主題四 傳感器章末檢測(cè)(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分。16題為單項(xiàng)選擇題，710題為多項(xiàng)選擇題。)1.光電式感煙探測(cè)器(簡(jiǎn)稱煙感器)由光源、光電元件和電子開(kāi)關(guān)組成。利用光散射原理對(duì)火災(zāi)初期產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行探測(cè)，并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。該報(bào)警器利用的傳感器是()A.力傳感器 B.聲傳感器C.位移傳感器 D.光傳感器答案D2.有一種在光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能啟動(dòng)的自動(dòng)控制裝置，下列說(shuō)法正確的是()A.兩個(gè)傳感器都是光電傳感器B.兩個(gè)傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器C.兩個(gè)傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器D.只有光照和溫度都適合時(shí)排氣扇才能工作解析題中提到有光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能自動(dòng)控制，由此可見(jiàn)兩個(gè)傳感器一個(gè)是光電傳感器，一個(gè)是溫度傳感器，而且排氣扇自動(dòng)工作只需光照或溫度一個(gè)條件滿足即可，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確。答案B3.如圖1所示是某種汽車(chē)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)傅目潭龋涂梢灾烙拖鋬?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)，則()圖1A.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，油箱油面升高解析當(dāng)油箱油面升高時(shí)，由于浮力作用使金屬滑片向下移動(dòng)，回路電阻減小，電流增大，故選項(xiàng)D正確。答案D4.如圖2所示的電路可將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電路中右側(cè)固定不動(dòng)的金屬板b與能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a構(gòu)成一個(gè)電容器，a、b通過(guò)導(dǎo)線與恒定電源兩極相接，若聲源S做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則()圖2A.a振動(dòng)過(guò)程中，a、b板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變B.a振動(dòng)過(guò)程中，a、b板所帶電荷量不變C.a振動(dòng)過(guò)程中，靈敏電流計(jì)中始終有方向不變的電流D.a向右的位移最大時(shí)，a、b板所構(gòu)成的電容器的電容最大解析由于平行板電容器兩極板與電源兩極相連接，因此兩極板間的電壓U保持不變，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)E，C可判斷，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；再由QCU可知，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于Q變化，使電容器出現(xiàn)充電、放電現(xiàn)象，則電流計(jì)中電流方向不斷變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案D5.如圖3所示，電路中RT為熱敏電阻，當(dāng)溫度升高時(shí)，RT阻值變小。R1和R2為定值電阻。開(kāi)關(guān)S閉合后，RT的溫度升高，則下列物理量中變小的是()圖3A.通過(guò)RT的電流B.通過(guò)R1的電流C.通過(guò)R2的電流D.電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度解析開(kāi)關(guān)S閉合后，RT的溫度升高，RT阻值變小，電路中總電阻變小，總電流增大，通過(guò)R1的電流增大，U1IR1增大，U2EI(rR1)減小，通過(guò)R2的電流減小，通過(guò)RT的電流增大，電容器兩極板間的電壓增大，板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，選項(xiàng)C正確。答案C6.氧化錫傳感器主要用于汽車(chē)尾氣中一氧化碳濃度的檢測(cè)，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化。在如圖4甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，電壓表的指針位置就與一氧化碳濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系，觀察電壓表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo)。有一種氧化錫傳感器，其技術(shù)資料中給出的是電導(dǎo)(即電阻的倒數(shù))CO濃度曲線，如圖乙所示。在下列表示一氧化碳濃度c與電壓表示數(shù)U0之間關(guān)系的圖象正確的是()圖4解析U0IR0，一氧化碳濃度c增大，電導(dǎo)增大，電阻R傳減小，U0增大，但不是正比關(guān)系。選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案A7.下列說(shuō)法正確的是()A.金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差B.熱敏電阻是把熱量這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量C.電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器D.霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這一電學(xué)量的傳感器解析熱敏電阻是把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，A、C、D正確。答案ACD8.如圖5所示，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng))，且R與LED相距不變，下列說(shuō)法正確的是()圖5A.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小C.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小D.無(wú)論怎樣移動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變解析電源電壓恒定，也就是說(shuō)，并聯(lián)電路兩端的電壓恒定，當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光變強(qiáng)，光敏電阻的阻值變小，所以電流變大，則L的功率變大。答案AC9.(2017河南安陽(yáng)期末)如圖6所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R1為定值電阻，R2為光敏電阻，光強(qiáng)增大時(shí)，R2的阻值減小，R3為滑動(dòng)變阻器，平行板電容器與定值電阻R1并聯(lián)，閉合開(kāi)關(guān)，下列判斷正確的是()圖6A.僅增加光照強(qiáng)度時(shí)，電容器所帶電荷量將減小B.僅減弱光照強(qiáng)度時(shí)，電源的輸出功率一定減小C.僅將滑動(dòng)變阻器的滑片向上移動(dòng)時(shí)，電容器貯存的電場(chǎng)能將減小D.僅將滑動(dòng)變阻器的滑片向下移動(dòng)時(shí)，電源的效率將增大解析增加光照強(qiáng)度，則R2電阻變小，總電阻變小，總電流變大，電源內(nèi)阻分壓變大，路端電壓變小，則通過(guò)R3的電流變小，通過(guò)R1的電流變大，則R1的分壓變大，電容器電壓變大，帶電荷量增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；減弱光照強(qiáng)度，R2電阻變大，電源的輸出功率由內(nèi)、外電阻關(guān)系決定，因其大小關(guān)系不確定，所以不能判斷電源輸出功率的變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的滑片向上移動(dòng)時(shí)，外電阻變小，路端電壓變小，則電容器的電壓變小，貯存的電場(chǎng)能減小，選項(xiàng)C正確；滑動(dòng)變阻器的滑片向下移動(dòng)時(shí)，電阻增大，外電阻增大，路端電壓增大，則電源效率增大，選項(xiàng)D正確。答案CD10.如圖7所示是霍爾元件的工作原理示意圖，如果用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，對(duì)于一個(gè)霍爾元件d、k為定值，如果保持I恒定，則可以驗(yàn)證UH隨B的變化情況。以下說(shuō)法正確的是(工作面是指較大的平面)()圖7A.將永磁體的一個(gè)磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面，UH將變大B.在測(cè)定地球兩極的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平C.在測(cè)定地球赤道上的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平D.改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化解析將永磁體的磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面時(shí)，B增大，I恒定，由公式UH知UH將變大，選項(xiàng)A正確；地球兩極的磁場(chǎng)方向在豎直方向上，所以霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平，使B與工作面垂直，選項(xiàng)B正確；地球赤道上的磁場(chǎng)沿水平方向，只有霍爾元件的工作面在豎直方向且垂直于南北時(shí)，B才與工作面垂直，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，B在垂直工作面方向上的大小發(fā)生變化，UH將發(fā)生變化，選項(xiàng)D正確。答案ABD二、非選擇題(共2小題，共30分)11.(15分)現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。如圖8所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路，要求溫度低于某一值時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，高于另一值時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，面出電路圖并說(shuō)明工作過(guò)程。圖8解析電路圖如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)S1，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，熱敏電阻阻值大，通過(guò)電磁繼電器的電流不能使它工作，S2接通，電爐絲加熱。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，通過(guò)電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，S2斷開(kāi)，電爐絲斷電，停止加熱。當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，又重復(fù)前述過(guò)程。答案見(jiàn)解析12.(15分)有一種角速度計(jì)可以測(cè)量航天器的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，其結(jié)構(gòu)如圖9所示，角速度計(jì)固定在待測(cè)裝置上，元件A可在光滑桿上滑動(dòng)，靜止時(shí)，電壓輸出剛好為零。當(dāng)裝置繞豎直軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，元件A在光滑桿上發(fā)生位移并輸出電壓信號(hào)，成為航天器制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，自然長(zhǎng)度為l0，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，滑動(dòng)變阻器B總長(zhǎng)度為l，當(dāng)系統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求U與的函數(shù)關(guān)系。圖9解析當(dāng)系統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)元件A，彈簧彈力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為kxm2(l0x)電壓表的讀數(shù)UE解得U與的函數(shù)關(guān)系為U當(dāng)xl時(shí)，UE，上式成立的條件是：答案U()