江苏版高考物理一轮复习课时分层作业34传感器的工作原理及应用含答案

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题组一 传感器的原理和分类
1．关于传感器的下列说法正确的是( )
A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的
B．金属材料也可以制成传感器
C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D．以上说法都不正确
2.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大的一定是光敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化的一定是定值电阻
C．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数变化较大的一定是光敏电阻
D．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数相同的一定是定值电阻
3.如图所示为一种常见的电子台秤，质量为M0的秤盘置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比，当秤盘没有放入物体时，传感器输出电压为U0。将某物体放置于秤盘，传感器输出电压为U，则该物体的质量为( )
A.eq \f(M0,U0)U B．eq \f(M0,U)U0
C.eq \f(M0,U0)(U－U0) D．eq \f(M0,U)(U－U0)
4.如图所示为热敏电阻和金属热电阻的电阻值随温度T变化的图线，下列说法正确的是( )
A．图线1是热敏电阻的R-T图线，它是用绝缘材料制成的
B．图线2是热敏电阻的R-T图线，它可以用半导体材料制成
C．图线1的材料化学稳定性好，测温范围大，灵敏度高
D．图线2的材料化学稳定性差，测温范围大，灵敏度低
5．热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)，正温度系数电阻器的电阻值随温度升高而增大，负温度系数电阻器的电阻值随温度升高而减小，由于热敏电阻具有这种特性，常用在控制电路中，其电学符号为。实验室里有一只热敏电阻Rt，它在常温下阻值约为10 Ω，现要探究通过该电阻的电流与其两端电压的关系，实验室里备有下列器材：
电流表A1，量程100 mA，内阻约为1 Ω
电流表A2，量程1.2 A，内阻约为0.3 Ω
电压表V1，量程3 V，内阻约为3 kΩ
电压表V2，量程10 V，内阻约为10 kΩ
滑动变阻器R1，最大阻值为5 Ω
滑动变阻器R2，最大阻值为500 Ω
电源E，电动势为12 V，内阻不计
开关、导线若干
(1)实验中要求通过热敏电阻Rt的电流从0开始逐渐增大，根据所提供的器材，请你设计实验电路，并将电路图画在虚线方框内；

(2)实验时，电流表应选________，电压表应选______，滑动变阻器应选______；(选填器材代号)
(3)根据实验测得数据描绘出热敏电阻的U-I，关系曲线如图所示，该热敏电阻属于________热敏电阻(选填“PTC”或“NTC”)；将该热敏电阻与电动势为6 V、内阻为3 Ω的电源组成回路，则该热敏电阻消耗的电功率为________ W。
题组二 霍尔效应和电容式传感器
6.某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，在P、Q间距增大过程中( )
A．P、Q构成的电容器的电容增大
B．P上电荷量保持不变
C．M点的电势比N点的低
D．M点的电势比N点的高
题组三 传感器的应用
7.如图所示，某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置。则( )
A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高
B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低
C．当仅增大R1的阻值时，可增大A、B之间的电压
D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
8.如图所示是自动调温式电熨斗的结构图，下列说法不正确的是( )
A．常温时上下触点是接触的
B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲
C．原来温度控制在80 ℃即断开电源，现要求60 ℃ 断开电源，应使调温旋钮下移一些
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些
9.霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B＝B0＋kz(B0、k均为常数)。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图所示)，当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。( )
A．磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大
B．k越大，传感器灵敏度eq \f(ΔU,Δz)越低
C．若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高
D．电流越大，上、下表面的电势差U越小
10．为了保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控制。为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，
它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统。如图是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠近一个铁质齿轮A。齿轮与转动的车轮是同步的，则以下说法正确的是( )
A．车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流
B．车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化，产生感应电流
C．车轮转速减慢时，输出电流的周期变小，电流强度也变小
D．车轮转速减慢时，输出电流的周期变大，电流强度也变大
11.如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻。每当扶梯上有顾客经过，挡住由A射向R1的光线时，计数器就计数一次。此计数器的基本工作原理是( )
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
B．当无光照射R1时，信号处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
12．传感器担负着采集信息的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)。例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。则下列说法正确的是( )
甲 乙
A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处
B．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处
C．若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向右移动
D．如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是乙图中左边电源电压太高
13．(2023·盐城模拟)如图甲所示是某同学探究热敏电阻阻值随温度的变化规律时设计的电路图。
(1)根据电路图，在图乙的实物上连线。
甲 乙
(2)通过实验，他得到了该热敏电阻的伏安特性曲线如图丙所示，由图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而________。
丙 丁
(3)他将这个热敏电阻接入如图丁所示的电路中，已知电源电压为9 V，内阻不计，R1＝30 Ω，内阻不计的毫安表读数为500 mA，则R2的阻值为________。
14．如图甲所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。其中R是滑动变阻器，阻值范围是0～100 Ω，它的金属滑片是杠杆的一端，油量表是由电流表改装而成的，实际是量程为0～0.6 A的电流表，从指针所指的刻度可知油箱内油面的高度；R′为校准电阻。已知电源电压为12 V，油箱空和油箱满时金属滑片恰在滑动变阻器的两端点a、b处。
甲 乙
(1)当油箱满时，电流表示数恰好为满偏刻度0.6 A，求校准电阻R′的阻值和油箱空时电流表的示数；
(2)若将电流表改换为电压表，用电压表的指针指示的刻度显示油箱内油面的高度，要求油面上升时电压表的读数增大，请将电压表画在图乙中，并标明电压表的“＋”“－”接线柱。若改装后电路中校准电阻的阻值不变，求电压表示数的变化范围。