D．无法判断
15.下列说法正确的是（ ）
A．传感器将感受到的非电学量转换为电学量，或转换为电路的通断
B．传感器将感受到的电学量转换为非电学量
C．传感器只能将感受到的非电学量转换为电路的通断
D．以上说法都不对
二、多选题（每小题至少有两个正确答案）
16.（多选）如图所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（ ）
A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的
B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的
C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
17.（多选）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转换为电学量
18.（多选）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
19.（多选）下面的技术涉及到传感器应用的有（ ）
A．宾馆的自动门
B．工厂、电站的静电除尘
C．家用电饭煲的跳闸和保温
D．声控开关
20.（多选）霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B＝B0＋kz（B0、k均为常数）．将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图所示），当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同．则（ ）
A．磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大
B．k越大，传感器灵敏度（
）越高
C．若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高
D．电流越大，上、下表面的电势差U越小
三、实验题
21.青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0；照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100mA.
（1）利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．
光敏电阻R1，符号
灯泡L，额定功率40W，额定电压36V，符号
保护电阻R2，符号
电磁开关，符号
蓄电池E，电压36V，内阻很小；开关S，导线若干．
（2）回答下列问题：
①如果励磁线圈的电阻R线为200Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________V，保护电阻R2的阻值范围为________Ω.
②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？
请结合本题中电磁开关内部结构图说明．
③任意举出一个其他的电磁铁应用的例子．
四、计算题
22.如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度，该装置在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器，用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将该装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后，汽车静止时，传感器a、b的示数均为10N．（取g＝10m/s2）．
（1）若传感器a的示数为14N、b的示数为6N，求此时汽车的加速度大小和方向．
（2）求当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数恰为零．
五、填空题
23.将万用表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rg的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央，若用不透光的黑纸将Rg包裹起来，表针将向________（填“左”或“右”）转动，若用手电筒光照射Rg，表针将向________（填“左”或“右”）转动．
24.电饭煲的工作原理如图所示，可分为两部分，即控制部分：
由S2、R1和黄灯组成．工作（加热）部分：
由发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁铁限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（103℃）时，自动断开，且不能自动复位（闭合），S2是一个双金属片自动开关，当温度达到70～80℃时，自动断开，低于70℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过的电流必须较小，所以R1、R2起________作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70℃，所以S2是________（填“断开的”或“闭合的”）．接通电源并按下S1后，黄灯灭而红灯亮，R3发热，当温度达到70～80℃时，S2断开，当温度达到103℃时饭熟，S1断开，当温度降到70℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2________R3（填“＜”“＝”或“＞”），若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象．
25.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图．A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮．车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示．若实验显示单位时间内脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是________；小车速度的表达式为v＝________；行程的表达式为s＝________.
26.为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯的控制电路相接．当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是________信号，经传感器转换后，输出的是________信号．
27.一些材料的电阻随温度的升高而变化．如图甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻与电池（电动势E＝1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA，内阻不计）、电阻箱R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．
（1）电流刻度较大处对应的温度刻度________（选填“较大”或“较小”）；
（2）若电阻箱阻值R′＝150Ω，当电流为5mA时对应的温度数值为________℃.
六、简答题
28.如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态．当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC＝h.图中还有电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表．请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大．
答案解析
1.【答案】A
【解析】话筒是声传感器，能得声音信号转换成电信号，故A错．
2.【答案】D
【解析】
3.【答案】C
【解析】把R1等效成电源内阻，根据闭合电路欧姆定律：
U＝E－I（R1＋r），图线与U轴截距表示电动势，斜率表示R1＋r，所以选C.
4.【答案】D
【解析】往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变．故电压表的示数将逐渐变大，最后不变．所以选项D正确．
5.【答案】D
【解析】K闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力，由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律E＝n
＝U，又q·
＝mg得
＝＝
，故D正确．
6.【答案】D
【解析】S闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力．由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律E＝n
＝U，又
q＝mg，得
＝
，故D正确．
7.【答案】B
【解析】传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，A、D错误；话筒是通过声波的振动，改变电容的大小，从而将声信号转化为电信号，B正确；传感器的类型非常多，不一定是感知电压来实现传递信号的，C错误，故选B.
8.【答案】D
【解析】当门打开时，R3受红外线照射，电阻减小，从而使并联电路电阻减小，总电阻减小，电路中总电流I增大，R2两端电压UR2＝U并＝E－I（R1＋r）减小，R2中电流IR2＝
减小，所以R3中电流IR3＝I－IR2增大，线圈产生的磁场增强，把衔铁吸下，红灯亮，故D正确．
9.【答案】D
【解析】系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC的总电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，故A、B错误；设系统在水平面内以角速度ω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kx＝mω2（l＋x），又输出电压U＝
E＝
E，联立两式得x＝
，U＝
，故C错误，D正确．
10.【答案】B
【解析】当汽车向右加速时，M向左移动，与a接触，乙灯亮；当汽车刹车时，M向右移动，与c接触，甲灯亮．
11.【答案】C
【解析】金属导体温度升高时电阻增大；绝缘体温度升高时电阻保持不变；对于超导体，在其临界温度以下，温度升高电阻仍为零，高于临界温度，温度升高电阻往往增大；某些半导体材料受到光照或者温度升高时，电阻会大幅度减小．
12.【答案】A
【解析】
13.【答案】D
【解析】
14.【答案】A
【解析】霍尔效应形成的原因是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用形成的，根据左手定则，金属导体中自由电子受到向下的洛伦兹力作用，向导体的下表面N运动，则导体的上表面M剩下正电荷，所以UM>UN.故选A.
15.【答案】A
【解析】
16.【答案】BD
【解析】热敏电阻由半导体材料制成，电阻随温度升高而减小，且灵敏度高，金属热电阻随温度升高电阻增大，灵敏度不高，但测温范围大，化学性质稳定，故B、D正确．
17.【答案】BC
【解析】
18.【答案】BD
【解析】发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是由半导体材料制成的，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．故选BD.
19.【答案】ACD
【解析】宾馆的自动门采用了光电传感器，故选项A对；家用电饭煲的跳闸和保温采用了热电传感器，故选项C对；声控开关采用了声电传感器，故选项D对．
20.【答案】AB
【解析】根据左手定则可判断电子向下板偏转，所以上板电势高；很据Bev＝
e，解得U＝Bdv，所以磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大；电流越大，则电子定向移动的速率v越大，上、下表面的电势差U越大；由于B＝B0＋kz，所以U＝（B0＋kz）dv，所以
＝kdv，所以k越大，传感器灵敏度（
）越高．选项A、B正确．
21.【答案】
（1）如图所示
（2）①20 160～520
②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开
③电磁起重机
【解析】
（1）电磁继电器分为控制电路和工作电路两部分．根据光敏电阻的特性，可知光敏电阻应串联在控制电路中，为了保护励磁线圈，保护电阻也应该串联在控制电路中．灯泡连入工作电路．
（2）因为励磁线圈允许的最大电流Im＝0.1A，所以励磁线圈两端允许的最大电压Um＝ImR线＝20V；保护电阻的最小值R21＝
－R线＝160Ω，最大值R22＝
－R线＝520Ω.
22.【答案】
（1）4.0m/s2 向前
（2）10m/s2 向后
【解析】传感器上所显示的大小，即弹簧对传感器的压力，据牛顿第三定律知，此即弹簧上的弹力大小，亦即弹簧对滑块的弹力大小．
（1）
如图所示，依题意知左侧弹簧对滑块向右的推力F1＝14N，右侧弹簧对滑块向左的推力F2＝6N.
设滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有F1－F2＝ma1，得a1＝
＝
m/s2＝4.0m/s2，a1与F1同方向，即向前．
（2）a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F1′＝0，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F2′＝20N．滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F合＝F2′＝ma2，得a2＝
＝10m/s2，方向向后．
23.【答案】左 右
【解析】
24.【答案】限流 闭合的 >
【解析】R1、R2起的作用是限流，防止指示灯（氖泡）因电流过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70℃时自动闭合，当温度达到70～80℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3.由于开关S1必须当温度达到103℃时才自动断开，而水的沸点只有100℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开．
25.【答案】车轮的半径R和齿轮齿数p
【解析】根据速度的意义和车正常行驶的情况，应有v＝2πRf，其中R为车轮的半径，f为单位时间内车轮转过的圈数；若车轮的齿数为p，则转一圈应有p个脉冲被B接收到，因此有f＝
，代入上式，有v＝
.
同样，根据行程的意义，应有s＝2πRf′，其中f′为整个行程中车轮转过的圈数；而f′＝
，所以s＝
.可见，还必须测量的物理量和数据是车轮的半径R和齿轮齿数p，速度和行程的表达式如上面两式所示．
26.【答案】声控 声音 电
【解析】
27.【答案】
（1）较小
（2）50
【解析】
（1）由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小．
（2）电流为5mA时，电路总电阻为300Ω，电阻箱阻值R′＝150Ω，则R＝150Ω，由题图甲得对应的温度为50℃.
28.【答案】电路图如图所示．
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