專題46 傳感器的簡單使用（測）【滿分：110分 時間：90分鐘】一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中18題只有一項符合題目要求； 912題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）1關(guān)于傳感器，下列說法中正確的是： （ ）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電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷C霍爾元件能把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成這個電阻電學(xué)量D光敏電阻在光照射下其電阻會顯著變大【答案】B【名師點睛】該題考查常見的傳感器的特點與應(yīng)用，屬于對基礎(chǔ)知識點的考查，多加積累即可做好這一類的題目。2如圖所示為小型電磁繼電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含鐵芯的線圈，P為可繞O點轉(zhuǎn)動的鐵片，K為彈簧，S為一對觸頭，A、B、C、D為四個接線柱，斷電器與傳感器配合，可完成自動控制的要求，對其工作方式有下列判斷： （ ）A、B間接控制電路，C、D間接被控電路A、B間接被控電路，C、D間接控制電路流過L的電流減小時，C、D間電路斷開流過L的電流增大時， C、D間電路斷開以下組合的兩項都正確的是A B C D【答案】A【解析】當較小的電流經(jīng)過接線柱AB流入線圈時，電磁鐵把銜鐵吸下，使CD兩個接線柱所連的觸點接通，較大的電流就可以通過CD帶動機器工作了故正確，錯誤；流過L的電流減小時，線圈L產(chǎn)生的磁場減弱，對銜鐵P的吸引力減弱，使CD兩個接線柱所連的觸點斷開，故正確錯誤，故A正確；【名師點睛】電磁繼電器就是一個自動控制電路通斷的開關(guān)，根據(jù)電磁繼電器的工作原理來分析解答3電源、開關(guān)S和S、定值電阻R1、光敏電阻R2和電容器連接成如圖所示電路，電容器的兩平行板水平放置當開關(guān)S、S閉合，并且無光照射光敏電阻R2時，一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的M點當用強光照射光敏電阻R2時，光敏電阻的阻值變小，則： （ ）A液滴向下運動B液滴仍然靜止CR2兩端的電勢差是否升高無法分析D當光照強度不變時斷開S，把電容器的上極板向上移一小段距離，則上極板的電勢比A點的電勢高【答案】D【名師點睛】該電路和串聯(lián)，電容器兩端間的電壓等于兩端間的電壓，當用強光照射光敏電阻時，光敏電阻的阻值變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析電流的變化，得到兩個電阻的電壓變化和電容器兩端的電壓變化，從而知道電場的變化。4氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測，它的電導(dǎo)G（電阻的倒數(shù)）與一氧化碳濃度C的關(guān)系如圖甲所示。如果將氧化錫傳感器接到如圖乙所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表（電壓表）的指針就與一氧化碳濃度有了對應(yīng)關(guān)系，觀察儀表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標。下面表示電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度C之間的對應(yīng)關(guān)系的圖象正確的是：（ ）【答案】C【名師點睛】對于傳感器，關(guān)鍵是理解其工作原理，本題首先要讀懂題意，抓住電導(dǎo)與濃度的關(guān)系，列出表達式，其次利用歐姆定律研究電壓表示數(shù)與濃度的關(guān)系。5許多樓道的燈具有這樣的功能：天黑時，出現(xiàn)聲音它就開啟，而在白天，即使有聲音它也沒反應(yīng)。它的控制電路是幾種傳感器的信號通過一個門電路后進入執(zhí)行電路，這個門電路是： （ ）A非門電路 B或門電路 C與門電路 D以上答案都不是【答案】C【解析】根據(jù)題意，燈亮必須同時具備天黑，出現(xiàn)聲音的條件，可得該邏輯關(guān)系屬于與邏輯關(guān)系，對應(yīng)的門電路為與門電路，故設(shè)計的門電路為與門電路，故C正確。【名師點睛】根據(jù)題意，燈亮這件事要想發(fā)生，必須同時滿足，天黑，出現(xiàn)聲音的條件，該邏輯關(guān)系屬于與邏輯關(guān)系，對應(yīng)的門電路為與門電路。6用遙控器調(diào)換電視機的頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為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走廊照明燈的聲控開關(guān)C自動洗衣機中的壓力傳感裝置D電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器【答案】A【名師點睛】用遙控器調(diào)換電視機的頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程7如圖是測試熱敏電阻R的實驗電路圖，滑動變阻器調(diào)節(jié)到某一定值，實驗中觀察到當溫度升高時燈更亮，下列對該實驗現(xiàn)象分析正確的有： （ ）A電路中電流減小了B電路中電流增大了C溫度升高時，熱敏電阻的阻值增大D溫度升高時，燈泡電阻的阻值減小【答案】B【解析】燈更亮說明更多的電能轉(zhuǎn)化為了燈泡電阻發(fā)熱的熱能而發(fā)光，即燈泡的電功率更大了；由燈泡電功率可知，電路中電流增大了，故A項錯誤、B項正確；溫度升高時，電路中電流增大了，說明熱敏電阻與燈泡組成的串聯(lián)電路電阻減小，燈泡將增大故熱敏電阻的阻值減小，故C項說法錯誤；溫度升高時，燈泡電阻的阻值燈泡將增大，D項說法錯誤；應(yīng)選B?！久麕燑c睛】燈更亮說明燈泡電功率增大了。8如圖為含邏輯電路的一個簡單電路圖，L為小燈泡。光照射光敏電阻時，其阻值R將變得遠小于R。當光照射光敏電阻時，則： （ ）AR兩端的電勢差變小BR兩端的電勢差變大C小燈泡L發(fā)光D小燈泡L不發(fā)光【答案】C【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道門電路的各種符號，以及非門的特點，即輸入狀態(tài)與輸出狀態(tài)相反。9某同學(xué)設(shè)計了一個在光照或溫度升高時排氣扇都能啟動的自動控制裝置，該同學(xué)用到的兩個傳感器可能是： （ ）A力傳感器 B光電傳感器C溫度傳感器 D電容式傳感器【答案】BC【解析】由于該自動控制裝置會受光照和溫度影響，故應(yīng)該有光電傳感器和溫度傳感器，故選BC?！久麕燑c睛】本題考查了自動控制原理及傳感器，要知道傳感器是將溫度、力、光等非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的儀器，對此類題目要知道其工作原理基礎(chǔ)題目。10電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個壓點薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大電壓越大，壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，如圖乙所示，即現(xiàn)為“闖紅燈”，電子眼拍照，則紅燈亮?xí)r： （ ）A車輪停在感應(yīng)線上時，電阻R上有恒定電流B車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器先充電后放電C車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電阻R上的電流先增加后減小D汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)，仍會被電子眼拍照【答案】BD【解析】車輪停在感應(yīng)線上時，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒有電流，故A錯誤；由乙圖可知，當車輪經(jīng)過時電流先增大后減小，然后再反向增大減??；因電壓是在受壓時產(chǎn)生的；故說明電容器先充電后放電；故B正確，C錯誤；若汽車前輪越過感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍可拍照，故D正確?！久麕燑c睛】根據(jù)電流和電路圖分析電容器的充放電過程，并根據(jù)工作原理明確汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)是否符合拍照條件。11生活中離不開物理，物理知識在生活中應(yīng)用非常廣泛，下列說法正確的是： （ ）A電飯鍋是利用力傳感器原理B光控路燈是利用光敏電阻傳感器C變壓器是利用了互感現(xiàn)象原理D電磁爐是利用交流電的渦流現(xiàn)象原理【答案】BCD【名師點睛】傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(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；傳感器能滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。12如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1，原線圈接入正弦式交變電流，電流表A、電壓表V均為理想電表，R是光敏電阻（其阻值隨光的強度增大而減?。琇是理想線圈，D是燈泡。下列說法正確的是： （ ）A若電壓表V的示數(shù)為6V，則輸入電壓的峰值為60VB有光照射R時，電流表A的示數(shù)變大C若抽出L中的鐵芯，燈D變亮D若輸入電壓的峰值保持不變，頻率變大，則燈D變亮【答案】BC【解析】根據(jù)公式：，可以得到輸入端電壓為，則最大值為：，故選項A錯誤；根據(jù)題意有光照射時，電阻減小，則副線圈電流減少，根據(jù)則原線圈電流減小，故電流表A減少，故選項B正確；抽出L中的鐵芯，理想線圈自感系數(shù)減小，理想線圈對電流的阻礙減小，所以D變亮，故C正確；若輸入電壓的峰值保持不變，則有效值不變，匝數(shù)不變，則副線圈電壓不變，故燈D亮度不變，故選項D錯誤?！久麕燑c睛】由變壓器原理可得變壓器原、副線圈中的電流之比，輸入、輸出功率之比和閉合電路中的動態(tài)分析類似，可以根據(jù)R的變化，確定出總電路的電阻的變化，進而可以確定總電路的電流的變化的情況，在根據(jù)電壓不變，來分析其他的原件的電流和電壓的變化的情況。二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分）13（10分）加速度傳感器如圖甲所示。較重的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著；R為滑動變阻器，4是滑動片，它與電阻器任一端間的電阻值都與它到這端的距離成正比。工作時將框架固定在被測物體上，使彈簧及電阻R均與物體的運動方向平行。當被測物體加速運動時，滑塊將在彈簧的作用下，以同樣的加速度運動。通過電路中電壓表的讀數(shù)，可以得知加速度的大小。電壓表為指針式直流電壓表（可視為理想電壓表）。（1）電壓表零刻度在表盤中央（即可顯示正負電壓），當P端的電勢高于Q端時，指針向零點左側(cè)偏轉(zhuǎn)。當物體具有圖示方向的加速度a時，電壓表的指針將向零點_（填“左”、“右”）側(cè)偏轉(zhuǎn)。（2）若將電壓表的表盤換成直接表示加速度大小及方向的刻度盤，則表盤的刻度_（填“均勻”、“非均勻”）分布。（3）電壓表是由靈敏電流計改裝而成的，靈敏電流計表盤如圖乙所示。當被測物體具有圖示方向大小為1m/s2的加速度時，滑動片4從MN的中央向某側(cè)平移的距離為MN總長的1/6且滑動片4在M或N端時，靈敏電流計示數(shù)最大。若將靈敏電流計的表盤換成直接表示加速度大小及方向的刻度盤，則靈敏電流計表盤上30刻線處對應(yīng)的加速度為_?！敬鸢浮浚?）右 （2）均勻 （3）3m/s2【解析】（2）設(shè)加速度為a時，電壓表的讀數(shù)為U，則：2kx=ma又聯(lián)立解得：由于U與a成正比，所以表盤的刻度應(yīng)均勻（3）由可知，當a=1m/s2時，x=L/6，則此時U=Um/3，則當U=Um時，a=3m/s2，即靈敏電流計表盤上30刻線處對應(yīng)的加速度為-3m/s2【名師點睛】本題中應(yīng)變式加速度計體現(xiàn)了一種重要的實驗設(shè)計思想-轉(zhuǎn)換思想，即把難以直接測量的力學(xué)量轉(zhuǎn)換為容易測量的電學(xué)量這類題目是力與電綜合題，關(guān)鍵要尋找力電聯(lián)系的橋梁。14（10分）同學(xué)們在研究傳感器特點時，做了如下兩個實驗：（1）利用傳感器和計算機可以研究快速變化力的大小，實驗時，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點O處，然后讓小球自由下落用這處方法獲得的彈性繩的拉力隨時間變化圖線如圖乙所示根據(jù)圖線所提供的信息，以下判斷正確的是At1、t2時刻小球速度最大Bt2、t5時刻小球的動能最小Ct3、t4時刻小球的速度相同D小球在運動過程中機械能守恒（2）溫度傳感器是對溫度敏感的元件，它將感受到的溫度信號轉(zhuǎn)變成測量的量（一般是電學(xué)量），從而直接反映出其變化某種材料的Rt圖線如下圖甲所示它（填“能”或“不能”）作為溫度傳感器的感應(yīng)元件。把這種材料制成的電阻和一個電熱器串聯(lián)，如圖乙，可達到何種自動控制效果？【答案】（1）B （2）能 可達到使電熱器保持一定溫度的效果（2）由于其電阻的阻值隨著溫度的變化而變化，故它能作為溫度傳感器的感應(yīng)元件。可達到使電熱器保持一定溫度的效果?！久麕燑c睛】本題考查學(xué)生對生活中半導(dǎo)體具體實例的了解情況此外本題通過影響電阻的因素的實驗，考查學(xué)生識圖能力以及分析問題和解決問題的能力。15（15分）如圖甲所示，光滑水平面上放置斜面體ABC，AB與BC圓滑連接，AB表面粗糙且水平（長度足夠長），傾斜部分BC表面光滑，與水平面的夾角。在斜面體右側(cè)與豎直墻壁之間連接著一個力傳感器，規(guī)定力傳感器受壓時，其示數(shù)為正值；力傳感器被拉時，其示數(shù)為負值。一個可視為質(zhì)點的滑塊從斜面體的C點由靜止開始下滑，運動過程中，力傳感器記錄到力和時間的關(guān)系如圖乙所示。 （sin37°=06，cos37°=08，g取10ms2），根據(jù)圖乙所給數(shù)據(jù)，求：（1）斜面體傾斜部分BC的長度（2）滑塊的質(zhì)量（3）求滑塊在AB滑行的距離?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【名師點睛】本題要讀懂圖象，分析滑塊的受力情況和運動情況，關(guān)鍵要抓住木板對傳感器的壓力與滑塊對斜面BC壓力的關(guān)系。16（15分）如下左圖所示，楔形木塊A固定在水平放置壓力傳感器上，A的斜面是光滑的。某同學(xué)將質(zhì)量不同的小鋼球從斜面頂端靜止釋放，記錄小鋼珠在斜面上運動時壓力傳感器的示數(shù)。重力加速度g = 9.8 m/s2.記錄實驗數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)做出F-m圖像，如下右圖。（1）由圖像知，木塊A的質(zhì)量M=kg（保留小數(shù)點后一位）（2）若斜面傾角為，由圖像知，_（保留小數(shù)點后兩位）（3）不同質(zhì)量的小鋼珠在斜面上運動的時間（填 “相同”或“不相同”）【答案】（1）0.5；（2）0.80（0.770.83）（3）相同【解析】（1）當m=0時，傳感器的示數(shù)即為木塊A的重力，則有：Mg=4.80N，解得：（3）根據(jù)牛頓第二定律得小球下滑的加速度為：agsin，則不同質(zhì)量的小鋼珠在斜面上運動情況完全相同，所以運動的時間也相同。【名師點睛】本題考查研究加速度與物體質(zhì)量、受力的關(guān)系實驗；解題的關(guān)鍵是搞清實驗的原理及分別對小球和A受力分析，求出傳感器的示數(shù)F與m的表達式，注意F-m圖象斜率和截距所表示的含義，難度適中。