第5章 傳感器及其應用 單元測試-2020-2021學年高二下學期物理魯科版選修3－2

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1、 第5章 傳感器及其應用 單元測試 一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分。1－8為單選，9－12為多選。) 1．類人型機器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉(zhuǎn)彎．下列有關(guān)該機器人“眼睛”的說法中正確的是(　　) A．力傳感器　　　　　　 B．光傳感器 C．溫度傳感器 D．聲音傳感器 2．用遙控器調(diào)換電視頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化成電信號的過程，下列屬于這類傳感器的是(　　) A．紅外報警裝置 B．走廊照明燈的聲控裝置 C．自動洗衣機中的壓力傳感裝置 D．電飯煲中控制加熱

2、和保溫的溫控器 3．電子打火機的點火原理是壓電效應，壓電片在受壓時會在兩側(cè)形成電壓且電壓大小與壓力近似成正比，現(xiàn)有一利用壓電效應制造的電梯加速度傳感器，如圖1所示。壓電片安裝在電梯地板下，電壓表與壓電片構(gòu)成閉合回路用來測量壓電片兩側(cè)形成的電壓，若發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，下列說法正確的是(　　) A．電梯一定加速上升　　　 B．電梯一定減速下降 C．電梯加速度一定向上 D．電梯加速度一定向下 4. 如圖所示，Rt為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是(　　)

3、 ①熱敏電阻溫度升高，其他條件不變 ②熱敏電阻溫度降低，其他條件不變 ③光照增強，其他條件不變 ④光照減弱，其他條件不變 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 5. 如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器。話筒的振動膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構(gòu)成電容器的兩極。在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，導致話筒所在電路中的其它量發(fā)生變化，使聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號。其中導致電容變化的原因可能是電容器兩板間的(　　) A

4、．距離變化　　　　　　 B．正對面積變化 C．介質(zhì)變化 D．電壓變化 6. 如圖所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災報警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板。平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災時，下列說法正確的是(　　) A．進入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報 B．發(fā)生火災時，光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報 C．發(fā)生火災時，進入罩內(nèi)的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報 D．以上說法均不正確 7．計算機光驅(qū)的主要

5、部分是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號，激光掃描光盤信息時，激光頭利用光敏電阻自動計數(shù)器將反射回來的脈沖信號傳輸給信號處理系統(tǒng)，再通過計算機顯示出相應信息。光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖如圖5所示，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計數(shù)器的基本工作原理是(　　) ①當有光照射R1時，處理系統(tǒng)獲得高電壓 ②當有光照射R1時，處理系統(tǒng)獲得低電壓 ③信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次 ④信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 8．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，在升降機中將重物放在壓敏電阻上，壓敏電阻接在如圖甲所示

6、的電路中，電流表示數(shù)變化如圖乙所示，某同學根據(jù)電流表的示數(shù)變化情況推斷升降機的運動狀態(tài)，下列說法中正確的是(　　) A．0～t1時間內(nèi)，升降機一定勻速運動 B．0～t1時間內(nèi)，升降機可能減速上升 C．t1～t2時間內(nèi)，升降機可能勻速上升 D．t1～t2時間內(nèi)，升降機可能勻加速上升 9．關(guān)于傳感器的作用，下列說法中正確的是 (　　) A．通常傳感器可以直接用來進行自動控制 B．傳感器可以用來采集信息 C．傳感器可以將感受到的一些信號轉(zhuǎn)換為電學量 D．傳感器可以將所有感受到的信號都轉(zhuǎn)換為電學量 10．有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三個元件，將這三個元件分別接入如圖所示電路中的A

7、、B兩點后．用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是(　　) A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這個元件一定是熱敏電阻 B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這個元件一定是定值電阻 C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這個元件一定是光敏電阻 D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)不變化，這個元件一定是定值電阻 11．下列說法正確的是(　　) A．熱敏電阻是把熱量這個熱學量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學量的元件 B．金屬熱電阻的化學穩(wěn)定性好，但靈敏度差 C．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器

8、 D．霍爾元件是能夠把磁學量磁感應強度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感元件 12．電容式話筒的保真度比動圈式話筒好，其工作原理如圖所示．Q是絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N形成一個電容器，被直流電源充電．當聲波使膜片振動時，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流．當膜片向右運動的過程中，有(　　) A．電容變大 B．電容變小 C．導線AB中有向左的電流 D．導線AB中有向右的電流 二、填空題(本題包括1小題共12分，把答案填在題中橫線上或按題目要求作答) 13．(12分)熱敏電阻是傳感器電路中常用的電子元件。現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整。已知常溫下待測熱

9、敏電阻的阻值為4～5 Ω。熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水杯(圖中未畫出)、電源(3 V，內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1 Ω)、直流電壓表(內(nèi)阻約5 kΩ)、滑動變阻器(0～20 Ω)、開關(guān)、導線若干。 (1)在方框中畫出實驗電路圖，要求測量誤差盡可能小。 (2)根據(jù)電路圖，在如圖7所示的實物圖上連線。 (3)簡要寫出完成接線后的主要實驗步驟_________________________ __________________________________________________________。

10、三、解答題(本題包括3小題，共40分，解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．(12分(1)用如圖所示的傳感器可以測運動物體的位移，說明它的工作原理是什么？ (2)電子電路中常用到一種稱為“干簧管”的元件，它的結(jié)構(gòu)是玻璃管內(nèi)封入的兩個軟磁性材料制成的簧片，如圖8所示，它是傳感器嗎？ 15．(14分) 角速度計可測得航天器自轉(zhuǎn)的角速度ω，其結(jié)構(gòu)如圖9所示，當系統(tǒng)繞OO′轉(zhuǎn)動時，元件A在光滑桿上發(fā)生滑動，并輸出電信號成為航天器的制導信號源。已知A質(zhì)量為m，彈

11、簧的勁度系數(shù)為k，原長為L0，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計?；瑒幼冏杵骺傞L為L，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時滑動變阻器滑動觸頭P在中點，與固定接頭Q正對，當系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動時，求： (1)彈簧形變量x與ω的關(guān)系式； (2)電壓表的示數(shù)U與角速度ω的函數(shù)關(guān)系。 16．(14分)圖甲是利用激光測轉(zhuǎn)速的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動，盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料。當盤轉(zhuǎn)到某一位置時，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號轉(zhuǎn)變成電信號，在示波器顯示屏上顯示出來(如圖乙所示)。 (1)若圖乙中示波器顯示屏橫向的每大格(5小格)對應的時間為

12、5.0010－2 s，則圓盤的轉(zhuǎn)速為多少？(保留3位有效數(shù)字) (2)若測得圓盤直徑為10.20 cm，則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長度為多少？(保留3位有效數(shù)字) 參考答案： 1.B 2.　A 3.C 4.D 5.A 6.C 7.B 8.B 9.BC．10.AC 11.　BCD 12.　AC 13.解析：要求伏安特性曲線盡可能完整，滑動變阻器采用分壓式連接。熱敏電阻常溫下阻值與電流表阻值接近與電壓表阻值差別大，電流表采用外接法。 答案：(1)如圖所示。 (2)如圖所示。 (3)①往保溫杯中加入一些熱水，待溫度

13、穩(wěn)定時讀出溫度計的示數(shù)； ②調(diào)節(jié)滑動變阻器，快速讀出電流表和電壓表的示數(shù)； ③重復步驟①～②，測量不同溫度下的數(shù)據(jù)； ④繪出各測量溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線。 14.解析　(1)它可以將位移變化轉(zhuǎn)化為電容信號．當物體向左運動時，電容增大；向右運動時，電容減小． (2)它是傳感器，可以感知磁場．因為玻璃管內(nèi)封入兩個軟磁性材料制成的簧片，當存在磁場時，如條形磁鐵靠近，兩個簧片被磁化而相互吸引接觸，燈泡就發(fā)光，因此能感知磁場的存在． 15.解析：當系統(tǒng)繞OO′轉(zhuǎn)動時，A在光滑桿上發(fā)生滑動，使彈簧伸長，觸頭P向b端移動。 (1)元件A做圓周運動的半徑r＝L0＋x，彈簧的彈力提供元件A做圓周運動的向心力，由牛頓第二定律有F＝kx＝mω2(L0＋x) 可得：x＝。 (2)電壓表的示數(shù)U＝E＝。 答案：(1)x＝　(2)U＝ 16.解析：(1)由題圖乙可知一個周期對應4.4大格， 所以T＝4.45.0010－2 s＝0.22 s， 故轉(zhuǎn)速n＝≈4.55 r/s。 (2)由題圖乙可知反光時間 t＝0.25.0010－2 s＝1.0010－2 s， 由l＝t可得涂層長度 l＝1.0010－2 cm≈1.46 cm。 答案：(1)4.55 r/s　(2)1.46 cm