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第五章 傳感器 單元測試-2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊
學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．下圖中關(guān)于傳感器的應(yīng)用，說法正確的是（　　）
A．干簧管是利用電磁感應(yīng)的原理控制電路的通斷的
B．機器人“眼睛”利用了光傳感器
C．紅外測溫槍向人體發(fā)射紅外線，從而測量人體溫度
D．火災(zāi)報警器是通過感知溫度觸發(fā)報警的
2．下列有關(guān)傳感器的說法正確的是 （ ）
A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號
B．樓梯口的電燈開關(guān)裝的兩種傳感器是熱敏電阻和光敏電阻
C．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器
D．半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越大
3．在中國空間站中，多種傳感器擔負著對艙內(nèi)氣壓監(jiān)測、溫度監(jiān)控、交會對接的距離監(jiān)測、太陽帆板自動迎對日光等任務(wù)。下列有關(guān)傳感器的說法中不正確的是（　　）
A．熱敏電阻可以作為溫度傳感器的敏感元件
B．對氣壓的監(jiān)測可以利用壓力傳感器
C．光敏傳感器通過將電信號轉(zhuǎn)化為光信號實現(xiàn)太陽帆板對陽光的自動跟蹤
D．紅外測距傳感器通過將電磁波信號轉(zhuǎn)化為電信號實現(xiàn)對距離的監(jiān)測
4．下列說法中不正確的是（）
A．攝像機實際上是一種將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置
B．電視機實際上是一種將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柕难b置
C．電視機接收的畫面是連續(xù)的
D．攝像機在1s內(nèi)要送出25張畫面
5．某溫控電路的原理如圖所示，是半導(dǎo)體熱敏電阻，R是滑動變阻器，某種儀器要求在的環(huán)境中工作，當環(huán)境溫度偏高或偏低時，控制器會自動啟動降溫或升溫設(shè)備，下列說法中正確的是（ ）
A．環(huán)境溫度降低，的阻值減小
B．環(huán)境溫度升高，變大
C．滑片P向下移動時，變大
D．調(diào)節(jié)滑片P的位置能改變降溫和升溫設(shè)備啟動時的臨界溫度
6．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計了一個加速度計：較重的滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側(cè)用兩勁度系數(shù)相同的輕彈簧與框架連接；R為變阻器，輕質(zhì)滑動片與變阻器接觸良好；兩個電池的電動勢均恒為E，內(nèi)阻不計。按圖連接電路后，將電壓表指針的零點調(diào)到表盤中央，此時兩彈簧均為原長，滑動片恰好在電阻中間位置。已知滑動片與電阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比，當a端的電勢高于b端時電壓表的指針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將框架固定在運動的物體上，物體沿彈簧方向運動。下列說法正確的是（　　）
A．電壓表的示數(shù)指向零點，說明物體一定做勻速直線運動
B．電壓表向右偏且示數(shù)不變，說明物體一定向左做勻加速直線運動
C．電壓表向左偏且示數(shù)增大，說明物體加速度一定向右且增大
D．電壓表示數(shù)增大了一倍，說明物體的加速度變?yōu)樵瓉淼囊话?br/>7．熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，其電阻Rt隨溫度t變化的圖線如圖甲所示。如圖乙所示電路中，熱敏電阻Rt與其他電阻構(gòu)成的閉合電路中，水平放置的平行金屬板中帶電質(zhì)點P處于靜止狀態(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當Rt所在處溫度升高時，則（ ）
A．電壓表讀數(shù)減小 B．電流表讀數(shù)減小
C．質(zhì)點P將向上運動 D．R3上消耗的功率增大
二、多選題
8．如圖，關(guān)于干簧管，下列說法中正確的是（　　）
A．磁體靠近干簧管，小燈泡會亮
B．改變磁體磁極的方向，然后靠近干簧管，小燈泡不亮
C．干簧管作為磁傳感器，經(jīng)常被用于控制電路的通斷
D．干簧管作為磁傳感器，可被用于定量測量磁感應(yīng)強度
9．傳感器已廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、生活中，下列關(guān)于傳感器的說法正確的是（　　）
A．給貨車稱重的地磅使用了壓力傳感器
B．酒店大廳的自動門使用了光傳感器
C．空調(diào)的控溫系統(tǒng)使用了溫度傳感器
D．夜間自動打開的路燈使用了紅外線傳感器
10．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計了判斷小車運動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖（a）所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球．小車向右做直線運動過程中，電流表示數(shù)如圖（b）所示，下列判斷正確的是（ ）
A．從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動
B．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻速直線運動
C．從t1到t2時間內(nèi)，小車做變加速直線運動
D．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻加速直線運動
三、實驗題
11．某同學(xué)通過實驗制作一個簡易的溫控裝置，實驗原理電路圖如圖所示，繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當繼電器的電流超過15mA時，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約20Ω，熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
（1）提供的實驗器材有:電源E1（3V，內(nèi)阻不計）、電源E2（6V，內(nèi)阻不計）、滑動變阻器R1（0~200Ω）、滑動變阻器R2（0~500Ω）、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱（0~999.9Ω）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。
為使該裝置實現(xiàn)對30~80℃之間任一溫度的控制，電源E應(yīng)選用 （選填“E1”或“E2”），滑動變阻器R應(yīng)選用 （選填“R1”或“R2”）；
（2）欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時被吸合，下列操作步驟的正確順序是 。（填寫各步驟前的序號）
①將熱敏電阻接入電路
②觀察到繼電器的銜鐵被吸合
③斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除
④合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值
⑤斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至108.1Ω
12．霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一。如圖甲所示，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在M、N間出現(xiàn)電壓UH，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，UH稱為霍爾電壓。
（1）若該半導(dǎo)體材料是空穴（可視為帶正電粒子）導(dǎo)電，電流與磁場方向如圖甲所示，該同學(xué)用電壓表測量UH時，應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與 （選填“M”或“N”）端通過導(dǎo)線相連。
（2）該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測量，取兩個方向測量的平均值，可以減小測量誤差，為此該同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的測量電路，S1、S2均為單刀雙擲開關(guān)，虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片（未畫出）。為使電流從Q端流入、P端流出，應(yīng)將S1擲向 （選填“a”或“b”），S2擲向 （選填“c”或“d”）。
13．是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料，它以鈦酸鋇為主，滲入多種物質(zhì)后加工而成，目前家用的陶瓷暖風(fēng)器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的。有一個根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個溫度時，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個溫度時，電阻值則隨溫度的升高而增大，我們把這個設(shè)定的溫度叫“居里點溫度”。用材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能，應(yīng)用十分廣泛。
(1)家用固體電熱滅蚊器就使用陶瓷電熱元件，圖甲為其電阻隨溫度變化的圖像，由圖可知，該材料的“居里點溫度”為 ；
(2)家用固體電熱滅蚊器工作時的溫度基本恒定在左右，若它的溫度高于，電阻 ，功率 ，使其溫度 （以上均填變化情況）；反之，也能自動調(diào)節(jié)。因此用材料制成的電熱器具有自動調(diào)節(jié)功能；
(3)某同學(xué)利用電阻設(shè)計了一個“過熱自動報警電路”，將電阻安裝在需要探測溫度的地方，當環(huán)境溫度正常時，指示燈亮；當環(huán)境溫度超過電阻的“居里點溫度”時，電阻變化導(dǎo)致電磁鐵磁性減弱，使警鈴響。請幫他將圖乙所示的電路連接完整 。
14．小明利用熱敏電阻設(shè)計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示（虛線框內(nèi)的連接沒有畫出）。將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環(huán)境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環(huán)境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響。圖甲中繼電器的供電電源，內(nèi)阻不計，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻。當線圈中的電流大于等于時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。

（1）由圖乙可知，當環(huán)境溫度為時，熱敏電阻阻值為 ；
（2）由圖乙可知，當環(huán)境溫度升高時，熱敏電阻阻值將 （選填“增大”、“減小”或“不變”），繼電器的磁性將 （選填“增強”、“減弱”或“不變”）；
（3）圖甲中指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱 相連（均選填“A”或“B”）；
（4）當環(huán)境溫度大于等于 時，警鈴報警。
《第五章 傳感器 單元測試-2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C C C D C A AC AC CD
1．B
【詳解】A．干簧管是利用磁極間的相互作用來控制電路的通斷，故A錯誤；
B．機器人“眼睛”利用了光傳感器，故B正確；
C．紅外測溫槍是接受人體向外發(fā)射紅外線的強弱，從而測量人體溫度，故C錯誤；
D．火災(zāi)報警器是利用煙霧對光的反射工作的，故D錯誤。
故選B。
2．C
【詳解】話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，選項A錯誤；樓梯口的電燈開關(guān)裝的兩種傳感器是聲敏電阻和光敏電阻，選項B錯誤；電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，選項C正確；半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越小，選項D錯誤；故選C.
3．C
【詳解】A．熱敏電阻可以作為溫度傳感器的敏感元件，A正確；
B．對氣壓的監(jiān)測可以利用壓力傳感器，B正確；
C．光敏傳感器通過將光信號轉(zhuǎn)化為電信號實現(xiàn)太陽帆板對陽光的自動跟蹤，C錯誤；
D．紅外測距傳感器通過將電磁波信號轉(zhuǎn)化為電信號實現(xiàn)對距離的監(jiān)測，D正確。
本題選不正確項，故選C。
4．C
【詳解】試題分析：攝像機是將光信號轉(zhuǎn)化成電信號的光電傳感器，在1s內(nèi)要送出25張連續(xù)的畫面，故A正確，D正確；電視機是將電信號轉(zhuǎn)化為圖象信號，圖象信號是每秒25張的靜態(tài)不連續(xù)畫面，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，產(chǎn)生動態(tài)效果，故B正確，C錯誤；
本題選擇錯誤選項，故選C．
考點：攝像機、電視機的工作原理
【名師點睛】傳感器是指能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律（數(shù)學(xué)函數(shù)法則）轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成．攝像機是將圖象信號轉(zhuǎn)化成電信號的光電傳感器；電視機是將電信號轉(zhuǎn)化為圖象信號的光電傳感器．
5．D
【詳解】A．RM是半導(dǎo)體熱敏電阻，環(huán)境溫度降低時，RM的阻值增大，故A錯誤；
B．環(huán)境溫度升高時，RM的阻值減小，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比，可以知道Uab變小，故B錯誤；
C．滑片P向下移動時，R增大，總電流減小，則Uab變小，故C錯誤；
D．調(diào)節(jié)滑片P時，可改變Uab，從而改變升溫和降溫設(shè)備啟動時的臨界溫度，所以D選項是正確的。
故選D。
6．C
【詳解】A．因為兩個電池的電動勢均恒為E，內(nèi)阻不計，所以滑動片在變阻器的中間位置時
電壓表示數(shù)指向零點，則滑塊受到的合力為0，所以滑塊處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，故A錯誤；
B．電壓表向右偏，則表明
又因示數(shù)不變，則表明滑動片處在電阻偏右的某個位置，此時滑塊所受合力向左，即加速度向左，所以物體可能向左勻加速直線運動或者向右勻減速直線運動，故B錯誤；
C．電壓表向左偏，表明
因示數(shù)增大，則表明滑動片在電阻偏左的部分不斷向左移動，此時滑塊所受合力向右且增大，所以物體加速度一定向右且增大，故C正確；
D．設(shè)滑塊偏離中間位置x距離時，設(shè)電阻器總長度為L，單位長度的電阻為r，則
流過電阻器的電流為
電壓表的示數(shù)為
U=Ixr
由牛頓第二定律得
2kx=ma
由以上各式解得
所以電壓表示數(shù)與加速度成正比，故D錯誤。
故選C。
7．A
【詳解】C．當Rt所在處溫度升高時，由甲圖可知Rt減小，電路的總電阻減小，電流變大，路端電壓減小，R1電壓變大，則R3電壓減小，電容器兩端電壓減小，則質(zhì)點P將向下運動；故C錯誤；
B．R3電流減小，則R2電流變大，則電流表讀數(shù)變大，故B錯誤；
A．因為
UR3=UR2+URt
則URt減小，即電壓表讀數(shù)減小，故A正確；
D．R3電流減小，R3上消耗的功率減小，故D錯誤。
故選A。
8．AC
【詳解】AB．當磁體靠近干簧管時，磁體的磁場使簧片磁化，兩片簧片端點位置附近產(chǎn)生不同的極性，簧片的觸點部分就會被磁力吸引，當吸引力大于簧片的彈力時，常開接點就會吸合，當磁力減小到一定程度時，接點被簧片的彈力打開，可知，當磁體靠近干簧管時，小燈泡會亮，與磁體是否改變磁極的方向無關(guān)，故A正確，B錯誤；
C．結(jié)合上述可知，干簧管就是一個由磁場控制的自動開關(guān)，其作為磁傳感器，經(jīng)常被用于控制電路的通斷，故C正確；
D．結(jié)合上述可知，干簧管通過外界磁場使兩片簧片的觸點部分被磁化成異名磁極相互吸引，從而控制電路通斷，其并不能定量測量磁感應(yīng)強度，故D錯誤。
選AC。
9．AC
【詳解】A．給貨車稱重的地磅是利用了壓力傳感器，故A正確；
B．一般人體都有恒定的體溫，一般在37°，所以會發(fā)出特定波長10um左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10um左右的紅外線而進行工作的。人走向門口時，門會自動打開，是因為安裝了紅外線傳感器。從而能感知紅外線，導(dǎo)致酒店大廳的自動門被打開，故B錯誤；
C．空調(diào)的控溫系統(tǒng)使用了溫度傳感器來控制其電路工作，故C正確；
D．路燈要求夜晚亮、白天熄，則白天有光，黑夜沒有光，則是由光導(dǎo)致電路的電流變化，所以電路中光傳感器導(dǎo)致電阻變化，實現(xiàn)動控制，因此是利用半導(dǎo)體的光敏性，即為光電傳感器，故D錯誤。
故選AC。
10．CD
【詳解】AC．由圖示圖象可知，在t1～t2內(nèi)，I變大，說明壓敏電阻阻值減小，壓敏電阻受到的壓力增大，絕緣球受到向右的力增大，球的合力增大，球的加速度增大，小車向右做加速度增大的加速運動，故A錯誤，C正確；
BD．由圖示圖象可知，在t2～t3內(nèi)，I不變，壓力恒定，絕緣球受到的合力向右，加速度向右，小車向右做勻加速直線運動，故B錯誤，D正確；
11． E2 R2 ⑤④②③①
【詳解】（1）[1]因通過繼電器的電流超過15mA時加熱器停止加熱，為使該裝置實現(xiàn)對30~80℃之間任一溫度的控制，要求電路在30~80℃之間的任一溫度下的電流能通過調(diào)節(jié)達到15mA。當控制到30℃時，電路的最小阻值為
Rmin=199.5Ω+20Ω=219.5Ω
要使電流達到15mA，則所需電源電動勢至少為
Emin=IRmin=3.29V
故電源只能選用電動勢為6V的E2。
[2]為使溫度控制在80℃，則在6V電源下電路中的電流能達到15mA，故此時滑動變阻器接入電路中的阻值為
故滑動變阻器應(yīng)選用R2。
（2）[3]欲使銜鐵在50℃時被吸合，則要求溫度達到50℃時電路中電流達到15mA，而此時熱敏電阻的阻值為108.1Ω。為確定滑動變阻器應(yīng)接入電路中的阻值，先將電阻箱調(diào)到108.1Ω并替代熱敏電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器使銜鐵恰好被吸合，然后再保持滑動變阻器滑片位置不動，將熱敏電阻再替換回電阻箱即可，故合理的順序應(yīng)為⑤④②③①。
12． M b c
【分析】根據(jù)題中“霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一”可知，本題考查霍爾效應(yīng)，根據(jù)霍爾元件的工作原理，運用左手定則等，進行分析推斷。
【詳解】（1）[1]通過矩形半導(dǎo)體薄片中的電流由P向Q，根據(jù)左手定則可知帶正電粒子受到的洛倫茲力由N端指向M端，即帶正電粒子向M端偏轉(zhuǎn)，所以M端聚集正電荷，M端電勢高于N端，故電壓表的“+”接線柱應(yīng)接M端
（2）[2][3]為使電流自Q端流入、P端流出，根據(jù)電路圖可以判斷應(yīng)將S1擲向b，將S2擲向c。
13． 100 變大 變小 降低
【詳解】(1)[1]當材料低于“居里點溫度”時，其電阻隨溫度的升高而減小，高于“居里點溫度”時，電阻值則隨溫度的升高而增大，分析圖甲可知“居里點溫度”為100℃。
(2)[2][3][4]分析圖甲可知，家用固體電熱滅蚊器工作時的溫度高于165℃時，電阻變大，根據(jù)功率公式可知，功率減小，溫度降低。
(3)[5]當環(huán)境溫度正常時，指示燈亮；當環(huán)境溫度超過電阻的“居里點溫度”時，電阻變大，電流減小，導(dǎo)致電磁鐵磁性減弱，使警鈴響.根據(jù)題干信息連接電路，如圖所示.
14． 30/29/31 減小 增強 A 40/39/41
【詳解】（1）[1]由圖乙可知，當環(huán)境溫度為時，熱敏電阻阻值為。
（2）[2]由圖乙可知，當環(huán)境溫度升高時，熱敏電阻阻值將減小。
[3] 熱敏電阻阻值減小，則流過繼電器的電流增大，磁性增強。
（3）[4]由于繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮。所以圖甲中指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱A相連。
（4）[5]當線圈中的電流大于等于時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。根據(jù)歐姆定律
得
此時溫度為，則環(huán)境溫度大于等于時，警鈴報警。

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