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1、传感器及其应用 一、单项选择题(本大题共 6 个小题，每小题 6 分，共 36 分。在四个选项中，只有一个选 项符合题目要求) 1当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器 件所采用传感器的说法中，不正确的是( ) A电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器 B电子体温计中主要是采用了温度传感器 C电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器 D电子秤中主要是采用了力电传感器 2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 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
2、 3电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与 压力近似成正比，现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示。压电片安装在电 梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压，若发现电压表示数 增大，下列说法正确的是( ) A电梯一定加速上升 B电梯一定减速下降 C电梯加速度一定向上 D电梯加速度一定向下 4.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器。话筒的振动膜前面镀有 薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器 的两极。在两极间加一电压 U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发
3、生变化，导致 话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号。其中导致电容变化的原 因可能是电容器两板间的( ) A距离变化 B正对面积变化 1 C介质变化 D电压变化 5.如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发 光二极管 LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到 LED发出的光，呈现高 电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是( ) A进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报 B发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报 C发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部
4、分光线照到光电三极管上，电阻变 小，发出警报 D以上说法均不正确 6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( ) AU 越大，表示 c 越大，c 与 U 成正比 BU 越大，表示 c 越大，但是 c 与 U 不成
5、正比 CU 越大，表示 c 越小，c 与 U 成反比 DU 越大，表示 c 越小，但是 c 与 U 不成反比 二、多项选择题(本大题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分，全部选对得 6 分，选对但不全 的得 3 分，有选错的得 0 分) 7如图所示，Rt为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和 R3均为定值电阻，电源电 动势为 E，内阻为 r，V 为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( ) 2 A热敏电阻温度升高，其他条件不变 B热敏电阻温度降低，其他条件不变 C光照增强，其他条件不变 D光照减弱，其他条件不变 8计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光
6、扫描光盘信息时， 激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显 示出相应信息。光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，其中 R1为光敏电阻，R2为定值电阻， 此光电计数器的基本工作原理是( ) A当有光照射 R1时，处理系统获得高电压 B当有光照射 R1时，处理系统获得低电压 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 9压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏 电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情 况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是
7、( ) A0t1时间内，升降机一定匀速运动 B0t1时间内，升降机可能减速上升 Ct1t2时间内，升降机可能加速上升 Dt1t2时间内，升降机可能匀加速上升 三、非选择题(本题共 3 小题，共 46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤， 有数值计算的要注明单位) 10(13 分)如图所示是一种自动控制水温的装置，加热电路的两端 P、Q 应接在触头 a、b 之间还是 c、d 之间？NTC 热敏电阻两端 M、N 应接在哪两个触头之间？ 3 11(16 分)角速度计可测得航天器自转的角速度 ，其结构如图所示，当系统绕 OO转 动时，元件 A 在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导
8、信号源。已知 A 质量为 m，弹簧的劲度系数为 k，原长为 L0，电源电动势为 E，内阻不计。滑动变阻器总长为 L，电阻 分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动触头 P 在中点，与固定接头 Q 正对，当系统以角速度 转动时，求： (1)弹簧形变量 x 与 的关系式； (2)电压表的示数 U 与角速度 的函数关系。 4 12(17分)图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧 面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射 的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示)。 (1)若图乙中示波器显示屏横向的每
9、大格(5小格)对应的时间为 5.00102 s，则圆盘的 转速为多少？(保留 3 位有效数字) (2)若测得圆盘直径为 10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为多少？(保留 3 位有 效数字) 5 参考答案 1C 2.D 3.C 4.A 5.C 6.B 7.BD 8AD 9.BC 1解析：选 C 电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，C 错误。 2解析：选 D 热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热， 这很常见，所以 A、B、C 三项均正确。交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻 碍作用，所以 D 项错误。 3解析：选 C 由题意知，电压表示数增大说
10、明电梯地板对压电片压力增大，故电梯处 于超重状态，加速度一定向上，C 对，D 错；但电梯可能加速上升也可能减速下降，A、B 错。 4解析：选 A 话筒中金属层与金属板构成平行板电容器，当讲话时，振动膜的振动相 Q S 当于两极板间的距离发生变化，由平行板电容器 C 可知当 d 发生变化时，引起电信 U 4kd 号的变化，A 正确。 5解析：选 C 平时光电三极管收不到 LED 发出的光呈高阻值状态。发生火灾时，由于 烟雾对光的散射作用，部分光线照射到光电三极管上，光电三极管导通，就会发出警报，C 正 确。 1 6解析：选 B 传感器电阻 r的倒数与浓度 c 是正比关系，即 kc，电路中的电流
11、r E ER0 kR0E 为 I ，电压表示数 UIR0 ，可见电压与 rRR0r rRR0r 1 kRR0r c 浓度的关系不是正比关系，但随浓度的增加而增加，B 正确。 7解析：选 BD 电压表示数变大，而 R3为定值电阻，说明流经 R3的电流增大，由电路 结构可知，这可能是由于 Rt减小或 R1增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度 降低或光照减弱，B、D 正确，A、C 错误。 8解析：选 AD 当光照射到光敏电阻 R1上时，R1的阻值减小，电路中电流增大，R2两端 电压升高，信号处理系统得到高电压，光电计数器就计数一次，从而达到自动计数的目的。由 以上分析知 A、D 正确。
12、9解析：选 BC 在 0t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏 电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，A 错误，B 正确； t1t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大， 可能加速但不一定匀加速，C 正确，D 错误。 6 10解析：P、Q 应该分别接到触头 a、b 之间，同时，M、N 应该分别接在 e、f 之间，其 工作原理是：当水温升高时，NTC 热敏电阻阻值减小，电磁铁中电流增大，吸引力增大，使衔 铁被吸下，a、b 断开，使加热装置停止加热；当水温降低到一定程度时，NTC热敏电阻温度减 小，阻值增大，电磁
13、铁中电流减小，吸引力减小，衔铁被弹簧拉上去，使 a、b 之间连接，加 热装置开始加热，从而实现水温控制。 答案：见解析 11解析：当系统绕 OO转动时，A 在光滑杆上发生滑动，使弹簧伸长，触头 P 向 b 端移 动。 (1)元件 A 做圆周运动的半径 rL0x，弹簧的弹力提供元件 A 做圆周运动的向心力，由 牛顿第二定律有 Fkxm2(L0x) m2L0 可得 x km2 x m2L0E (2)电压表的示数 U E L km2L m2L0 答案：(1)x km2 m2L0E (2)U km2L 12解析：(1)由题图乙可知一个周期对应 4.4 大格， 所以 T4.45.00102 s0.22 s 1 故转速 n 4.55 r/s T (2)由题图乙可知反光时间 t0.25.00102 s1.00102 s 2r 由 l t 可得涂层长度 T 2 5.1 l 1.00102 cm1.46 cm 0.22 答案：(1)4.55 r/s (2)1.46 cm 7 8