§5-1-認(rèn)識(shí)傳感器-(備作業(yè))(解析版)

第1第1課時(shí)認(rèn)識(shí)傳感器第五章傳感器一、單選題：１.如圖，機(jī)器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會(huì)自動(dòng)避讓并及時(shí)轉(zhuǎn)彎。下列有關(guān)該機(jī)器人“眼睛”的說法中正確的是()A．采用力傳感器 B．采用光傳感器C．采用溫度傳感器 D．采用聲音傳感器【答案】B【解析】由題圖可知，該傳感器可以作為機(jī)器人的眼睛，則說明它采用的應(yīng)是通過感光原理而確定障礙物的光傳感器。故選B。２.許多辦公樓及宿舍樓樓道中的電燈白天不亮,到了晚上能夠自動(dòng)做到“人來即亮,人走即滅”,其神奇功能在于控制燈的“開關(guān)”傳感器,下列有關(guān)該傳感器的說法正確的是()A.該傳感器能夠測量的物理量是位移和溫度B.該傳感器能夠測量的物理量是位移和光強(qiáng)C.該傳感器能夠測量的物理量是光強(qiáng)和聲音D.該傳感器能夠測量的物理量是壓力和位移【答案】C【解析】樓道中安裝了自動(dòng)燈光控制系統(tǒng),白天燈不亮與光傳感器有關(guān);晚上有人經(jīng)過時(shí),燈自動(dòng)亮起來,與聲音有關(guān),是聲傳感器,所以該傳感器能夠測量的物理量是光強(qiáng)和聲音,C正確。故選：C。３．如圖電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場，在觸摸屏幕時(shí)，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)特殊電容(耦合電容)，四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。由以上信息可知，下列說法中錯(cuò)誤的是()A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導(dǎo)體層和手指B．當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C．當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D．當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指和屏的接觸面積的大小影響電容的大小【答案】C【解析】電容式觸摸屏在原理上把人的手指當(dāng)作一個(gè)電容器元件的一個(gè)極板，把導(dǎo)體層當(dāng)作另一極板，故選項(xiàng)A正確；手指和屏的接觸面積大小會(huì)影響到電容大小，接觸面積越大，即兩極板的正對(duì)面積越大，電容越大，故選項(xiàng)B、D正確，C錯(cuò)誤。故選：C。４．當(dāng)出現(xiàn)某疫情時(shí)，在機(jī)場、車站等交通出入口，使用紅外線熱像儀，紅外線熱像儀通過紅外線遙感，可檢測出經(jīng)過它時(shí)的發(fā)熱病人，從而可以有效控制疫情的傳播。關(guān)于紅外線熱像儀，下列說法正確的是()A．選擇紅外線進(jìn)行檢測，主要是因?yàn)榧t外線具有熒光效應(yīng)B．紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測C．紅外線熱像儀同時(shí)還具有殺菌作用D．一切物體都能發(fā)射紅外線，而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同【答案】D【解析】紅外線熱像儀是根據(jù)物體發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同而工作的，故D正確。故選D。如圖所示是一自動(dòng)控制電路示意圖，R1為光敏電阻，當(dāng)照射到R1處的光消失時(shí)，電流表A中的電流I及ab間的電壓U的變化情況是()A．I變大，U變大 B．I變小，U變小C．I變小，U變大 D．I變大，U變小【答案】A【解析】光敏電阻無光照射時(shí)其阻值變大，閉合回路的干路電流I干變小，U＝E－I干r，所以U增大；由于I干變小，則UR3變小，而U增大，則U并增大；由I＝IR2＝可得，I增大，故A符合題意。故選A。６.下列生活中利用傳感器把光信號(hào)變成電信號(hào)的是（）A．用遙控器控制電視機(jī)的開關(guān)B．走廊照明燈的聲控開關(guān)C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器【答案】A【解析】電視機(jī)遙控器是光傳感器，將光信號(hào)變成電信號(hào)，故A正確；聲控開關(guān)是聲音傳感器，將聲音信號(hào)變成電信號(hào)，故B錯(cuò)誤；壓力傳感裝置將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，故C錯(cuò)誤；溫控器是將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電路的通斷，故D錯(cuò)誤；故選A。７.全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)有多段式水位自動(dòng)感應(yīng)裝置，該裝置采用的可能是下列哪種類型的傳感器()A．壓力傳感器 B．紅外線傳感器C．溫度傳感器 D．生物傳感器【答案】A【解析】洗衣機(jī)設(shè)有多段式水位自動(dòng)感應(yīng)裝置，是通過不同量的水所產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，運(yùn)用的是壓力傳感器。故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。故選A。８.位移傳感器的工作原理如圖所示,物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí),帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑片P,通過電壓表顯示的數(shù)據(jù),來反映物體M位移的大小x。假設(shè)電壓表是理想電表,物體M不動(dòng)時(shí),滑片P位于滑動(dòng)變阻器正中間位置,則下列說法正確的是()A.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí),電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化B.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化C.物體M不動(dòng)時(shí),電路中沒有電流D.物體M不動(dòng)時(shí),電壓表沒有示數(shù)【答案】B【解析】電壓表為理想電表,則電壓表不分流,故觸頭移動(dòng)時(shí)不會(huì)改變電路的電阻,也就不會(huì)改變電路中的電流,故A錯(cuò)誤;電壓表測的是滑片P左側(cè)電阻分得的電壓,故示數(shù)隨物體M的移動(dòng)亦即觸頭的運(yùn)動(dòng)而變化,故B正確,C、D錯(cuò)誤。故選B。９.如圖所示的電路可將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),該電路中右側(cè)固定不動(dòng)的金屬板b與能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a構(gòu)成一個(gè)電容器,a、b通過導(dǎo)線與恒定電源兩極相接。若振動(dòng)膜a周期性振動(dòng),則()A.a振動(dòng)過程中,a、b板間的電場強(qiáng)度不變B.a振動(dòng)過程中,a、b板所帶電荷量不變C.a振動(dòng)過程中,靈敏電流計(jì)中始終有方向不變的電流D.a向右的位移最大時(shí),a、b板所構(gòu)成的電容器的電容最大【答案】D【解析】由于平行板電容器兩極板與電池兩極相連接,兩極板間的電壓U保持不變,根據(jù)場強(qiáng)E=Ud,C=ε故選D。10.如圖所示為測定壓力的電容式傳感器,將平行板電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路,當(dāng)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí),膜片發(fā)生形變,引起電容的變化,導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn),在開始對(duì)膜片施加壓力使膜片電極從圖中的虛線推到圖中實(shí)線位置并保持固定的過程中,靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)情況為(電流從靈敏電流表右接線柱流入時(shí)指針向右偏)()A.向右偏到某一刻度后回到零刻度B.向左偏到某一刻度后回到零刻度C.向右偏到某一刻度后不動(dòng)D.向左偏到某一刻度后不動(dòng)【答案】A【解析】壓力F作用時(shí),極板間距d變小,由C=εr故選A。11.如圖所示是一個(gè)測定液面高度的傳感器,在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì),放在導(dǎo)電液體中,導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液構(gòu)成電容器的兩極,把這兩極接入外電路,當(dāng)外電路的電流變化說明電容值增大時(shí),則導(dǎo)電液體的深度h變化為()A.h增大 B.h減小C.h不變 D.無法確定【答案】A【解析】由題意知,導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩極,類似于平行板電容器的兩極,當(dāng)液面高度發(fā)生變化時(shí),相當(dāng)于兩極正對(duì)面積發(fā)生變化,會(huì)引起電容的變化,與平行板電容器類比可得,導(dǎo)電液體深度h增大時(shí),導(dǎo)電芯和導(dǎo)電液體正對(duì)面積增大,電容器的電容值變大。故選A。12.壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小,有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置,其工作原理如圖甲所示,將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上,中間放置一個(gè)絕緣重球。小車向右做直線運(yùn)動(dòng)過程中,電流表示數(shù)如圖乙所示,下列判斷正確的是()A.從t1到t2時(shí)間內(nèi),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.從t1到t2時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.從t2到t3時(shí)間內(nèi),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.從t2到t3時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】在0-t1內(nèi),I恒定,壓敏電阻阻值不變,由小球的受力不變可知,小車可能做勻速或勻加速直線運(yùn)動(dòng),在t1-t2內(nèi),I變大,壓敏電阻阻值變小,壓力變大,小車做變加速運(yùn)動(dòng),A、B均錯(cuò)誤;在t2-t3內(nèi),I不變,壓力恒定,小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤,D正確。故選D。13.在一些星級(jí)賓館的洗手間經(jīng)常裝有自動(dòng)干手機(jī),洗手后將濕手靠近,機(jī)內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱,有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出,將濕手烘干。手靠近自動(dòng)干手機(jī)能使傳感器工作,是因?yàn)?)A.改變溫度 B.改變濕度C.改變磁場 D.改變電容【答案】D【解析】自動(dòng)干手機(jī)是一個(gè)電容器,當(dāng)手靠近時(shí),改變了電容器的電容,自動(dòng)干手機(jī)開始工作。故選D。14.關(guān)于傳感器工作的一般流程，下列說法中正確的是（）A.非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量→轉(zhuǎn)換元件B.電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→非電學(xué)量C.非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量D.非電學(xué)量→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→敏感元件→電學(xué)量【答案】C【解析】傳感器一定是通過非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量來傳遞信號(hào)的，傳感器工作的一般流程為：非電學(xué)量被敏感元件感知，然后通過轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過轉(zhuǎn)換電路將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于傳輸或測量的電學(xué)量。所以C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C。15.下列說法錯(cuò)誤的是()A．傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)B．干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器C．傳感器不是電視遙控接收器的主要元件D．傳感器是把力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的主要工具【答案】C【解析】傳感器的任務(wù)就是采集信息，A對(duì)；干簧管是由平行不接觸的兩個(gè)極易被磁化的軟鐵片組成的，它靠近磁場時(shí)被磁化后相互吸引而接觸，B對(duì)；由傳感器的定義知D對(duì)．故選C。16.人類發(fā)射的繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的所有航天器，在軌道上工作時(shí)都需要電能，所需要的電能都是由太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能得到的，要求太陽能電池板總是對(duì)準(zhǔn)太陽，為達(dá)到這一要求應(yīng)利用下列哪種傳感器來感知太陽方位()A．力傳感器 B．光傳感器C．溫度傳感器 D．生物傳感器【答案】B【解析】太陽帆的有效采光面積不同，所產(chǎn)生的電流不同，當(dāng)電流最大時(shí)正對(duì)太陽，所以應(yīng)用的是光傳感器，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．故選B。二．多選題：17.干簧管與燈泡、電源串聯(lián)，如圖所示，當(dāng)磁鐵靠近干簧管時(shí)，我們看到，燈泡亮。在這個(gè)過程中()A.干簧管就是一個(gè)由磁場控制的開關(guān)

B.干簧管的簧片磁化為同名磁極相對(duì)的磁鐵

C.磁場信息轉(zhuǎn)化為電信息

D.電信息轉(zhuǎn)化為磁場信息【答案】AC【解析】略18．傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù),它可以()A.將力學(xué)量(如形變量)轉(zhuǎn)變成電學(xué)量B.將熱學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量C.將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量D.將電學(xué)量轉(zhuǎn)變成力學(xué)量【答案】ABC【解析】傳感器是將所感受到的不便于測量的物理量(如力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的物理量(一般是電學(xué)量)的一類元件,故選項(xiàng)A、B、C對(duì),D錯(cuò)。故選：ABC。19．關(guān)于干簧管,下列說法正確的是()A.干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用B.干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的C.干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用D.干簧管是作為電控元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的【答案】CD【解析】干簧管能感知磁場,是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)簧片處于磁場中時(shí),兩個(gè)簧片被磁化而接通,所以是作為開關(guān)來使用的,當(dāng)磁場靠近或遠(yuǎn)離的時(shí)候,就會(huì)實(shí)現(xiàn)閉合或斷開。故選：CD。三、計(jì)算題：20.計(jì)算機(jī)鍵盤上的每一個(gè)按鍵下面都有一個(gè)電容傳感器。電容的計(jì)算公式是C=εSd,其中常量ε=9.0×10-12F·m-1,S表示兩金屬片的正對(duì)面積,d表示兩金屬片間的距離。當(dāng)某一鍵被按下時(shí),d發(fā)生改變,引起電容器的電容發(fā)生改變,從而給電子線路發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。已知兩金屬片的正對(duì)面積為50mm2【答案】0.15mm【解析】未按下時(shí)電容C1=εSd1=0.75pF,由C1C221.如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，該裝置在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器，用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出．現(xiàn)將該裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后，汽車靜止時(shí)，傳感器