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2020-2021学年2 常见传感器的工作原理及应用达标测试
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这是一份2020-2021学年2 常见传感器的工作原理及应用达标测试，共9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。
1．利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况．如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感器记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光．每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2m，则下述说法正确的是（ ）
A．该传送带每小时输送1800个工件B．该传送带每小时输送7200个工件
C．传送带运动的速度是0.2m/sD．传送带运动的速度是0.1m/s
2．传感器已经广泛应用于我们的生活，为我们带来方便．下列可以用来控制电路通断的温度传感器元件有
A．双金属片B．霍尔片C．应变片D．干簧管
3．空调机、电冰箱和消毒柜都使用了（ ）
A．温度传感器B．红外线传感器C．生物传感器D．压力传感器
4．机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是( )
A．该机器人“眼睛”利用了光传感器B．该机器人“眼睛”利用了力传感器
C．该机器人“眼睛”利用了温度传感器D．该机器人“眼睛”利用了声音传感器
5．传感器已广泛应用在生产、生活中．下列关于传感器的说法正确的是（ ）
A．冰箱控温系统使用了温度传感器 B．电容式话筒使用了温度传感器
C．日光灯启动器使用了光传感器 D．火警报警器使用了压力传感器
6．如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示数读出，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数越大说明被测汽车质量越大
B．电流表的示数越大说明被测汽车质量越小
C．把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量
D．地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关
7．在以下家用电器中使用温度传感器的是（ ）
A．消毒柜B．家电遥控器C．空调机D．自动门
8．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．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
9．在下列有关一些电阻应用的说法中，错误的是( )
A．热敏电阻可应用于温度测控装置中
B．光敏电阻是一种光电传感器a
C．电阻丝可应用于电热设备中
D．电阻在电路中主要起通过直流、阻碍交流的作用
10．下列关于传感器的说法中正确的是（ ）
A．电子秤应用的是光传感器
B．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
C．自动调温的空调应用的是压力传感器
D．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
11．如图所示，图甲表示某半导体热敏电阻R随温度t的变化情况。把该半导体电阻与电池、电流表串联起来，如图乙所示，用该半导体作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到一个最简单的热敏电阻温度计。则下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数大说明温度较高
B．电流表示数小说明温度较高
C．电流表示数与温度成正比
D．所改装的温度表刻度是均匀的
12．下列生活中的传感器，把光信号变成电信号的是（ ）
A．走廊照明灯的声控开关B．自动洗衣机中的压力传感装置
C．控制电视机开关的遥控器D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
13．如图所示，电路中电源电动势为E，内电阻为r、为定值电阻，R为光敏电阻，闭合开关S后，若照射R的光强度减弱（光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小），则（ ）
A．电路路端电压变小
B．电阻两端的电压变大
C．电阻消耗的功率变小
D．电阻的电流变小
14．压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，其电路如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，在电梯由静止开始运行的过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．电梯匀加速下降B．电梯匀加速上升
C．电梯下降且加速度在变大D．电梯上升且加速度在变小
15．自动化温室种植能使人们在寒冷的冬季享用到新鲜的蔬菜，自动控制室所利用的传感器是（ ）
A．压力传感器B．声音传感器
C．温度传感器D．气体传感器
二、填空题（共4题）
16．传感器是一种把非电学量转换电学量的元件，常见的传感器有压力传感器、温度传感器、声音传感器和光敏电阻传感器．电饭锅中用到了 _______传感器，超市里的电子秤中用到了__________传感器．
17．热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)．
18．如图所示的火警报警装置，R1为热敏电阻，若温度升高，则R1的阻值会急剧减小，从而引起电铃两端电压的增加，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，要使报警的临界温度升高，可以适当______（选填“增大”或“减小”）电源的电动势，也可以把R2的滑片P适当向_____（选填“上”或“下”）移．
19．某研究性小组利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
A．电源（电动势，内阻约为1Ω）
B．电流表（量程，内阻=5Ω）
C．电流表（量程，内阻≈1Ω）
D．定值电阻=5Ω
E.开关S，导线若干
（1）为了较准确的测量电阻，请在图（a）中虚线框内将测量电阻的实验电路图补充完整______，并在图中标出所选器材的符号。
（2）在电阻上加一个竖直向下的力，闭合开关S，记下电表读数，的读数为,的读数为，则=__________（用字母表示）。
（3）小组同学根据实验测量结果，做出压敏电阻随着所加外力的图像，如图（b）所示，小组同学将这种压敏电阻与一个量程为的理想电压表按如图（c）所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源、内阻不计，为了使改装后压力表的量程为，压力为对应电压表的刻度为，则定值电阻=_____Ω。压力为对应电压表的刻度为_______（保留两位有效数字）。
三、综合题（共4题）
20．电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体，其特点是：常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。电饭锅的结构如图所示，请结合温度传感器的特点回答以下问题：
(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示状态？为什么？
(2)煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分时，为什么锅的温度会保持100℃而不会持续升高？
(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？
(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？
21．如图所示，图甲为某热敏电阻的Rt图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单的恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 Ω.当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝6 V，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．
甲 乙
(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B两端还是C、D两端？
(2)如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，滑动变阻器R′的阻值应调节为多少？
22．现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器，开关和导线若干。如图所示，试设计一个温控电路。要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程。
23．如图所示是一个应变式力传感器，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片。结合力传感器的特点，叙述它的工作原理。
参考答案：
1．C
2．A
3．A
4．A
5．A
6．A
7．C
8．B
9．D
10．B
11．A
12．C
13．C
14．C
15．C
16． 温度 压力
17． 增强 敏感
18． 减小 上
19． 15 1.5
20．
(1)开始煮饭时，用手压下开关按钮，使永磁体与感温磁体相吸；手松开后，按钮不再恢复到图示状态，因此时感温铁氧体相吸会吸引永磁体，电路接通，电饭锅加热；
(2)在1标准大气压下水的沸点是100℃，即水在沸腾后温度为100℃，此时继续吸热，温度不会升高；
(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会上升至103℃；此时感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电；
(4)如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水在沸腾后温度为100℃，不会自动断电。
21．(1)应接在A、B两端 (2)100 Ω
22．，
工作过程：闭合S，当温度低于设定值时，热敏电阻阻值大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K接通电炉丝加热；
当温度达到设定值时，热敏电阻的阻值减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热；
当温度低于设定值时，又重复前述过程。
23．在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小。力F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小。传感器把这两个电压的差值输出。力F越大，输出的电压差值也就越大。
1．利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况．如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感器记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光．每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2m，则下述说法正确的是（ ）
A．该传送带每小时输送1800个工件B．该传送带每小时输送7200个工件
C．传送带运动的速度是0.2m/sD．传送带运动的速度是0.1m/s
2．传感器已经广泛应用于我们的生活，为我们带来方便．下列可以用来控制电路通断的温度传感器元件有
A．双金属片B．霍尔片C．应变片D．干簧管
3．空调机、电冰箱和消毒柜都使用了（ ）
A．温度传感器B．红外线传感器C．生物传感器D．压力传感器
4．机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是( )
A．该机器人“眼睛”利用了光传感器B．该机器人“眼睛”利用了力传感器
C．该机器人“眼睛”利用了温度传感器D．该机器人“眼睛”利用了声音传感器
5．传感器已广泛应用在生产、生活中．下列关于传感器的说法正确的是（ ）
A．冰箱控温系统使用了温度传感器 B．电容式话筒使用了温度传感器
C．日光灯启动器使用了光传感器 D．火警报警器使用了压力传感器
6．如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示数读出，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数越大说明被测汽车质量越大
B．电流表的示数越大说明被测汽车质量越小
C．把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量
D．地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关
7．在以下家用电器中使用温度传感器的是（ ）
A．消毒柜B．家电遥控器C．空调机D．自动门
8．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．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
9．在下列有关一些电阻应用的说法中，错误的是( )
A．热敏电阻可应用于温度测控装置中
B．光敏电阻是一种光电传感器a
C．电阻丝可应用于电热设备中
D．电阻在电路中主要起通过直流、阻碍交流的作用
10．下列关于传感器的说法中正确的是（ ）
A．电子秤应用的是光传感器
B．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
C．自动调温的空调应用的是压力传感器
D．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
11．如图所示，图甲表示某半导体热敏电阻R随温度t的变化情况。把该半导体电阻与电池、电流表串联起来，如图乙所示，用该半导体作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到一个最简单的热敏电阻温度计。则下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数大说明温度较高
B．电流表示数小说明温度较高
C．电流表示数与温度成正比
D．所改装的温度表刻度是均匀的
12．下列生活中的传感器，把光信号变成电信号的是（ ）
A．走廊照明灯的声控开关B．自动洗衣机中的压力传感装置
C．控制电视机开关的遥控器D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
13．如图所示，电路中电源电动势为E，内电阻为r、为定值电阻，R为光敏电阻，闭合开关S后，若照射R的光强度减弱（光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小），则（ ）
A．电路路端电压变小
B．电阻两端的电压变大
C．电阻消耗的功率变小
D．电阻的电流变小
14．压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，其电路如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，在电梯由静止开始运行的过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A．电梯匀加速下降B．电梯匀加速上升
C．电梯下降且加速度在变大D．电梯上升且加速度在变小
15．自动化温室种植能使人们在寒冷的冬季享用到新鲜的蔬菜，自动控制室所利用的传感器是（ ）
A．压力传感器B．声音传感器
C．温度传感器D．气体传感器
二、填空题（共4题）
16．传感器是一种把非电学量转换电学量的元件，常见的传感器有压力传感器、温度传感器、声音传感器和光敏电阻传感器．电饭锅中用到了 _______传感器，超市里的电子秤中用到了__________传感器．
17．热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)．
18．如图所示的火警报警装置，R1为热敏电阻，若温度升高，则R1的阻值会急剧减小，从而引起电铃两端电压的增加，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，要使报警的临界温度升高，可以适当______（选填“增大”或“减小”）电源的电动势，也可以把R2的滑片P适当向_____（选填“上”或“下”）移．
19．某研究性小组利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
A．电源（电动势，内阻约为1Ω）
B．电流表（量程，内阻=5Ω）
C．电流表（量程，内阻≈1Ω）
D．定值电阻=5Ω
E.开关S，导线若干
（1）为了较准确的测量电阻，请在图（a）中虚线框内将测量电阻的实验电路图补充完整______，并在图中标出所选器材的符号。
（2）在电阻上加一个竖直向下的力，闭合开关S，记下电表读数，的读数为,的读数为，则=__________（用字母表示）。
（3）小组同学根据实验测量结果，做出压敏电阻随着所加外力的图像，如图（b）所示，小组同学将这种压敏电阻与一个量程为的理想电压表按如图（c）所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源、内阻不计，为了使改装后压力表的量程为，压力为对应电压表的刻度为，则定值电阻=_____Ω。压力为对应电压表的刻度为_______（保留两位有效数字）。
三、综合题（共4题）
20．电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体，其特点是：常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。电饭锅的结构如图所示，请结合温度传感器的特点回答以下问题：
(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示状态？为什么？
(2)煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分时，为什么锅的温度会保持100℃而不会持续升高？
(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？
(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？
21．如图所示，图甲为某热敏电阻的Rt图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单的恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 Ω.当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝6 V，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．
甲 乙
(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B两端还是C、D两端？
(2)如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，滑动变阻器R′的阻值应调节为多少？
22．现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器，开关和导线若干。如图所示，试设计一个温控电路。要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程。
23．如图所示是一个应变式力传感器，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片。结合力传感器的特点，叙述它的工作原理。
参考答案：
1．C
2．A
3．A
4．A
5．A
6．A
7．C
8．B
9．D
10．B
11．A
12．C
13．C
14．C
15．C
16． 温度 压力
17． 增强 敏感
18． 减小 上
19． 15 1.5
20．
(1)开始煮饭时，用手压下开关按钮，使永磁体与感温磁体相吸；手松开后，按钮不再恢复到图示状态，因此时感温铁氧体相吸会吸引永磁体，电路接通，电饭锅加热；
(2)在1标准大气压下水的沸点是100℃，即水在沸腾后温度为100℃，此时继续吸热，温度不会升高；
(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会上升至103℃；此时感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电；
(4)如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水在沸腾后温度为100℃，不会自动断电。
21．(1)应接在A、B两端 (2)100 Ω
22．，
工作过程：闭合S，当温度低于设定值时，热敏电阻阻值大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K接通电炉丝加热；
当温度达到设定值时，热敏电阻的阻值减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热；
当温度低于设定值时，又重复前述过程。
23．在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小。力F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小。传感器把这两个电压的差值输出。力F越大，输出的电压差值也就越大。
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