理论考试试题1

1、光电传感器及应用课程考试试卷题号一二三四五六七总分阅卷人得分阅卷人得分一、在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确 (每小题 分，共 分)1下列元件利用了光传感器的是（ ）A火灾报警器 B电饭锅 C测温仪 D加速度计2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，它的电阻值越大磁铁音圈金属膜片声波3唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻

2、小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（ ）A、该传感器是根据电流的磁效应工作的B、该传感器是根据电磁感应原理工作的C、膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D、膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势4.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装置 D、电饭煲中控制加热和保温的温控器5. 霍尔元件能转换哪两个物理量 （ ）A把温度这个热学量转换成电阻这个电学量B把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电

3、学量C把力这个力学量转换成电压这个电学量D把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量6. 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，从而又可推出另一个物理量的值，如图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7如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C

4、为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同。如果发现指针正向右偏转，则导电液体的深度h变化为（ ）Ah正在增大 Bh正在减小 Ch不变 D无法确定8如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（ ）A如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显D如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显9如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如

5、果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况以下说法中正确的是（ ）A将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时， UH 将变大B在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化10惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计加速度计的构造原理的示意图如图所示沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后

6、通过控制系统进行制导设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度（ ）A方向向左，大小为 ksmB方向向右，大小为ksmC方向向左，大小为2ksmD方向向右，大小为 2ksm11电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流当膜片向右运动的过程中有（ ）A电容变大 B电容变小C导线AB中有向左的电流 D导线AB中有向右的电流12压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某实验小组在升降机水平地面上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态

7、的装置。其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。0t1时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t变化情况如图乙所示。则下列判断正确的是 （ ）At1t2时间内绝缘重物处于超重状态Bt3t4时间内绝缘重物处于失重状态C升降机开始时可能停在10楼，从tt时刻开始，经向 下加速、匀速、减速，最后停在l楼D升降机开始时可能停在l楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼13利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器

8、，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示，若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下述说法正确的是（ ）A传送带运动的速度是0.1 m/s B传送带运动的速度是0.2 m/sC该传送带每小时输送3600个工件 D该传送带每小时输送7200个工件14演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是 ( )A. 物体M运动时，电源内的电流会发生变化B. 物体M运动时，电

9、压表的示数会发生变化。C. 物体M不动时，电路中没有电流D. 物体M不动时，电压表没有示数tRt1t2t3t415有一热敏电阻的电阻值随温度变化的R-t图像如图所示，现将 该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电子温度计， 为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值现想使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在温度范围内，欧姆表的倍率不变） （ ）At1t2段 Bt2t3段 Ct3t4段 Dt1t4段16振弦型频率传感器的结构如图所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大

10、这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化下列说法正确的是（ ）A当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高B当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高C膜上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高D膜上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高阅卷人得分二、填空题(每小题 分，共 分)ASRT17将金属热敏电阻、数字电流表、电源按图连接成电路将烧杯装入23的水，并用铁架台固定在加热器上闭合开关S，当热敏电阻未放入热水中时，电流表示数为I1；将热敏电阻放入温水中，电流表示数为I2；将热敏电阻放入热水中，电流表示数为I3则I1、I2、I3的大小关系为 18图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且 对温度

11、很敏感)的I-U关系曲线图。为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线， 在图2和图3两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：_。（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0-100）。VA图2VA图3AR1R2热敏电阻9V图4（2）在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250。由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_V；电阻R2阻值为_。阅卷人得分三、 计算题(每小题 分，共 分)19如图所示，图甲是我市某中学在研究性学习活动中，吴丽同学自制的电子秤原理示意图目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧

12、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，刀片恰好指在变阻器R的最上端，此时电压表示数为零。设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力（1）推出电压表示数U与所称物体质量m的关系式；（2）为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在乙图的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数U与所称物体质量m的关系式20一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步的沿

13、圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应的图线图（a）为该装置示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中(1)利用图（b）中的数据求1s时圆盘转动的角速度(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向(3)求图（b）中第三个激光信号的宽度t3激光器传感器计算机图（a）I00.21.01.8tst3t1t2图（b）21加速度计是测定物体加速度的仪器，现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇制导系统的信息源，如图所示为应变式加速度计，

14、当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由两根相同的弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件输出信号滑动变阻器敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器上无摩擦水平滑动，当系统加速时敏感元件发生位移，并转换成电信号输出已知敏感元件的质量为m，每根弹簧的劲度系数为k，电源的电动势为且内阻不计，滑动变阻器的总阻值为R，且总电阻有效长度为L静态时，两弹簧恰好为原长，滑动变阻器的滑动触头位于正中间，并且此时加速度计的输出电压为零（1）假定待测系统的加速度大小为a，方向向左，求敏感元件发生的位移？(2)求用输出信号的电压U来表示待测系统加速度a的表达式？22.某学生为了测量一

15、个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例系数为k）如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放上物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体的测量m。力电转换器输出输入受压面（1）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可调，并且使 电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m。（3）请设想实验中可能会

16、出现的一个问题。答题卡 姓名 一、选择题题号123456789答案题号101112131415161718答案二、填空题19.（1） ；（2） ；（3） ；（4） 。20. ； ； 。 21. ； 。22. ； 。23. （1） ；（2） 。（3） 。24. （1） ；（2） ； 。25. （1） ；（2） ；（3） 。参考答案：一在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确题号12345678答案ABCBABABCBC题号910111213141516答案ABDDACCBCBBBC二、填空题17 I1I2I3 18【解析】：（1）2；图2电路电压可从0V调到所需电压，调节范围较大，而图3电路不能测得0V附近的数据。（2）I1=9/250=0.036A=36mA，I2=70mA -36mA=34mA，由图1得，热敏电阻两端的电压为UR=5.2V，R2 =(9-5.2) /0.034=111.8。三、计算题19. （18分）解：（1）当在托盘中放质量为m的物体后，弹簧被压缩x，则有mg=kx （2分）此时滑动变阻器滑片以上的阻值设为R1，则 （2分）由闭合电路欧姆定律得 （2分）电压表的示数U为 U=IR1 （2分）由以上各式解得 （2分）（2）如图（2分），设电流为， （2分）电压表的示数为，