高三单元测试——传感器.doc

2013届高三单元测试18——传感器
第I卷（选择题）
一、本题共14小题，每小题4分，共56分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不选的得0分.
1.如图所示为火警报警装置的一部分电路示意图，其中R为用半导体材料制成的NTC热敏电阻，RO为一定值电阻，当传感器R处出现火情时，电流表的示数I报警器两端电压U的变化情况是

A．I变大，U变大
B．I变小，U变小
C．I变大，U变小
D．I变小，U变大
2.传感器是把非电学物理量（如位移、压力、流量、声强等）转换成电学量的一种元件。如图所示为一种电容传感器，电路可将声音信号转化为电信号。电路中a、b构成一个电容器，b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜。若声源S发出频率恒定的声波使a振动,则a在振动过程
中（）
G
a
b
S

A. a、b板之间的电场强度不变
B. a、b板所带的电荷量不变
C. 电路中始终有方向不变的电流
D. 向右位移最大时，电容器的电容最大
3.传感器担负着信息采集的任务，它常常是 ()
A．将力学量(如形变量)转变成电学量 B．将热学量转变成电学量
C．将光学量转变成电学量 D．将电学量转变成力学量
4.为了节约电能，需要使街道上的照明灯在清晨自动熄灭，而在黄昏时自动点亮，这可以用光传感器进行自动控制. 如图所示，是一个模拟的实验电路，下列说法正确的是。
A．黄昏时RG的阻值变大，触发器A端获得高电平
B．触发器把模拟信号变成了数字信号
C．增大调节电阻R，会使灯黄昏点亮的更晚，清晨熄灭的更早
D．增大调节电阻R，会使灯黄昏点亮的更早，清晨熄灭的更晚

5.压敏电阻的阻值随所受的压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图6（b）所示，下列判断正确的是
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动；
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动；
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动；
D. 从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动；

6.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. 应变片
C. 感温铁氧体 D. 干簧管
7.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. 应变片
C. 感温铁氧体 D. 干簧管
8.有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表（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3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R=30-0．02F（F和R的单位分别是N和Ω）。下列说法正确是（）

A．该秤能测量的最大体重是1300N
B．体重为1300N应标在电流表刻度盘2A刻度处
C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘0刻度处
D．该秤零刻线应标在电流表刻度盘的最大刻度处
9.下列情况中，应用了温度传感器的是（）
A．商场里的自动玻璃门 B．夜间自动打开的路灯
C．夜间有声音时就亮的楼梯灯 D．自动恒温冰箱
10.力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用力敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车s上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（）

t
（A）从到时间内，小车做匀速直线运动
（B）从到时间内，小车做匀加速直线运动
（C）从到时间内，小车做匀速直线运动

（D）从到时间内，小车做匀加速直线运动
11.如图是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器调节
到某一定值，实验中观察到当温度升高时灯更亮。对实
验现象分析正确的有( )
A．电路中电流减小了
B．电路中电流增大了
C．温度升高，热敏电阻的阻值增大
D．温度升高，热敏电阻的阻值减小

12.2011年春节期间，按照公安部统一部署，全国各大中城市进行了大规模集中整治酒驾行动。据统计，酒驾违法者比往年同期下降了40%，人们的安全驾车意识明显增强。执法交警所使用的酒精测试仪主要元件是一种氧化物半导体传感器，这种具有N型导电性的氧化物的电阻会随其周围待测气体浓度的变化而变化。设这种传感器的电阻与酒精气体的浓度c成反比，在如图所示的简化原理图中，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越小，但c与U不成反比
B．U越大，表示c越小，c与U成反比
C．U越大，表示c越大，但c与U不成正比
D．U越大，表示c越大，c与U成正比
13.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程，下列属于这类传感器的是()
A．红外线报警装置 B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感器 D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
14.随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，是因为（　　）
A.改变了湿度 B.改变了温度 C.改变了磁场 D.改变了电容

第II卷（非选择题）
二、计算题
15.1879年美国物理学家E.H.霍尔观察到，在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上会出现电势差，这个现象称为霍尔效应。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件，霍尔元件可以制成多种传感器。如图13所示是在一个很小的矩形导体板上，制作4个电极E、F、M、N而成的霍尔元件，导体板长为a、宽为b、厚为d，垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中，设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为v，导体单位体积内的自由电子数为n，电子电量为e，则达到稳定状态时：
图13

（1）简要分析霍尔元件形成霍尔电压的原因并比较M、N两个极的电势高低；
（2）求出霍尔电压U与B、I的关系，并讨论怎样改变霍尔元件的长、宽、厚才能有效提高霍尔电压。

16.如下图是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图.压力传感器R的电阻会随所受压力大小发生变化，油量表（由电流表改装而成）指针能指示出油箱里的油的多少。已
知：压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
500
380
310
245
200
170
150
…
若压力传感器R的上表面面积为5cm2，汽油密度为0.7×103㎏/m3,电源电压为6V。请回答：
(1)当油与箱总重为600N时，压力传感器R受到的压强是多大？
(2)如果空油箱的质量为5.8㎏,油量表指针指向2×10-2m3时，电路中电流是多少？

17.摄影胶片的感光能力一定时，要获得正确曝光的底片，镜头的透光面积和曝光时间的组合就应该是一定的。镜头的透光面积由叫做“光圈”的机构控制，通常用22、16、11、8、5.6、4、2.8等数字代表，22就表示此时镜头透光的直径是它的焦距f的1/22，依此类推，曝光时间的长短由叫做“快门”的机械控制，通常用500、250、125、60、30、15等数字代表，500就表示此时曝光的时间是1/500s依此类推。现在通过试摄已经知道，光圈、速度的最佳组合是11、15。
(1)从侧面拍摄一辆以36千米/小时运动着的汽车，如果底片上汽车有像移动的尺寸不大于0.1毫米，底片上的像才不至于模糊，已知汽车车身长5米，在底片上汽车长为1.25厘米，那么，曝光的时间最长为多少秒？
(2)在(1)中要拍摄清晰、曝光适宜的照片，试通过计算说明应该选用的快门与光圈组合。

试卷答案
1.A
2.D
3.ABC
4.ABC
5.D
6.AC
7.AC
8.B
9.D
10.D
11.BD
12.C
13.略
14.D
15.解：(1)当在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与导体板垂直的匀强磁场B，导体中的电子就在洛伦兹力的作用下向上极板偏转，使M、N间产生霍尔电压U。 ………………………………………………………3’
N极电势高。 ………………………………………………………2’
(2)当导体中的电子达到稳定状态时
即 …………………………………………………3’
又∵ …………………………………………………2’
∴ …………………………………………………2’
减小霍尔元件的厚度，可以有效提高霍尔电压(U的大小与a、b无关)。 …………………………………………………………………2’
16.
17.像的放大倍数： ……………………1分
汽车移动的距离：……………………1分
曝光时间： ……………………2分
（2）光圈大小用a表示，快门用b表示
由于胶卷的曝光量保持不变，即通过镜头的光通量不变，所以有：
S1t1=s2t2
……………………2分

快门与光圈组合应选用：250与2.8 ……………………2分