人教版 (2019)第五章 传感器综合与测试达标测试

这是一份人教版 (2019)第五章 传感器综合与测试达标测试，共10页。试卷主要包含了某种角速度计的结构如图所示等内容，欢迎下载使用。
第五章 传感器 综合练习2（含解析）
1.有一个消毒用电器P，电阻为，它只有在电压高于24 V时才能工作。今用一个光敏电阻对它进行控制，光敏电阻在有光照时阻值为，黑暗时阻值为。电源电压U为36 V，另有一个定值电阻，电阻为。下列电路开关闭合后能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作的是( )
A.B.
C.D.
2.如图所示，为定值电阻，L为小灯泡，为光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小，当光照强度增强时( )
A.电压表的示数减小B.中电流减小
C.小灯泡的功率减小D.电路的路端电压增大
3.如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻(光照增强电阻变小)，为定值电阻，接监控装置.则( )
①当有人通过通道而遮蔽光线时，之间电压升高
②当有人通过通道而遮蔽光线时，之间电压降低
③当仅增大的阻值时，可增大之间的电压
④当仅减小的阻值时，可增大之间的电压
A.①③B.①④C.②③D.②④
4.如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，为四个接线柱，断电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，对其工作方式有下列判断:
①间接控制电路，间接被控电路
②间接被控电路，间接控制电路
③流过L的电流减小时，间电路断开
④流过L的电流增大时，间电路断开
以下组合的两项都正确的是( )
A.①③B.②④C.①④D.②③
5.某种角速度计的结构如图所示.当整个装置绕竖直轴转动时，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，电源的电动势为E、内阻不计.滑动变阻器总长也为，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B处，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.弹簧的伸长量为
C.输出电压U与ω的函数关系为
D.此装置能测量的角速度最大不超过
6.如图所示是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计(水银导电).则下列说法正确的是( )
A.温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮
B.温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭
C.温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警
D.温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不报警
7.电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称为“霍尔转把”，属于传感器非接触控制.转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲.开启电源时，在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙.随着转把的转动，其内部的水久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙.以下关于“霍尔转把”叙述正确的是( )
A.为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极
B.按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快
C.图乙中从霍尔器件的左、右侧面输出控制车速的霍尔电压
D.若霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制
8.电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件(如图所示)，它的结构很简单，只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片。当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用，操纵开关的是磁场这只看不见的“手”。关于干簧管，下列说法正确的是( )
A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.两个磁性材料制成的簧片接通的原因是被磁化后相互吸引
D.干簧管接入电路中相当于开关的作用
9.图为温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是( )
A.当的温度升高时，减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B.当的温度升高时，减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
C.当增大时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
D.当增大时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
10.如图所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场.在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触摸点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置，由以上信息可知( )
A.电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指
B.当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大
C.当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小
D.如果用带了绝缘手套的手指触摸屏幕，照样能在触摸屏上进行触控操作
11.有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线框内所示，它主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(阻值可随压力变化而变化的电阻)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表).设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为0~3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，压力传感器的电阻R随压力变化的函数关系为.下列说法正确的是( )
A.该秤能测量的最大体重是1400 N
B.该秤能测量的最大体重是1300 N
C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处
D.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处
12.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输及至家庭生活等多种领域如图所示为三种电容式传感器。下列说法正确的是( )
A.图甲是测定液面高度h的传感器，液面高度h发生变化时，两电极之间的距离发生变化，从而使电容发生变化
B.图乙是测定压力的传感器，压力发生变化时，两电极之间的距离发生变化，从而使电容发生变化
C.图丙是测定角度θ的传感器，角度θ发生变化时，两电极之间的正对面积发生变化，从而使电容发生变化
D.三个图中传感器都是通过改变两电极之间的正对面积来改变电容的
13.加速度传感器如图甲所示.较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；为滑动变阻器，4是滑片，它与滑动变阻器任一端:间的电阻值都与它到这端的距离成正比.工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及滑动变阻器R均与物体的运动方向平行.当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动.通过电路中电压表的读数，可以得知加速度的大小.电压表为指针式直流电压表(可视为理想电压表).
1.电压表零刻度在表盘中央(即可显示正负电压)，当P端的电势高于Q端时，指针向零点左侧偏转.当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点____________(填“左”或“右”)侧偏转.
2.若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，则表盘的刻度___________(填“均匀”或“非均匀”)分布.
3.电压表是由灵敏电流计改装而成的，灵敏电流汁表盘如图乙所示.当被测物体具有图示方向、大小为的加速度时，滑片4从的中央向某侧平移的距离为总长的，且滑片4在M或N端时，灵敏电流计示数最大.以图示方向为加速度正方向，若将灵敏电流计的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，则灵敏电流计表盘上-30刻线处对应的加速度为_____________.
答案以及解析
1.答案：C
解析：对A电路，在光照时，光敏电阻为，P电阻为，电阻为，P分得电压超过24 V，正常工作，黑暗时，光敏电阻，P分得电压超过24 V，正常工作，未停止工作，A错误；同理可以求得B电路中光照和黑暗时，P分得电压均超过24 V，都可以正常工作，B错误；C电路中P与并联，并联总电阻略小于，能使消毒用电器在光照时正常工作，黑暗时停止工作，C正确；D电路中P与并联，光照时并联部分总电阻小于，此时P分得的电压远小于24 V，不能正常工作，黑暗时并联部分总电阻小于，P分得的电压同样小于24 V，也不能正常工作，D错误。
2.答案：B
解析：当光照强度增强时，光敏电阻的阻值减小，故电路的总阻值减小，总电流增大，由，可知电压表的示数增大，A错误；两端的电压，知两端的电压减小，故通过的电流减小，B正确；由知增大，故小灯泡的功率增大，C错误；电路的路端电压，总电流增大，故路端电压减小，D错误.
3.答案：C
解析：由电路图可知，两电阻串联，监控装置与并联.当有人通过通道而遮蔽光线时，阻值变大，电路中的总电阻变大；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流变小，根据可知，阻值不变时，其两端的电压变小，即之间电压降低，故②正确，①错误；当仅增大的阻值时，根据串联分压规律可知，两端的电压变大，即之间电压升高，故③正确，④错误.故C正确.
4.答案：A
解析：当较小的电流经过接线柱流入线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过带动机器工作，故①正确，②错误；流过L的电流减小时，线圈L产生的磁场减弱，对衔铁P的吸引力减弱，使两个接线柱所连的触点断开，故③正确，④错误，故A正确.
5.答案：D
解析：系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流保持不变，与角速度无关，故A错误.设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得，解得，故B错误.输出电压，解得，故C错误.当时角速度最大，则由，解得，故D正确.
6.答案：D
解析：温度低于警戒温度时，水银柱下降，控制电路处于开路状态，电磁铁线圈中没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，指示灯亮，电铃不报警，故B错误，D正确；温度高于警戒温度时，水银柱上升，控制电路处于接通状态，电磁铁线圈中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过触点3与工作电路接通，电铃报警，此时指示灯所在的电路中没有电流，指示灯不亮，故A、C错误.
7.答案：B
解析：由于在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上、下端分别为N、S极时，磁场方向与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，霍尔器件不能输出控制车速的霍尔电压，故A错误；当按图甲顺时针转动电动车的右把手，霍尔器件周围的磁场增强，则霍尔器件输出控制车速的霍尔电压增大，因此车速将变快，故B正确；根据题意，结合图乙的示意图，永久磁铁的N、S极可能在左、右侧面，或在前、后表面，因此从霍尔器件输出控制车速的霍尔电压不一定在霍尔器件的左、右侧面，也可能在前、后面，故C错误；当霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，从霍尔器件输出控制车速的霍尔电压正负号相反，由图丙可知，不会影响车速控制，故D错误.
8.答案：CD
解析：当磁体靠近干簧管时，两个簧牛被磁化相互吸引而接通，故选项B错误，选项C正确；当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性.所以两簧片又分开，因此干簧管在电路中相当于开关的作用，选项A错误，选项D正确.
9.答案：BC
解析：根据电路图知，当的温度升高时，减小，A端电势升高，经非门后，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警，故A错误，B正确；当增大时，A端电势升高，经非门后，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声，故C正确，D错误.
10.答案：AB
解析：根据题意知，人是导体，人的手指和内部导体层间会形成一个电容，故A正确；平行板电容器的决定式可知，接触面积增大时，电容增大，故B正确，C错误；绝缘手套与内部导体层间的距离较大，不能引起导体层电场有明显变化，所以不能在触摸屏上进行触控操作，故D错误.
11.答案：AC
解析：当电路中电流时，电子秤测量的体重最大.由欧姆定律得，代入得，故A正确，B错误；踏板空载时，代入得电阻，由欧姆定律得，所以该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处，故C正确，D错误.
12.答案：BC
解析：题图甲中液面高度h发生变化时，两个电极间的正对面积发生了变化，从而使电容发生变化，所以选项A错误；题图乙中当待测压力作用在可动电极上且发生变化时，两电极之间的距离发生变化，从而使电容发生变化，所以选项B正确；題图丙中当角度θ发生变化时，两电极之间的正对面积发生变化，从而使电容发生变化，所以选项C正确；因为題图乙是通过改变两电极之间的距离来改变电容的，所以选项D错误。
13.答案：1.右2.均匀3.
解析：1.当物体具有题图所示方向的加速度a时，滑块左移，滑片与M之间的电阻减小，故P端的电势降低，所以P端的电势低于Q端，则电压表的指针将向零点右侧偏转.
2.设加速度为a时，电压表的读数为U，则，
又，
联立解得，
由于U与a成正比，所以表盘的刻度均匀分布.
3.由可知，当时，，则此时，则当时，，即灵敏电流计表盘上-30刻线处对应的加速度为.