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1、（新课标适用）2013年高中物理 专题01 传感器单元测试题 选修3-2一、选择题1（2013江苏名校质检）下列说法正确的是 （ ）A话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断C电子秤所使用的测力装置是力传感器D半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大2（2013年5月天津市宝坻区模拟）利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说
2、法中正确的是A电势差UCD仅与材料有关B若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD0C仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平3.如图2所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器，金属芯线与导电液体构成一个电容器，从电容C的大小的变化情况就能反应出液面高度h的高低情况，则二者的关系是C增大表示h增大 C增大表示h减小 C减小表示h减小 C减小表示h增大A. 只有正确 B. 只有正确C. 只有正确 D. 只有正确4.电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置。由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几
3、个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而可导出另一个物理量的值。如图3是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法中不正确的是( )A. 甲图的传感器可以用来测量角度B. 乙图的传感器可以用来测量液面的高度C. 丙图的传感器可以用来测量压力D. 丁图的传感器可以用来测量速度5传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。图5是一种测定位移的电容式传感器电路，电源电动势为E，电路中电阻阻值为R。在该电路中闭合一段时间后，使工件（电介质）缓慢向左移动，则在工件移动的过程中， A通过电流表G的电流方向由a至b B. 通过电流表G的电流方向由b至 aC. 通过电流表G的电
4、流始终为零 D. 电容器两极板之间的电压等于电源电动势E6. 大型电子地磅实际是一将压力转化为电流的传感器。如图6所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量值若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于电阻阻值R0，已知两只弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k，所称重物的重量G与电流大小I的关系为（ ）A. B. C. D. 7温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱、恒温箱等家用电器中，
5、它是利用热敏电阻的阻值随温度而变化的特性工作的。在图7甲中，电源的电动势E9.0V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流计，内阻保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图7乙的Rt图线。闭合开关，当R的温度等于20时，电流表的示数为2mA；当电流表的示数为3.6mA时，热敏电阻R的温度是A35 B60 .C90. D120.8.如图8（甲）所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图8（乙）所示。若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相
6、邻工件间距依次为5、10、15、20（单位：cm）。则下述说法正确的是(不计工件挡住的时间) ( ) A.工件加速度为0.1m/s2B.工件加速度为0.2m/s2C.当无光照射R时，光传感器就输出一次高电压D.当无光照射R时，光传感器就输出一次低电压9某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图10甲所示的“Z”字形连接（两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机铺助实验系统中的电流传感器（相当于电图10甲图10乙流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图10
7、乙a、b、c所示，则下列说法错误的是（ ）AAB间是电感线圈 BAB间是电容器 CCD间是定值电阻 DBC间是电感线圈10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11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)一CO浓度曲线，如图11乙所示在下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是D图12甲图12乙 图11乙图12丙图12丁11.图12甲是某同学设计的电容式
8、速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=（a、b为大于零的常数），其图象如图12乙所示，那么图12丙、图12丁中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是A.和 B.和 C.和 D.和二填空实验题12.当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值 （填“变大”、“不变”或“变小”）半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随 变化而改变的特性制成的答案：变小 温度13.(10分）（2013河北省石家庄二模）霍尔元件可以用来检测磁场及其变化.图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产 生磁
9、场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所 处区域磁场可看做匀强磁场.测量原理如乙图所示， 直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、 右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路.所用器材已在图中给出，部分电路已经 连接好.为测嫌霍尔元件所处区域的磁感应强度B: (1)制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件左侧流，右侧流出，霍尔元件_(填“前表面”或“后表面”）电势高；(2)在图中画线连接成实验电路图；(3)已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e ,霍尔元件的厚度为h为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B,还必须测量的物理
10、量有_ (写出具体的物理量名称及其符号），计算式B=_三计算题14.利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1，将一金属或半导体薄片垂直至于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c、f间建立起电场，同时产生霍尔电势差。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，和达到稳定值，的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式，其中比例系数称为霍尔系数，仅与材料性质有关。（1）设半导体薄片的宽度（c、f间距）为，请写出和的关系式；若半导体材料是电子导电的
11、，请判断图中c、f哪端的电势高；（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为，电子的电荷量为，请导出霍尔系数RH的表达式。（通过横截面积的电流I=nevS，其中v是导电电子定向移动的平均速率）；（3）图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图所示。.若在时间内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式。.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想。 15（14分）（2013上海市静
12、安区二模） 如图所示，是磁流体动力发电机的工作原理图 一个水平放置的上下、前后封闭的矩形塑料管，其宽度为a，高度为b，其内充满电阻率为的水银，由涡轮机产生的压强差p使得这个流体具有恒定的流速v0管道的前后两个侧面上各有长为L的由铜组成的面，实际流体的运动非常复杂，为简化起见作如下假设：a.尽管流体有粘滞性，但整个横截面上的速度均匀；b.流体的速度总是与作用在其上的合外力成正比；c.导体的电阻：R=lS，其中、l和S分别为导体的电阻率、长度和横截面积；d.流体不可压缩若由铜组成的前后两个侧面外部短路，一个竖直向上的匀强磁场只加在这两个铜面之间的区域，磁感强度为B（如图）(1)写出加磁场后，两个铜面之间区域的电阻R的表达式(2)加磁场后，假设新的稳定速度为v，写出流体所受的磁场力F与v关系式，指出F的方向(3)写出加磁场后流体新的稳定速度v的表达式（用v0、p、L、B、表示）；(4)为使速度增加到原来的值v0，涡轮机的功率必须增加，写出功率增加量的表达式（用v0、a、b、L、B和表示）。15（14分） 解：（1）， 33.1（2分）（2）， 33.2（1分）， 33.3（1分）
