(必考题)高中物理选修二第五章《传感器》测试题(答案解析)(8)

一、选择题
1．(0分)[ID：129452]酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。

酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。

如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（）
A．U越大，表示c越大，c与U成正比B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比
C．U越大，表示c越小，c与U成反比D．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比
2．(0分)[ID：129451]下列用电器主要利用了电磁感应原理的是（）
A．激光打印机B．直流电动机C．电磁炉D．电熨斗
3．(0分)[ID：129448]下列说法中正确的是（）
A．红外体温计能将人体红外线辐射的变化，转化成反应体温的电学量变化
B．受迫振动的固有频率会随驱动力频率的变化而变化
C．单摆的振动周期与摆球的质量有关
D．高速宇宙飞船中的一小时比地球上的一小时短
4．(0分)[ID：129447]如图所示电路中，E为电源（内阻为r），R2、R3为定值电阻，R4为滑动变阻器，R1为光敏电阻（其阻值随光照强度的增大而减小），电压表为理想电压表，开关S闭合后，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。

下列说法正确的是（）
A．若仅将R4的滑片向下移动，电压表的示数将变大，电源效率将变大
B．若仅将R4的滑片向下移动，R2消耗的电功率将变大，带电微粒将向上运动
C．若仅增大光照强度，R4消耗的电功率将变小
D．若仅增大光照强度，将有电流向下通过R3
5．(0分)[ID ：129422]氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标．有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导（即电阻的倒数）—CO 浓度曲线，如图乙所示．在下列表示一氧化碳浓度c 与电压表示数U 0之间关系的图象中正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
6．(0分)[ID ：129419]如图所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、电键K 与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中。

两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球。

K 断开时传感器上有示数，K 闭合时传感器上恰好无示数。

则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是（ ）
A ．正在增加，
2mgd t q ∆Φ=∆ B ．正在增加，
mgd t nq ∆Φ=∆ C ．正在减弱，2mgd t q
∆Φ=∆
D ．正在减弱，2mgd t nq
∆Φ=∆ 7．(0分)[ID ：129413]传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示传感器是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力F 作用于可动膜片电极上时，有以下说法：其中正确的是（ ）
①若F 向上压膜片电极，电路中有从a 到b 的电流
②若F 向上压膜片电极，电路中有从b 到a 的电流
③若F 向上压膜片电极，电路中不会出现电流
④若电流表有示数，则说明压力F 发生了变化
A ．②④
B ．①④
C ．③④
D ．①③
8．(0分)[ID ：129409]在用位移传感器做实验时，下列说法中正确的是（ ） A ．位移传感器的发射窗口应对准接收器的信号接收窗口
B ．位移传感器的发射窗口不一定要对准接收器的信号接收窗口
C ．连接到数据采集器上的是发射器部分
D ．实验开始后，必须先打开发射器的电源开关
9．(0分)[ID ：129405]交通警察用来检测驾驶员呼气中酒精含量的检测器使用的传感器是（ ）
A ．声音传感器
B ．化学传感器
C ．压力传感器
D ．温度传感器 10．(0分)[ID ：129403]在公共场所装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就会开通电热器加热，喷出热空气将手烘干。

自动干手机使用的传感器应该是（ ） A ．磁传感器
B ．红外线传感器
C ．力传感器
D ．声传感器 11．(0分)[ID ：129397]如图所示的电路。

当对R 0，进行加热升温时，小灯的亮度将可能
（ ）
A ．变亮
B ．不变
C ．变暗
D ．无法判断 12．(0分)[ID ：129470]数码相机的普及使传统胶片相机逐渐被淘汰。

数码相机的主要部件是电荷耦合器（CCD ），能将光学量转化为电学量。

该部件可视为（ ）
A ．力传感器
B ．温度传感器
C ．光传感器
D ．霍尔元件
二、填空题
13．(0分)[ID：129565]我国《道路交通安全法》规定驾驶员的血液酒精含量达到20 mg/m3（含20 mg/m3）属于酒驾，达到80 mg/m3（含80 mg/m3）属于醉驾。

只要酒驾就属于违法行为，可能被处以行政拘留或者罚款。

半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。

如图甲所示是该测试仪的原理图，图中电源电动势为4.8V，内阻可忽略不计：电压表量程为5V，内阻很大；定值电阻R 1的阻值为60Ω；实验测得酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图乙所示。

(1)醉驾时R2的阻值小于等于___________Ω；
(2)按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为__________V处；刚好醉驾时应刻在电压刻度线为___________V处。

（计算结果取三位有效位数）
14．(0分)[ID：129564]如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。

若往R T 上擦一些酒精，表针将向________（选填“左”或“右”）偏转；若用电吹风机将热风吹向
R T，表针将向________（选填“左”或“右”）偏转。

（负温度系数指温度升高电阻减小）
15．(0分)[ID：129543]如图所示为一个有光照或温度升高时排气风扇都能启动的自动控制装置。

在这个装置中需要__________传感器和__________传感器，控制器采用__________门控制方式。

执行器选用__________。

16．(0分)[ID：129526]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：_______。

17．(0分)[ID：129524]下图是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图.利用电压表（内电阻很大）的示数来指示物体的质量。

托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。

滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表的示数为零。

设变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻为
R0，弹簧的劲度系数为k，若不计一切摩擦和其他阻力。

求出电压表示数U x与所称物体质量m的关系式为U x__________________。

18．(0分)[ID：129521]如图所示为用热敏电阻及和电磁铁L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。

电源甲与电磁铁、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未両出）相连接。

则当温度________(填“升高”“降低”）到某一数值时，衔铁P将会被吸下，工作时，应该把恒温箱内的加热器接在
_________(“A、B端”“C、D端”）
19．(0分)[ID ：129495]说明下列各种场合分别选用的传感器：
(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路是______。

(2)马路两侧的路灯控制电路是________。

(3)气垫导轨上用的光电门是________。

(4)楼梯灯控制电路是________________。

(5)宾馆的自动门是________________。

(6)非接触式体温计是______________。

(7)遥控电视机的接收器是______________。

20．(0分)[ID ：129489]如图所示，是自动水位报警器的示意图，其中继电器的线圈通过电流时，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触．若要求水位正常时绿灯亮，高出一定水位时红灯亮，现有红、绿灯泡各一个，红灯泡应安在________位置，绿灯泡应安在________位置（填A 或B ）．
三、解答题
21．(0分)[ID ：129641]如图所示，一定厚度和宽度的导体板放在匀强磁场中，当导体板通过一定电流，且电流与磁场方向垂直时，在导体板的上侧面A 和下侧面A '之间会产生一定的电势差H U ，这种现象称为霍尔效应。

(1)若图中的电流I 是电子的定向运动产生的，则导体板上、下两个侧面中，哪个电势高？
(2)设该导体板单位体积中自由电子的个数为n ，导体板的宽度为d ，通过导体板的电流为I ，磁感应强度为B ，电子电荷量为e 。

试证明：发生霍尔效应时，导体板上、下侧面间的电势差H BI U ned
=。

(3)由上问的结论可知，在I 、n 、e 、d 都相同的情况下，H U 与B 成正比，由H U 的数值可以比较B 的大小，因此可以把这种导体板做成磁敏元件。

试问：用这种磁敏元件探测某空间的磁场时，磁敏元件摆放的方向对H U 是否有影响？如果把这种导体板上、下侧面间的电压进行线性放大显示，用它做成的磁传感器的示数是否跟被测磁感应强度有线性关系？
22．(0分)[ID：129631]按照你对以下几种传感器的理解，填写下面的表格。

传感器名称输入的物理量输出的物理量
光敏电阻
热敏电阻
金属热电阻
电阻应变片
电容式位移传感器
23．(0分)[ID：129628]请列举一个你认为很“神奇”的利用传感器工作的例子，简单说明它的原理。

24．(0分)[ID：129618]烟雾散射式火灾报警器为什么平时不报警，而有烟雾时能报警？25．(0分)[ID：129614]如图所示为一种常见的身高、体重测量仪。

测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。

质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。

当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，求该同学的身高和质量。

26．(0分)[ID：129594]如图是一种光电计数装置的原理图，被计数的制品放在传送带上，光源安装在传送带的一侧，光电计数装置安装在传送带的另一侧。

每当传送带上有一个制品通过时，光线被挡住，电磁铁放开衔铁，计数齿轮转过一齿，计数器自动把制品数目记下来。

试说明这种计数装置的工作原理_______。

【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．B
2．C
3．A
4．A
5．D
6．B
7．A
8．A
9．B
10．B
11．A
12．C
二、填空题
13．240320
14．左右
15．光温度或电风扇
16．电流传感器电压传感器数据采集器
17．
18．升高AB 端
19．温度传感器光传感器光传感器光传感器和声传感器红外线(光)传感器红外线(光)传感器红外线(光)传感器
20．BA
三、解答题
21．
22．
23．
24．
25．
26．
2016-2017年度第*次考试试卷 参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1．B
解析：B
传感器电阻r ′的倒数与酒精浓度c 是正比关系，即
1kc r '
= 电路中的电流为
0E I r R R r
'=+++
电压表示数
()000001ER kR E U IR r R R r k R R r c
'===++++++ 可见电压与酒精浓度的关系不是正比关系，但随酒精浓度的增加而增加，选项B 正确。

故选B 。

2．C
解析：C
激光打印机利用的是电偏转原理，直流电动机利用的是磁场对通电导线的安培力做正功，电磁炉利用的是变化的电流产生涡流，电熨斗利用的是传感器，故利用电磁感应原理的是电磁炉。

故选C 。

3．A
解析：A
A ．红外体温计能将人体红外线辐射的变化，转化成反应体温的电学量变化，故A 正确；
B ．受迫振动的固有频率不会随驱动力频率的变化而变化，故B 错误；
C ．单摆振动的周期
2T = 可知单摆的振动周期与摆球质量无关。

故C 错误；
D ．根据“尺缩钟慢”效应可知高速宇宙飞船中的一小时比地球上的一小时长，故D 错误； 故选A 。

4．A
解析：A
A ．若仅将R 4的滑片向下移动，R 4变大，外电路总电阻变大，路端电压即电压表的示数变大，电源效率变大，故A 正确；
B ．若仅将R 4的滑片向下移动，R 2和R 4并联部分的电阻变大，分压变大，R 2消耗的电功率变大，电容器两端的电压减小，带电微粒将向下运动，故B 错误；
C ．若仅增大光照强度，R 1减小，R 4分压变大，消耗的电功率变大，故C 错误；
D ．若仅增大光照强度，R 1减小，分压减小，电容器放电，R 3中有向上的电流通过，故D 错误。

故选A 。

5．D
解析：D
由资料中给出的是电导（即电阻的倒数）—CO 浓度曲线可知电导与CO 浓度成正比，CO 浓度越大，传感器电阻越小，电路中电流越大，电压表示数越大，但是电压表示数与CO 浓度不是成正比关系。

故选D 。

6．B
解析：B
K 闭合时传感器上恰好无示数，说明小球所受电场力和重力平衡，由于小球带正电，所以电容器上极板为负，由楞次定律，可知线圈中的磁场B 正在增加。

根据分析列出方程
qU mg qn d td
∆Φ=
=∆ 解得 mgd t nq
∆Φ=∆ 故选B 。

7．A
解析：A
若F 向上压膜片电极，使得电容器极板间的相对距离变小，电容变大，电容器和电源相连电压不变，由
Q C U
= 知Q 变大，电源对电容器充电，外电路中产生顺时针方向的瞬时电流，电路中有从b 到a 的电流，电流表也就有示数了，直到再次充满。

只要压力F 发生变化，极板间距离就变化，电容也就变化，电容器就要进行充、放电，电流表就有示数。

故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

8．A
解析：A
AB ．位移传感器的发射窗口应对准接收器的信号接收窗口。

故A 正确；B 错误； C ．连接到数据采集器上的是接收器部分。

故C 错误；
D ．实验开始前，必须先打开发射器的电源开关。

故D 错误。

故选A 。

9．B
解析：B
交通警察用来检测驾驶员呼气中酒精含量的检测器使用的传感器是乙醇传感器，即化学传感器。

故B 正确。

10．B
解析：B
手靠近干手机时，红外线传感器通过接收身体表面辐射出来或反射回来的红外线来启动加热装置工作，属于红外线传感器。

故B 正确。

11．A
解析：A
当对R 0进行加热升温时，电阻R 0的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中的电流 0L E I R R R r
=+++ 则在不损坏电路的情况下，流过小灯的电流会增加，小灯的亮度将可能变亮，故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

12．C
解析：C
因为CCD 能把光学量转化为电学量，因而是一种光传感器，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

二、填空题
13．240320
解析：2.40 3.20
(1)[1]醉驾时血液酒精含量达到80 mg/m 3，由图可知，R 2的阻值小于等于30Ω；
(2)[2][3]按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0时，电阻R 2阻值最大为60Ω，此时
1112 4.860V=2.40V 6060
R ER U R R ⨯==++ 则刻度线应刻在电压刻度线为2.40V 处；
刚好醉驾时R 2=30Ω，此时
'
11'12 4.860V=3.20V 6030
R ER U R R ⨯==++ 则应刻在电压刻度线为3.20V 处。

14．左右
解析：左 右
[1][2]若往R T 上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，R T 温度降低，电阻值增大，所以表针应向左偏转；用电吹风机将热风吹向R T ，R T 温度升高，电阻值减小，所以表针向右偏转。

15．光温度或电风扇
解析：光 温度 或 电风扇
[1][2][3][4]因为图中所示为一个有光照或温度升高时排气风扇都能启动的自动控制装置，所以在这个装置中需要光传感器和温度传感器，且传感器应采用或门控制方式，执行器应选用风扇。

16．电流传感器电压传感器数据采集器
解析：电流传感器 电压传感器 数据采集器
[1][2][3]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。

17．
()
0x mgRE U mgR kL R r =++ 当托盘中没有放物体时，电压表示数为零，当物体质量为m 时，设物体下降x ，平衡条件有：
mg=kx ①
根据欧姆定律得
0x
E I r R R =
++ ② 故电压表读数为 0x x x x
ER U IR r R R ==++ ③ 根据电阻定律，有 x x R R L =
④ 联立①②③④解得
()
0x mgRE U mgR kL R r =
++18．升高AB 端 解析：升高 A 、B 端 [1]．当温度降低到某一数值，热敏电阻R 的阻值增大，电路中电流减小，继电器L 对衔铁P 吸引力减小，P 将不会被吸合下。

当温度升高到某一数值，热敏电阻R 的阻值减小，电路中电流增大，继电器L 对衔铁P 吸引力增大，P 将会被吸下。

[2]．恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由上分析可知，温度升高后，A 、B 端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A 、B 端。

19．温度传感器光传感器光传感器光传感器和声传感器红外线(光)传感器红外线(光)传感器红外线(光)传感器
解析：温度传感器 光传感器 光传感器 光传感器和声传感器 红外线(光)传感器 红外线(光)传感器 红外线(光)传感器
(1)[1]普通电冰箱中的自动温度控制电路是温度传感器。

(2)[2]马路两侧的路灯控制电路是光传感器。

(3)[3]气垫导轨上用的光电门是光传感器。

(4)[4]楼梯灯控制电路是光传感器和声传感器。

(5)[5]宾馆的自动门是红外线(光)传感器。

(6)[6]非接触式体温计是红外线(光)传感器。

(7)[7]遥控电视机的接收器是红外线(光)传感器。

20．BA
解析：B A
[1][2]当水位正常时，容器中的金属片断开，电磁铁断电没有磁性，绿灯所在电路接通，绿
灯亮；当水位升高，水是导体，当水位达到一定高度是容器中金属片接通时，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，红灯所在电路接通，红灯亮，发出报警信号．故红灯泡应安在B 位置，绿灯泡应安在A 位置。

三、解答题
21．
(1)A′；(2)见解析；(3)有影响；是线性关系；
(1)导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动。

由左手定则判断，电子会偏向A 端面，A′板上出现等量的正电荷，电场线向上，所以下侧面A′的电势高于侧面A 的电势。

(2)当电场力与洛伦兹力平衡时，则有
H U e
evB h
＝ 由电流微观表达式得 I ＝neSv=nehdv
解得
H BI U ned
= (3)用这种磁敏元件探测某空间的磁场时，磁敏元件的侧面要与磁场垂直，即摆放的方向对H U 有影响；根据
H BI U ned
=
可得 H nedU B I
= 在I 、n 、e 、d 都相同的情况下B 与U H 成正比，则如果把这种导体板上、下侧面间的电压进行线性放大显示，用它做成的磁传感器的示数跟被测磁感应强度是线性关系。

22．
见解析。

光敏电阻是将光照强度信号转化为电压（电阻）信号输出的；
热敏电阻是将温度信号转化为电学中的电压（电阻）信号输出的；
金属热电阻也是将温度信号转化为电压（电阻）信号输出的；
电阻应变片是将压力信号转化为电压（电阻）信号输出的；
电容式位移传感器，是将位移信号转化为电压（电容）信号输出的；
故如下表示：
见解析
例如温度传感器，原理是热敏电阻在不同温度下有不同的阻值，所以可以改变电路中的电压电流，从而达到示数变化的目的。

24．
见解析
平时发光二极管LED 发出的光被不透明的挡板挡住，光电三极管收不到LED 发出的光。

但有烟雾进入时，因烟雾对光的散射而致使部分光照射到光电三极管上，使其电阻变小，从而与传感器连接的电路检测出这种变化，发出警报。

25．
01()2
h v t t =-，000()M m U U U =- 设身高体重测量仪高度为L ，人的身高为h ，质量为m ，
当测重台上没有站人时，根据超声波的速度和位移关系得
vt 0=2L
当测重台上站人时，可得
vt =2（L -h ）
联立解得
01()2
h v t t =- 根据传感器输出电压与作用在其上的压力成正比得
U 0=kM 0g
当测重台上站人时
U =k （M 0+m ）g
解得
000
()M m U U U =
-26． 见解析 [1]当物品通过时，物品挡住光线，使光电管中无光电流产生，电路中无电流，电磁铁放开齿轮，让齿轮转过一格，计下一个数；当无物品通过时，光线照到光电管上，使光电管中有光电流产生，电磁铁吸引衔铁，卡住齿轮，计数齿轮不转就不计数。