω的函数关系．
当系统绕OO′轴转动时，A在光滑杆上发生滑动，使弹簧发生形变，触头P也随之移动．
（1）由牛顿第二定律有F＝mω2R，R＝L0＋x，
即kx＝mω2（L0＋x），x＝mω2L0/（k－mω2）．
（2）电压表的示数U＝
E＝
.
（1）x＝mω2L0/（k－mω2）
（2）U＝
六章二节传感器的应用
1．关于传感器的作用，下列说法正确的有（ ）
A．通常的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
选BC.传感器是将感受的非电学量转化为电学量的仪器，不同的传感器感受不同的信号，B、C对．
2．关于电子秤中应变力传感器的说法正确的是（ ）
A．应变片是由导体材料制成
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；
反之，变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大
选BD.应变片是由半导体材料制成的．电阻R＝ρ
，应变片拉伸，l变大，R值变大；
应变片压缩，l变小，R值变小．传感器输出的是上下应变片的电压差．
3．下列说法中正确的是（ ）
A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻
B．测温仪中测温元件可以是热敏电阻
C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲
D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态
选B.电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A错误；
机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C错误；
火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D错误．
4．有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是（ ）
A．两个传感器都是光电传感器
B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器
C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器
D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作
选B.题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，A、C、D错，B对．
5．（2011年威海高二检测）温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图6－2－10甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E＝9.0V，内电阻不计；
G为灵敏电流表，其内阻Rg保持不变；
R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；
当电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是（ ）
图6－2－10
A．60℃ B．80℃
C．100℃D．120℃
选D.由图乙可知，当R的温度等于20℃时，热敏电阻的阻值R1＝4kΩ，则由I1＝
可得Rg＝0.5kΩ，当电流I2＝3.6mA时，由I2＝
，可得R2＝2kΩ，结合图乙此时温度为120℃，故选D.
1．下列装置中利用了温度传感器的是（ ）
A．电熨斗B．电饭锅
C．电子秤D．火灾报警器
选AB.电熨斗、电饭锅都是通过温度传感器来控制温度，A、B正确；
电子秤是利用力传感器来测力的，C错误；
火灾报警器是利用烟雾对光的散射，使光照射到光电三极管上，光电三极管的电阻减小引起电流变化而发出警报，因此火灾报警器是光电传感器，故D错．
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换成电信号的过程，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
选A.红外报警装置是传感器把光信号（红外线）转换成电信号；
走廊照明灯的声控装置是传感器把声音信号转换成电信号；
自动洗衣机中的压力传感装置是把位移信号转换成电信号，电饭煲中控制加热和保温的温控器把温度信号转换成电信号．
3．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位（ ）
A．力传感器B．光传感器
C．温度传感器D．生物传感器
选B.太阳帆的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，B对，A、C、D错．
4．如图6－2－11是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是（ ）
图6－2－11
A．常温时上下触点是接触的
B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲
C．原来温度控制在80℃断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下调一些
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些
选ABD.常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态时，温度要升高，则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错．
5．唱卡拉OK用的话筒，内有传感器．其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号．下列说法正确的是（ ）
A．该传感器是根据电流的磁效应工作的
B．该传感器是根据电磁感应原理工作的
C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
选B.当声波使膜片前后振动时，膜片后的金属线圈就跟着振动，从而使处于永磁体的磁场中的线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，从而将声音信号转化为电信号，这是利用电磁感应原理．
6．关于电饭锅的说法正确的是（ ）
A．电饭锅中的温度传感器是氧化铁
B．铁氧体在常温下具有磁性，温度升至居里点时失去铁磁性
C．当温度越过103℃时，感温体磁性较强
D．用电饭锅煮饭时，温控开关自动断电后，它不能自动复位
选BD.电饭锅中的温度传感器其主要元件是铁氧体，故A错，B选项正确．当温度超过103℃时，感温体磁性消失，则选项C错，温控开关只能手动闭合，故D正确．
7．如图6－2－12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（ ）
图6－2－12
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．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．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
选C.由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在光电三极管上电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对．
8．（2010年高考福建卷）如图6－2－13甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（ ）
图6－2－13
A．t1时刻小球动能最大
B．t2时刻小球动能最大
C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少
D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
选C.0～t1时间内小球做自由落体运动，落到弹簧上并往下运动的过程中，小球重力与弹簧对小球弹力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后减速，t2时刻到达最低点，动能为0，A、B错；
t2～t3时间内小球向上运动，合力方向先向上后向下，小球先加速后减速，动能先增加后减少，C对；
t2～t3时间内由能量守恒知小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能减去小球增加的重力势能，D错．
9．如图6－2－14甲所示为一根竖直悬挂的不可伸长的细绳，绳长为l，下端拴一质量为m的小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳拉力的传感器相连，已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直平面内做圆周运动，在各种阻力都忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，已知子弹射入的时间极短，且图中t＝0为A，B开始以相同速度运动的时刻，根据力学规律和题（包括图）中提供的信息，求物块在最高点和最低点的速度．
图6－2－14
在最高点时，绳的拉力为0，则
（m＋m0）g＝
解得v1＝
在最低点时，绳的拉力为Fm，则
Fm－（m＋m0）g＝
解得v2＝
10．电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，还可以与计算机相连，能在很短的时间内画出电流随时间的变化图象．
按图6－2－15甲连接电路，提供8V直流电源，先使开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成，然后把开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的I－t曲线，如图乙所示．
图6－2－15
（1）图乙中画出的竖直狭长矩形（图乙最左端），其面积表示的物理意义是：
________；
（2）估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是________C；
（3）根据以上数据估算，电容器的电容是________F.
（1）图象纵坐标为电流I，横坐标为时间t，由公式q＝It可知，矩形面积为放电电荷量．
（2）每个小方格的面积代表放电电荷量q0＝0.08×
10－3C，共有75格，则放电电荷量Q＝75q0＝6.0×
10－3C.
（3）由Q＝CU可知C＝
＝7.5×
10－4F.
（1）0.1s内的放电电荷量
（2）6.0×
10－3
（3）7.5×
10－4
11．有一种测量压力的电子秤，其原理图如图6－2－16所示．E是内阻不计、电动势为6V的电源．R0是一个阻值为300Ω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改变，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：
图6－2－16
压力F/N
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
280
260
240
220
180
（1）利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式．
（2）若电容器的耐压值为5V，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？
（1）由表中数据可知k＝
＝
＝0.4Ω/N
所以电阻R随压力F变化的函数表达式为
R＝（300－0.4F）Ω.
（2）R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两端电压越大，但不能超过5V，所以
，解得R＝60Ω，
又∵R＝（300－0.4F）Ω，得出F＝600N.
（3）电流表中的电流I＝
，电流I与压力F不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀．
（1）R＝300－0.4F
（2）600N （3）不均匀
第六章第三节传感器的应用2
1．关于发光二极管，下列说法正确的是（ ）
A．发光二极管能发光，不具有单向导电性
B．发光二极管能直接把电能转化为光能
C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光
D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光
选BD.发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才能处于导通状态，才可能发光，但不一定发光，要求达到一定的电压值，它能直接把电能转化为光能．
2．关于光敏电阻的特性，下列说法正确的是（ ）
A．光敏电阻和二极管一样有正负极
B．光敏电阻可以接交流电
C．光敏电阻在无光照射时电阻变小
D．光敏电阻在有光照射时电阻变小
BD
3．随着人们生活质量的提高，自动干手机已进入家庭洗手间．当人将湿手靠近干手机时，机内的传感器便驱动电热器加热，于是有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，这是因为（ ）
A．改变了湿度 B．改变了温度
C．改变了磁场D．改变了电容
D
4．如图6－3－7所示为小型继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱，继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是（ ）
图6－3－7
A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联
C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联
D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联
选A.由图可知A、B是继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使继电器相吸或排斥，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用，所以选项A正确．
5．如图6－3－8所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则（ ）
图6－3－8
A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用
D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长
选BC.根据题中所提示的信息，不难发现延时开关的基本工作原理：
当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，这时虽然B线圈的电键S2闭合，但通过它的磁通量不变，所以没有电磁感应现象发生．当S1断开时，A线圈立即断路，不会发生电磁感应，但通过B线圈的磁通量减少，由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用，选项B正确．如果此时断开B线圈的电键S2，则B线圈虽然产生感应电动势，但不产生感应电流，不能吸引衔铁D，无延时作用，选项C正确．
6．如图6－3－9是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是（ ）
图6－3－9
A．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B．当RT的温度升高时，RT减小
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