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1、选择进修32第六章传感器全章知识题第六章第一节传感器及其工作原理1(2011年高考江苏物理卷)美国科学家Willard SBoyle与George ESmith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖CCD是将光学量转变成电学量的传感器下列器件可作为传感器的有()A发光二极管 B热敏电阻C霍尔元件 D干电池解析：选BC.发光二极管有单向导电性，A错；热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器，B、C对；干电池是电源，D错2关于干簧管，下列说法正确的是()A干簧管接入电路中相当于电阻的作用B干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C干簧管接入电路中相当于开关的作用D干簧管是作为电控元件以实

2、现自动控制的答案：C3.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图6111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() 图6111A置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只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，这只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，这只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，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻解析：选AC.热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电

3、阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化4.如图6112所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，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，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是电容器两板间的() 图6112A距离变化 B正对面积变化C介质变化 D电压变化解析：选A.平行板电容器的电容CrS/d，本题中的介质没有变化，正对面积也没有变化，引起电容变化的因素是板间距离d.5.如图6113所示，截面为矩形的金属导体，放在磁场

4、中，当导体中通有电流时，导体的上下表面的电势有什么关系() 图6113AUMUN BUMUNCUMUN D无法判断解析：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UMUN.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温度报警器答案：BCD2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三种特性都利用答案：B3.如图6114是观察

5、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6114A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)，读数变化不明显解析：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6115中可能表示金属铂电阻的UI图线是()图6115解析：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UI

6、图线是非线性的且图线的斜率越来越大，故B正确5.如图6116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6116A正在增大 B正在减小C不变 D无法确定解析：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6117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

7、一现象的主要原因是() 图6117A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解析：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6118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6118A环境温度变高B环境温度变低C环境温度不变D都有可能解析：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6119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

8、为小灯泡，当温度降低时() 图6119AR1两端的电压增大B电流表的示数增大C小灯泡的亮度变强D小灯泡的亮度变弱解析：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6120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6120A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解析：选

9、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6121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6121A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

10、压力D丁图的传感器可以用来测量速度解析：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6122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6122解析：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

11、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，故小灯泡熄灭答案：见解析12.角速度计可测得航天器自转的角速度，其结构如图6123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，当系统以角速度转动时，求：图6123(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解析：当

12、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Fm2R，RL0x，即kxm2(L0x)，xm2L0/(km2)(2)电压表的示数UE.答案：(1)xm2L0/(km2)(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解析：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

13、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解析：选BD.应变片是由半导体材料制成的电阻R，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解析：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

14、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解析：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6210甲所示为

15、某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E9.0 V，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I12 mA；当电流表的示数I23.6 mA时，热敏电阻的温度是()图6210A60 B80 C100 D120 解析：选D.由图乙可知，当R的温度等于20 时，热敏电阻的阻值R14 k，则由I1可得Rg0.5 k，当电流I23.6 mA时，由I2，可得R22 k，结合图乙此时温度为120 ，故选D.一、选择题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火灾报警器解析：选AB

16、.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解析：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

17、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生物传感器解析：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6211是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是()图6211A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

18、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解析：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

19、振动时，金属线圈中不会产生感应电动势解析：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，它不能自动复位解析：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6212所

20、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6212A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以上说法均不正确解析：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

21、年高考福建卷)如图6213甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t0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6213At1时刻小球动能最大Bt2时刻小球动能最大Ct2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少Dt2t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能解析：选C.0t1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，

22、t2时刻到达最低点，动能为0，A、B错；t2t3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；t2t3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错二、非选择题9如图6214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t0为A，B开

23、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6214解析：在最高点时，绳的拉力为0，则(mm0)g解得v1.在最低点时，绳的拉力为Fm，则Fm(mm0)g解得v2.答案：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6215甲连接电路，提供8 V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It曲线，如图乙所示图6215(

24、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.解析：(1)图象纵坐标为电流I，横坐标为时间t，由公式qIt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q00.08103C，共有75格，则放电电荷量Q75q06.0103C.(3)由QCU可知C7.5104F.答案：(1)0.1 s内的放电电荷量(2)6.0103(3)7.510411有一种测量压力的电子秤，其原理图如图6216所示E是内阻不计、电动势为6 V的电源R0是一个阻值为300 的限流电阻G是由理想

25、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6216压力F/N050100150200250300电阻R/300280260240220200180(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？解析：(1)由表中数据可知k0.4 /N所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R(3000.4F).(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，

26、但不能超过5 V，所以，解得R60 ，又R(3000.4F)，得出F600 N.(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答案：(1)R3000.4F(2)600N(3)不均匀 第六章第三节传感器的应用21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，才有可能发光解析：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

27、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答案：BD3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改变了电容答案：D4如图637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

28、完成自动控制的要求，其工作方式是()图637AA与B接信号电压，C与D跟被控电路串联BA与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联CC与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联DC与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联解析：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638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638A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

29、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，延时将变长解析：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639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639A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，R