第6章傳感器單元測(cè)評(píng)(三)(人教版選修3-2

1、單元測(cè)評(píng) （三 ） 傳感器（時(shí)間： 90 分鐘 滿分： 100分）第I卷（選擇題，共48分）一、選擇題 （本題有 12小題，每小題 4分，共 48分）1關(guān)于干簧管，下列說(shuō)法正確的是 （ ）A .干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用B.干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的C .干簧管接入電路中相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的作用D .干簧管是作為電控元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的答案：C2（多選題 ）為了保護(hù)電腦元件不受損害，在電腦內(nèi)部有很多傳 感器，其中最重要的就是溫度傳感器， 常用的溫度傳感器有兩種， 一 種是用金屬做的熱電阻， 另一種是用半導(dǎo)體做的熱敏電阻 關(guān)于這兩 種溫度傳感器的特點(diǎn)說(shuō)法正確的是 （）A .金屬做的熱電阻隨著

2、溫度的升高電阻變大B.金屬做的熱電阻隨著溫度的升高電阻變小C .用半導(dǎo)體做的熱敏電阻隨著溫度的升高電阻變大D .用半導(dǎo)體做的熱敏電阻隨著溫度的升高電阻變小 解析：金屬的電阻率隨著溫度的升高而變大， 半導(dǎo)體在溫度升高 時(shí)電阻會(huì)變小答案： AD3街旁的路燈、江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮、白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，這是利用半導(dǎo)體的 （）A .壓敏性B.光敏性C .熱敏性D .三種特性都利用答案：B4. 侈選題）有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這 三只元件分別接入如圖所示電路中的 A、B兩點(diǎn)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)

3、，下列說(shuō)法中正確的是（ ）表IOOARA .置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只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，這只 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，這只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)相同， 這只元件一定是定值電阻解析：熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化， 定值電阻和光敏電阻 不隨溫度變化；光敏電阻的阻值隨光照變化而變化， 定值電阻和熱敏 電阻不隨之變化.答案：AC5. 傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖是由電容器作為傳感器來(lái)測(cè)定壓力變化的電路，當(dāng)

4、待測(cè)壓力作用于膜片電極上時(shí)，下列 說(shuō)法中正確的是（）若F向下壓膜片電極，電路中有從 a到b的電流 若F向 下壓膜片電極，電路中有從b到a的電流 若F向下壓膜片電極， 電路中不會(huì)有電流產(chǎn)生 若電流表有示數(shù)，說(shuō)明壓力 F發(fā)生變化 若電流表有示數(shù)，說(shuō)明壓力 F不會(huì)發(fā)生變化A .B.C .D .解析：當(dāng)下壓時(shí)，因?yàn)镃=TrSr d減小，C增大，在U不變時(shí)，4 nd因?yàn)镃 = Q, Q增大，從b向a有電流流過(guò)，正確；當(dāng)F變化時(shí),電容器兩板的間距變化，電容變化，電容器上的帶電量發(fā)生變化，電 路中有電流，正確，故選A.答案：A6. 如圖所示，Ri為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，當(dāng) 溫度降低時(shí)，電阻變

5、大，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)（）A. R1兩端的電壓增大B.電流表的示數(shù)增大C .小燈泡的亮度變強(qiáng)D .小燈泡的亮度變?nèi)踅馕觯篟2與燈L并聯(lián)后與Ri串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)溫度降低時(shí)，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈L兩端電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，Ri兩端電壓減小，故 C正確，其 余各項(xiàng)均錯(cuò).答案：C7. 為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末 端安裝了如圖所示的流量計(jì).該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分 別為a、b、c,左右兩端開(kāi)口 .在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度 大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電 極.污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝

6、置時(shí)， 電壓表將顯示兩個(gè)電極間 的電壓U若用Q表示污水流量（單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積），下列說(shuō)法中正確的是（A .若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高B.若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高C .污水中離子濃度越高電壓表的示數(shù)將越大D.污水流量Q與U成正比，與a、b無(wú)關(guān)解析：由左手定則可以判斷出正離子較多時(shí)， 正離子受到的洛倫 茲力使其向后表面偏轉(zhuǎn)聚集而導(dǎo)致后表面電勢(shì)升高，同理負(fù)離子較多 時(shí)，負(fù)離子向前表面偏轉(zhuǎn)聚集而導(dǎo)致前表面電勢(shì)低，故 A項(xiàng)、B項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)前、后表面間的最高電壓為 U,則qU = qvB,所以U = vBb,由此可知U與離子濃度無(wú)關(guān)，故 C項(xiàng)錯(cuò)；因Q=vbc,而U

7、= vBb, 所以Q= b , D項(xiàng)正確.答案：D8. 小強(qiáng)在用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高， 無(wú)法自動(dòng)控制.經(jīng)檢查，恒溫箱的控制器沒(méi)有故障.參照右圖，下列 對(duì)故障判斷正確的是（）A .只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B.只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障C .熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障D .可能是加熱器出現(xiàn)故障解析：由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定出 現(xiàn)故障都會(huì)向控制器傳遞錯(cuò)誤信息， 導(dǎo)致控制器發(fā)出錯(cuò)誤指令，故C 項(xiàng)正確，A項(xiàng)、B項(xiàng)錯(cuò)誤.若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不 能加熱，而題中加熱器一直加熱才會(huì)使溫度持續(xù)升高，故 D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：C9. 對(duì)于常見(jiàn)的可燃?xì)?/p>

8、體濃度的檢測(cè)，現(xiàn)在一般用催化燃燒檢測(cè) 器.它的原理如下：傳感器的核心為一惠斯通電橋，其中一橋臂上有 催化劑，當(dāng)與可燃?xì)怏w接觸時(shí)，可燃?xì)怏w在有催化劑的電橋上燃燒， 該橋臂的電阻發(fā)生明顯變化，其余橋臂的電阻不變化，從而引起整個(gè) 電路的輸出發(fā)生變化，而該變化與可燃?xì)怏w的濃度成比例， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)可燃?xì)怏w的檢測(cè).由此可推斷有催化劑的橋臂上的電阻材料為（ ）A .銅B.合金C .半導(dǎo)體D .絕緣體解析：可燃?xì)怏w燃燒后電阻發(fā)生變化的原因， 是由于溫度升高造 成的，所以此電阻應(yīng)屬于熱敏電阻，而能夠隨溫度變化其電阻有較明 顯變化的材料只可能是選項(xiàng)中的半導(dǎo)體材料，故選 C.答案：C10. （多選題）利用光敏電阻制

9、作的光傳感器，記錄了傳送帶上工 件的輸送情況.如圖中甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄 器，光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當(dāng)工件擋住 A發(fā) 出的光時(shí)，光傳感器就輸出一個(gè)電信號(hào)，并在屏幕上顯示出電信號(hào)與 時(shí)間的關(guān)系，如圖中乙所示.若傳送帶始終勻速運(yùn)動(dòng)，每?jī)蓚€(gè)工件間 的距離為02 m,則下述說(shuō)法正確的是（）t/mVA .傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是0.1 m/sB.傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是02 m/sC .該傳送帶每小時(shí)輸送3 600個(gè)工件D .該傳送帶每小時(shí)輸送7 200個(gè)工件解析：有工件通過(guò)時(shí)，擋住 A射向光傳感器B的光，B的電阻 增大，輸出一個(gè)高電壓，故知兩相鄰工件通過(guò)時(shí)間t= 1 s,傳送帶

10、的0.2速度v =i m/s= 0.2 m/s每小時(shí)傳送工件3 600個(gè).答案：BC11 .電容式傳感器是用來(lái)將各種非電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置， 由于電容器的電容C取決于極板正對(duì)面積S、極板間距離d以及極板 間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素，當(dāng)某一物理量發(fā)生變化時(shí)就能引起上述某個(gè) 因素的變化，從而又可推出另一物理量的值，如圖所示是四種電容式 傳感器的示意圖，關(guān)于這四種傳感器的作用，下列說(shuō)法不正確的是金屬芯線導(dǎo)電液體電介質(zhì)/固定電極 七瓦三可動(dòng)電極-P待測(cè)壓力F丙極板電介質(zhì)I /極板丁A .甲圖的傳感器可以用來(lái)測(cè)量角度B.乙圖的傳感器可以用來(lái)測(cè)量液面的高度C .丙圖的傳感器可以用來(lái)測(cè)量壓力D .丁圖的傳感器

11、可以用來(lái)測(cè)量速度解析：甲圖角度變化能導(dǎo)致極板正對(duì)面積變化； 乙圖高度變化能 導(dǎo)致極板正對(duì)面積變化；丙圖 F變化能導(dǎo)致極板間距變化；丁圖物 體位置變化導(dǎo)致電介質(zhì)變化.所以，甲、乙、丙、丁分別是測(cè)角度、 高度、壓力、位移的物理量.答案：D12. 如圖所示是某種汽車上的一種自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的 裝置.R是滑動(dòng)變阻器，它的金屬滑片是杠桿的一端，從油量表 （由電流表改裝而成）指針?biāo)傅目潭?，就可以知道油箱?nèi)油面的高度, 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑片向下移動(dòng)時(shí)（）浮標(biāo)A .電路中的電流減小，油箱油面降低B.電路中的電流減小，油箱油面升高C .電路中的電流增大，油箱油面降低D .電路中的電流增大，油箱油面升高

12、解析：當(dāng)油箱油面升高時(shí)，由于杠桿作用使金屬滑片向下移動(dòng), 而使回路總電阻減小，電流增大，故 D項(xiàng)正確.答案：D第H卷（非選擇題，共52分）二、實(shí)驗(yàn)題（本題有2小題，共14分.請(qǐng)按題目要求作答）13. （6分）影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電 阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反， 隨溫 度的升高而減小.某課題研究組在研究某種導(dǎo)電材料的用電器件Z的導(dǎo)電規(guī)律時(shí)，利用如圖甲所示的分壓電路測(cè)得其電壓與電流的關(guān)系 如下表所示：U/V0400.600.801.001.201.501.60I/A0.200.450.801.251.802.813.20甲乙(1) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，

13、判斷用電器件Z可能屬于上述哪類材料?(2) 把用電器件Z接入圖乙所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)，電流表的讀數(shù)為18 A，電池的電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R的電功率為解析：由表格中數(shù)據(jù)可得，電阻隨電壓的增大而減小，而電 壓越大，用電器件溫度越高，所以材料為半導(dǎo)體.(2)查表I = 1.8 A時(shí)，Z的電壓為1.2 V,貝卩 Ur = E2-Uz= 3 V 1.2 V = 1.8 V,Pr= IUr = 3.24 W答案：半導(dǎo)體(2分)(2)3.24 W(4 分)14. (8分)某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性. 現(xiàn)有器材: 直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測(cè)熱 敏電阻、保

14、溫容器、溫度計(jì)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干等.(1)若用上述器材測(cè)量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請(qǐng)你 在圖甲的實(shí)物圖上連線.甲乙(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟： 正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電源值； 在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開(kāi)關(guān),，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)； 重復(fù)第步操作若干次，測(cè)得多組數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得 圖乙的R-1關(guān)系圖線，請(qǐng)根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R-1關(guān)系式:R=+t( Q )保留三位有效數(shù)字).解析：(1)連線如圖.(2) 每次加熱水后都需要重新讀出溫度計(jì)和電壓表的示數(shù).故閉 合開(kāi)關(guān)，應(yīng)記錄電壓表電壓值、溫度計(jì)數(shù)值.

15、(3) 根據(jù)R-1圖象可以看出，R與t之間是線性關(guān)系.設(shè) R= a+ bt( Q )由圖線可求得：b78-104=0.400.70 -10當(dāng) t= 0 時(shí)，a= 100 Q 故 R= 100+ 0.400 t( Q)答案：（1）見(jiàn)解析圖（2分）（2）記錄電壓表和溫度計(jì)示數(shù)（2分）（3）1000.400（4 分）三、計(jì)算題（本題有3小題，共38分.解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō) 明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值 計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）15. （10分）如圖所示為檢測(cè)某傳感器的電路圖.傳感器上標(biāo)有“3V,0.9 W的字樣（傳感器可看做一個(gè)純電阻），滑動(dòng)變阻器R

16、o上標(biāo)有“ 10 Q, 1 A”的字樣，電流表的量程為 06 A，電壓表的量程為3V .求：（1）傳感器的電阻和額定電流.（2）為了確保電路各部分的安全，在 a、b之間所加的電源電壓最 大值是多少？U傳解析：（1）R 傳=10 Q, （2 分）P傳P傳I 傳=03 A. （2 分）U傳（2）最大電流1 = I傳=03 A, （1分）電源電壓最大值Um= U傳+ U。，（2分）U傳為傳感器的額定電壓，Uo為R0m= 10 Q時(shí)R0兩端的電壓，即 Uo = I 傳 Rom= 03X 10 V = 3 V, （2 分）小于電壓表量程，所以 Um= U 傳 + U0 = 3 V+ 3 V = 6 V.

17、 （1 分）答案：（1）10 Q 0.3 A（2）6 V16. （13分）如圖所示，“神舟”十號(hào)飛船發(fā)射升空時(shí)，火箭內(nèi)測(cè) 試儀平臺(tái)上放一個(gè)壓力傳感器，傳感器上面壓一質(zhì)量為M的物體，火箭點(diǎn)火后從地面向上加速升空，當(dāng)升到某一高度時(shí)，加速度為a=g,壓力傳感器此時(shí)顯示出物體對(duì)平臺(tái)的壓力為點(diǎn)火前壓力的%,已知地球的半徑為R, g為地面附近的重力加速度，求此時(shí)火箭離地面 的高度./解析：設(shè)此時(shí)火箭升空高度為H，此處重力加速度為g，則有 F Mg= Ma（4 分）由萬(wàn)有引力定律得（R+ H）2g= R2g（4分）1716Mg（2 分）R解得H = R.（3分）答案：R17. （15分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種測(cè)定

18、風(fēng)力的裝置，其原理如圖所示,迎風(fēng)板與一輕彈簧的一端 N相接，穿在光滑的金屬桿上.彈簧是絕 緣材料制成的，其勁度系數(shù) k= 1 300 N/m，自然長(zhǎng)度Lq= 0.5 m,均 勻金屬桿用電阻率較大的合金制成，迎風(fēng)板面積S= 0.5 m金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻； 此時(shí)作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力.解析：設(shè)無(wú)風(fēng)時(shí)金屬桿接入電路的電阻為 R1, 風(fēng)吹時(shí)接入電路的電阻為 R2,由題意得(1)無(wú)風(fēng)時(shí)：U1= r+ ； R1 R1(2 分),工作時(shí)總是正對(duì)著風(fēng)吹來(lái)的方向.電路中左端導(dǎo)線與金屬桿M端相連，右端導(dǎo)線接在N點(diǎn)并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動(dòng)，且與金屬桿接觸良 好.限流電阻的阻值R= 1 Q,電源的電動(dòng)勢(shì)E = 12 V，內(nèi)阻r= 0.5 Q. 合上開(kāi)關(guān)，沒(méi)有風(fēng)吹時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，電壓表的示數(shù)6 = 3.0 V;如果某時(shí)刻由于風(fēng)吹使迎