2022-2023学年人教版（2019）选择性必修二第五章 传感器 单元测试卷（含答案）

第五章 传感器 单元测试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、如图甲所示为一种磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用，图乙为其原理示意图。安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，当主机开关闭合，门关上时，磁条与主机靠在一起，此时报警器不工作。当主机开关闭合，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列说法正确的是(   )

A.触发器内有一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的

B.触发器可以由铜制成

C.磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作

D.本装置是利用电流的磁效应工作的

2、驱动中国2018年6月19日消息，京东的智慧物流有20余台配送机器人上阵，开启了全球首次全场景常态化配送运营.该配送机器人能够识别红绿灯信号、规避道路障碍和来往车辆、主动礼让行人.机器人主动礼让行人，是利用了(   )

A.力传感器 B.光传感器 C.温度传感器 D.声传感器

3、传感器担负着信息采集的任务，通常是把被测的非电信息，按照一定的规律转化成与之对应的电信息的器件或装置，下列不属于传感器任务的是(   )

A.将力学量(如形变量)转变成电学量 B.将热学量转变成电学量

C.将光学量转变成电学量 D.将电学量转变成力学量

4、为了让路灯能在有人经过时自动开启，过一会儿以后自动关闭，应该在自动控制电路中使用下述传感器的哪一种(   )

A.光传感器 B.压力传感器 C.温度传感器 D.声音传感器

5、物理传感器是利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出相关信息的，化学传感器是利用化学反应识别和检测信息的。下列说法正确的是(   )

A.凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器

B.气敏传感器只能是物理传感器

C.物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出

D.物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应

6、社区是疫情联防联控的第一线，为了严防死守“最后一公里”，某小区门口新增了AI人脸识别机。当有人进入“人脸识别区”，大概0.5m处时，摄像机会捕捉面部信息，对其面部特征进行快速核对，判断是否是业主。下列哪一组传感器可实现这一功能(   )

A.声传感器和压力传感器 B.光传感器和位移传感器

C.速度传感器和温度传感器 D.压力传感器和加速度传感器

7、有这样一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒，当用书挡住底部时（不与底部接触），音乐停止，音乐茶杯中所用的元件属于哪类传感器(   )

A.超声波传感器 B.温度传感器 C.压力传感器 D.光电传感器

8、传感器的应用改变了我们的生活，没有传感器，就不可能有现代化的自动控制技术，下列有关传感器的判断正确的是(   )

A.传感器是将电学量（如电压、电流等）转化成非电学量（如压力温度、位移等）的装置

B.热敏电阻的电压随温度变化而变化

C.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的

D.光敏电阻在有光照射时，电阻会变小

9、许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是(   )

①温度传感器  ②人体红外线传感器

③声音传感器  ④光敏传感器

A.①② B.②③ C.③④ D.②④

10、有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV~20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是(   )

A.化学能转化为电能 B.内能转化为电能

C.光能转化为内能  D.机械能转化为电能

二、填空题

11、传感器中的核心部件是__________，例如：__________、__________就是温度传感器和光传感器的核心部件。控制器的核心器件是__________。

12、如图所示电路是利用DIS实验来测定电动机的效率，图中方框内的实验仪器分别是A：_______、B：_______、C：_______。

13、某同学做DIS实验时用如图所示的电路，利用该电路可以测量小灯泡的________或者________.

14、我们定义了电场强度来描述空间中电场的强弱，根据类比的思想，请写出描述空间中磁场强弱的相应物理量的定义式：______（只写字母表达式）。实验室中测量该物理量所用的传感器为______。

三、计算题

15、图为电熨斗构造的示意图，其中温度敏感元件是双金属片，在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属，可造成双金属片的形变。观察电熨斗的构造，并回答下列问题：

(1)常温下，电熨斗的上下触点应当是接触的还是分离的？当温度过高时双金属片将怎样起作用？

(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？

16、如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。为了测定水流对小铅球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝，它与金属丝接触良好，不计摩擦（C端在O点正下方处）。图中还有电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表。
 

（1）请你连接电路，使得当水的流速增大时，电压表示数增大。

（2）如果间距离为h，水流对小铅球作用力的大小为的长度为L，小铅球质量为m（不计水对小铅球的浮力），当小铅球平衡时，电压表示数为U。请写出F与的关系式。

四、实验题

17、电流传感器可以像是电流表一样测量电流，不同的是它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此外，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的图像。实验电路图如甲所示，直流电源电动势8V，内阻可以忽略，电容器为几百微法的电解电容器。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可以在短时间内完成；然后把开关S打向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示电流随时间变化的图像。一位同学得到的图像如图乙所示。

（1）在如图乙所示的图像中用阴影标记面积的物理意义是__________。

（2）根据图甲中电路图，连接图丙中的实物图。

（3）如果不改变电路其他参数，只增大电阻R，充电时曲线与横轴所围成的面积将__________（填“增大”“不变”或“变小”），充电时间将__________（填“变长”“不变”或“变短”）。

参考答案

1、答案：A

解析：当主机开关闭合，门关上时，磁条与主机靠在一起，此时报警器不工作，说明触发器内开关是断开的，当主机开关闭合，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声，说明此时触发器内开关是闭合的，选项A正确；触发器与磁条之间存在磁力的作用，而铜不能被磁条吸引，所以触发器不可以是由铜制成的，选项B错误；无论磁条哪个磁极靠近触发器，都存在磁力的作用，所以磁条的两极对调后，该报警器仍能正常工作，选项C错误；本装置是利用磁体能够吸引铁、钴、镍等金属的特点工作的，选项D错误。

2、答案：C

解析：人体是有温度的，机器人主动礼让行人就是利用了温度传感器的原理，故C正确，ABD错误.

3、答案：D

解析：传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的。

故选D。

4、答案：D

解析：路灯能在有人经过时自动开启，过一会儿以后自动关闭，与人经过时发出声音有关，在自动控制电路中使用的传感器是声音传感器。

故选D。

5、答案：D

解析：A.各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转换为电学量，故选项A错误；

B.气敏传感器的核心部件是气敏电阻，其表面吸收了某种自身敏感的气体之后会发生反应，使自身阻值改变，属于化学传感器，故选项B错误；

C.物理传感器既可将信息转换为电压输出，也可将信息转换为电流、电阻等输出，故选项C错误；

D.由物理传感器的定义知，物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应，选项D正确.

故选D。

6、答案：B

解析：根据题意，进行人面识别需要使用光传感器和位移传感器。

故选B。

7、答案：D

解析：茶杯平放在桌上时和提起后用书挡住底部(不与底部接触)时都没有光照，说明音乐茶杯中所用的传感器与光照有关，而与压力无关，所以音乐茶杯中所用的元件属于光电传感器，故ABC错误，D正确。

故选D。

8、答案：D

解析：A.传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力角度等）转换成电学物理量（如电压、电流、电量等）的一种元件，故A不符合题意；

B.热敏电阻的电阻随温度变化而变化将热量转化为电流这个电学量故B不符合题意；

C.干簧管是将一对磁性材料制成的弹性舌簧片密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有空隙，当干簧管处在磁场中，舌簧由于磁化而吸引，利用磁化及磁极间的相互作用，故C不符合题意.

D.光敏电阻在有光照射时，电阻会变小故D符合题意.

9、答案：D

解析：由题意知，该楼道照明灯具有人体红外线传感器及光敏传感器，D正确。

故选D。

10、答案：D

解析：转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以是机械能转化为电能。

11、答案：敏感元件；热敏电阻；光敏电阻；微控制器

解析：传感器中的核心部件是敏感元件，例如：热敏电阻、光敏电阻就是温度传感器和光传感器的核心部件。控制器的核心器件是微控制器。

12、答案：电流传感器；电压传感器；数据采集器

解析：A与电动机串联，一定是电流传感器；B与电动机并联，一定是电压传感器；C与计算机相连，是数据采集器。

13、答案：功率；电阻

解析：电压传感器A可以测量小灯泡两端的电压，电流传感器B可以测量灯泡的电流，根据及可以测量功率和电阻。

14、答案：（）；磁传感器

解析：电场的强弱是将一个检验电荷置于电场中，通过检验电荷所受电场力与检验电荷电量的比值来检测的，根据类比的思想，利用磁场对电流有作用力，我们将一无限短的电流（将其电流大小与长度的乘积称为电流元）垂直放入磁场，通过其所受磁场力与电流元的比值来检测磁场的强弱，故填“”。

实验室中测量磁场强弱所用的传感器为磁传感器。

15、答案：(1)常温下，电熨斗上的触点是接触的，当温度过高，由于上层金属的膨胀大于下层金属，使双金属片向下弯曲，弯曲到一定程度时，触点分离，电路断开，电热丝不在加热；

(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，调温旋钮应该向下旋，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，调温旋钮应该向上旋。

解析：(1)常温下，电熨斗上的触点是接触的，这样接通电源后能进行加热。当温度过高，由于上层金属的膨胀大于下层金属，使双金属片向下弯曲，弯曲到一定程度时，触点分离，电路断开，电热丝不在加热，当温度降低后，双金属片恢复原状，电路接通继续加热；

(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，调温旋钮应该向下旋，使得双金属片弯曲较大时，触点点才分离，这样保证了较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，调温旋钮应该向上旋，使得双金属片弯曲较小时，触点就分离，这样保证了温度不会过高。

16、答案：（1）见解析

（2）

解析：解：（1）电路中与串联，水流作用力增大时，θ增大，间的电压减小，间的电压增大，要使电压表示数增大，电压表必须测量部分的电压，电路图如图所示。

（2）设，小铅球平衡时，由平衡条件可得：①
根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得：②
根据电阻定律可得：③
④
由①②③④式可得。

17、

（1）答案：通电0.2s时，充入电容器的电荷量

解析：将横坐标t分成许多很小的时间间隔，在这些很小的时间间隔里，放电电流I可以视为不变，则为这段时间内充入电容的电量，即这个阴影面积的物理意义是通电0.2秒充入电容（流过电阻R）的电荷量；

（2）答案：见解析

解析：连接实物图：

（3）答案：不变；变长

解析：如果不改变电路其他参数，只增大电阻，将开关掷向1时，电容器的电压不变，由于电容器的电容不变，根据可知充入电容的电荷量不变，即充电时曲线与横轴所围成的面积将不变；

只增大电阻R，由闭合电路欧姆定律知，将开关掷向1时电容器开始充电的电流减小，则曲线与纵轴交点的位置将向下移动，而充电时曲线与横轴所围成的面积将不变，所以充电时间将变长。