教科版 (2019)1 认识传感器课堂检测

这是一份教科版 (2019)1 认识传感器课堂检测，共12页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
5.1认识传感器基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第二册一、选择题（共15题）1．如图是测定位移的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化（  ）A．电介质进入极板的长度B．两极板间距C．两极板正对面积D．极板所带电量2．为了做好新冠疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪是一种利用红外线来测量体温的设备，被测人员辐射出的红外线可被测温仪捕捉，并转变成电信号。下列与红外测温仪属于同类传感器的是（　　）A．饮水机中自动控制加热和保温的温控器B．走廊照明灯的声控开关C．火灾红外报警器D．电子体重计的压力传感装置3．拥有多名长江学者的天津大学自动化与信息工程学院，为全国传感器类生产企业输送了众多人才．传感器指的是能将感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量量（一般是电学量）的一种元件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器，从电容C大小的变化情况就能反应出液面高度h的高低情况，则下列说法正确的是A．C增大表示h增大B．C增大表示h减小C．金属芯线与电介质构成一个电容器D．图中液体可以不是导电液体4．如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化的情况．在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是(　　)A． B．C． D．5．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．大多数传感器是以化学原理为基础制成的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或物理效应6．关于传感器，下列说法中正确的是（    ）A．干簧管是能够感知电场的传感器B．所有传感器的材料都是由半导体材料制成的C．霍尔元件是一种把磁感应强度转换为电压的元器件D．电饭锅中的温度传感器是用两层膨胀系数不同的双金属片制成的7．传感器是把非电学量（如温度、速度、压力等）的变化转换为电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图。从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况。关于两者关系的说法中正确的是（   ）A．C增大表示h减小 B．C减小表示h增大C．C减小表示h减小 D．C的变化与h变化无直接关系8．下列关于传感器的说法中，正确的是（    ）．A．一般的传感器可以直接用来进行自动控制B．传感器可以用来采集信息C．金属材料不可以制成传感器D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量9．唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是（　　）A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．该传感器的敏感元件是线圈D．该传感器的转换元件是永磁体10．如图所示电路中，电流表和电压表均是理想交流电表，变压器是理想变压器．P处有一个与灯泡L2串联的干簧管，原来P处没有磁场．现在让条形磁铁的一端靠近P处，则以下说法正确的是（ ）A．干簧管与日光灯电路中的启动器工作原理完全相同，在电路中发挥的作用也相同B．电压表V1的示数不变，电流表A1的示数变大C．电压表V2的示数增加、电流表A2的示数增加D．若电压表V3的示数是5伏，则铁芯中磁通量变化率的最大值是11．某种角速度计，其结构如图所示．当整个装置绕轴OO′转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号．已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计．滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，当系统以角速度ω转动时，则(　　)A．电路中电流随角速度的增大而增大B．电路中电流随角速度的增大而减小C．弹簧的伸长量为x＝D．输出电压U与ω的函数式为U＝12．如图所示是电吉他的示意图，在吉他上装有线圈，琴弦是磁性物质．当弦振动时，线圈中产生的感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来．下列关于电吉他说法正确的是A．工作原理是电流的磁效应B．琴弦可以用尼龙材料制成C．利用光电传感器将力学量转换为电学量D．线圈中产生的感应电流大小和方向均变化13．下列有关传感器叙述，正确的是（　　）A．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作B．红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作C．红外线传感器就是温度传感器D．传感器是将电学量转换成非电学量的一种元件14．如图所示为某电容式话筒的原理示意图。Q为绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电。对着话筒说话时，M振动而N可视为不动。下列说法正确的是（　　）A．该话筒的传感器是薄金属膜MB．传感器的敏感元件是M、N组成的电容器C．M、N间的电压始终等于电源电压D．传感器将声波信号转换为电容器的电容15．近年来，酒驾几乎成为一种“社会公害”．2011年2月25日十一届全国人大常委会在京闭幕，会议通过了刑法修正案，将醉酒驾车列为犯罪．交警用来检测酒驾的酒精测试仪的工作原理如图所示，其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度C成正比，为定值电阻．以下关于电流表的示数I与酒精气体浓度C之间关系的图象，正确的是(    )A． B． C． D．二、填空题（共4题）16．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、_____、处理和____17．传感器及其工作原理（1）传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。通常转换成的可用信号是电压、电流等_____，或转换为电路的_____。（2）非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、_____、处理和_____。（3）传感器的组成：传感器的基本部分一般由_____、_____组成。（4）传感器应用的一般模式18．门窗防盗报警装置（1）实验器材和装置干簧管作为传感器，用于感知磁体磁场是否存在。继电器（虚线框部分）作为执行装置。发光二极管LED作为电路正常工作提示，R为发光二极管的限流电阻，起保护作用。蜂鸣器H作为报警提醒。电路设计如图。（2）电路工作原理当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两簧片被磁化相吸，继电器接通而工作。当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电，动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警。（3）实验操作①检查干簧管：用_____直接靠近干簧管，观察干簧管簧片能否正常动作。②连接电路：连接电路前，要检查其他元件是否也能正常工作。③接通电源后，将_____，分别观察实验现象。19．现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻R随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8 mg/mL”。提供的器材有：A．二氧化锡半导体型酒精传感器RxB．直流电源（电动势为4V，内阻不计）C．电压表（量程为3V，内阻非常大，作为浓度表使用）D．电阻箱（最大阻值为999.9Ω）E．定值电阻R1（阻值为50Ω）F．定值电阻R2（阻值为10Ω）G．单刀双挪开关一个，导线若干(1)图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线______；(2)电路中R应选用定值电阻___________（填R1或R2）；(3)为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：①电路接通前，先将电阻箱调为30.0Ω，然后开关向___________（填“c”或“d”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为_______________mg/mL；②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”；③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。(4)某同学将调适好的酒精测试仪靠近酒精瓶口，发现该表显示为醉驾，则电压表的实际电压为_________。三、综合题（共4题）20．酒后驾车危害极大，为此，新交规实施以来，鹤壁市交通警察重点查处酒后驾车．酒精测试仪是交警用来检测机动车驾驶员是否酒后驾车的仪器，它的原理示意图如图所示．电源电压为6V恒定，当电流表的示数为0.3A时，表明该驾驶员没有酒驾，酒精气体传感器正常工作．R0为定值电阻，阻值为10Ω．请计算：(1)酒精气体传感器正常工作的电阻R1；    (2)酒精气体传感器正常工作一天（24h），所消耗的电能．21．某同学想把弹簧振子振动位移的变化情况直观地表现出来。他做了一个实验，实验装置如图所示。在陶瓷压电片下挂一个弹簧振子，陶瓷压电片的两极引线与示波器“Y输入”端相连。让弹簧振子振动起来，选择适当的X扫描频率，他会观察到什么现象？分析形成这种现象的原因。22．图a、b分别是电容式转速传感器、电感式转速传感器的结构原理图，请你分析并说明它们的工作原理。23．如图所示为光电式烟尘浓度计的原理图，试说明其工作原理。
参考答案1．A2．C3．A4．A5．D6．C7．C8．B9．B10．D11．D12．D13．B14．D15．C16．传输    控制    17．电学量    通断    传输    控制    敏感元件    转换电路    18．磁体    磁体靠近和离开干簧管    19．    R2    c    0.2    大于等于2V（或大于等于2V小于等于3V）    20．(1)；(2)W=77760J21．他会观察到：屏幕上显示出一条正弦函数图像。原因是：陶瓷压电片的工作原理是当电压作用于陶瓷压整片上时，其会随电压和步频率的变化产生机械变形，本题则利用振子上下振动，使陶将压电片产生微小形变，利用示波器读取电压片上的电压变化，从而观察到示波器上生了类似于振动的波形图，从侧面反应了弹簧振子的振动位移情况，并直观的表现出来。22．电容式转速传感器：电容式转速传感器（以下简称传感器）是一种电参数型数字式转速传感器。它同其它数字式转速传感器一一样，主要是由预变换元件和变换元件两部分组成。在这种传感器里，预变换元件是导电或介电齿盘，变换元件是作为变换电路元件的电容器。工作时，齿盘随被测轴转动，周期性地改变电容器导电极板之间的相对面积或介电常数，使电容量发生周期性变化，即传感器利用电容变换原理将被测轴的机械转速量变换成电路元件的电容参数量。因为齿盘每转过一个齿，导电极板之间的电容器就要变化一个周期，所以传感器输出的电容参数信号之频率与被测转速成正比。这种电容参数信号经传感电路处理后就成为表征被测转速的可供转速数字显示仪测量的脉冲电量信号了。这就是该传感器可用于数字式转速测量的原理。电感式转速传感器：电感式转速传感器（以下简称传感器）是一种以磁场为媒介的电参数型数字式转速传感器。它同其它数字式转速传感器一样，也主要由预变换元件和变换元件两部份组成。在这种传感器里，预变换元件是可随被测轴旋转的齿盘（或齿轮、下同），变换元件是固定安装的作为变换电路之电感元件的线圈。工作时，线圈在来自振荡器的高频电流激励下产生一高频磁场，齿盘之齿顶和齿槽随着被测轴的转动交替经过线圈，使线圈磁场的涡流损耗或磁路磁阻发生周期性变化，从而使线圈的电感发生周期性变化。即是说，传感器利用电感变换原理将被测轴的机械转速量变换成电路元件的电感参数量。因为齿盘每转过一个齿，线圈的电感就要变化一个周期。所以传感器输出的电感参数信号之频率与被测轴转速成正比。这种电感参数信号经由调制器（即变换电路），调解器（即转换电路）和脉冲放大整形电路（即输出电路）组成的信号处理电路（即传感电路）后就成为表征被测转速的可供转速数字显示仪测量的脉冲电量信号了。这就是该传感器可用于数字式转速测量的原理。23．没有烟尘时，光的传播方向没有发生改变，U1和U2的大小相等；烟尘浓度越高时，光线被烟尘吸收或散射得就会越多，光线射到6的亮度就会越少，所以U1和U2的差值越大，通过运算电路处理后，从显示器中可得到烟尘的浓度。