物理实验(1)

传感器

一单项选择题

1、传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的

稳定后，会自动停止工作，其中空调机内使用了下列哪种传感器( C )。

A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器

2、电阻传感器进行温度测量时，为了消除或减少引线电阻的影响，通常采用( C )。

A、文氏电桥法

B、双线制连接法

C、三线制连接法

D、混合连接法

3、在下列元件中不属于光电元件的是 ( A )。

A、光纤

B、光敏电阻

C、光电池

D、光敏晶体管

4、DVD影碟机、电视机等电器中都有一个传感器，这个传感器可以接收遥控器

发出的红外线信号，并能够把所接收到的红外线信号转化为电信号。下列装置中和上述传感器工作原理相同的是 ( A )。

A．空调机接收遥控信号的装置B．楼道中照明灯的声控开关C．烟雾传感器（气敏化学传感器）D．冰箱中控制温度的温控器

5、半导体热敏电阻随着温度的上升，其电阻率( B )。

A．上升 B．迅速下降C．保持不变D．归零

6、下列传感器可用于医疗上－100℃～350℃温度测量的是( C )。

A．热电偶 B．金属辐射式C．热电阻D．体温计

7、信号传输过程中产生干扰的原因是( D )。

A．信号缓慢 B．信号快变

C．信号是交流的D．干扰的耦合通道

8、如上图是一火警报警器的部分电路示意图．其中R2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I，报警器两端的电压U的变化情况是

( D )

A．I变大，U变大B．I变大，U变小

C．I变小，U变大D．I变小，U变小

9、如图所示，R

、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏

电阻，当照射光强度增大时( C )

A．电压表的示数减小B．R2中电流增大

C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大

10、家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件，PTC元

件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关

系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、控温两功能!对

此以下说法中正确的是( C )

A．通电后其功率保持不变

B．通电后其功率先减小后增大

C．当其产生的热量与散发的热量相等时。温度保持在t1至t2的某一值不变D．当其产生的热量与散发的热量相等时．温度保持在t1或t2不变

11、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( B )

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

12、随着生活质量的提高，电容式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( D )

A. 改变了湿度

B. 改变了温度

C. 改变了磁场

D. 改变了电容

13、电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内食物煮熟前的加热状态，另一种是

锅内食物煮熟后的保温状态，如图所示，是电饭锅电路原理示意图。

S是用感温材料制成的开关，以下说法中正确的是( D )

A．其中R1是供加热用的电阻丝

B．当开关S断开时，电饭锅为加热状态．S接通时为保温状态

C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R l：R2应为2：1 D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，R1：R2应为(2一1)：1

二、问答题

1．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻随温度的变化而变化的特性工作的．在如图甲中。电源的电动势E=9 V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻R g保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R-t图象所示，闭合开关S，当R的量度等于20℃时，电流表示敦I1=2 mA，则当电流表示数I2＝3．6 mA时，热敏电阻R的

温度是多少摄氏度?

120℃

2、根据你的理解,请为传感器下一个定义,评价传感器优劣指标有哪些?

解：传感器由感应元件和传输元件组成，是一种能把待测物理量或化学量转变成便于利用的电 信号的器件。

传感器优劣指标有：1）静态特性指标：线性度、迟滞、重复性、精度、灵敏度、分辨率、稳定性和漂移等；2）动态特性指标：固有频率、阻尼比、频率特性、时间常数、上升时间、响应时间、超调量、稳态误差等；3）关于可靠性指标：工作寿命、平均无故障时间、故障率、疲劳性能、绝缘、耐压、耐温等。

绪论

一、选择题：

1、用游标卡尺（游标为50分度）测量玻璃球的直径，测量的标准偏差=D S 0.01mm ，直径的不确定度是（ D ）

A ．=?D 0.1mm ；

B 、=?D 0.02mm ；

C 、 =?

D 0.0283mm ； D 、=?D 0.03mm

2、某长度测量值为3.250mm ，则所用仪器可能是( D ) 。

A.毫米尺

B.50分度卡尺

C.20分度卡尺

D.千分尺

3、某同学得计算得某一体积的最佳值为3356782

.5cm V =(通过某一关系式计算得到)，不确定度为3023871.0cm V =?，则应将结果表述为：( D )

A ：V=5.356782±0.023871cm 3 B: V=5.36±0.02cm 3

C: V=5.357±0.024cm 3 D: V=5.36±0.03cm 3

4、请选出下列说法中的不正确者（ B ）

A ：当被测量可以进行重复测量时，常用重复测量的方法来减少测量结果的

偶然误差。

B ：对某一长度进行两次测量，其测量结果为3cm 和3.0cm ，则两次测量结

果是一样的。

C ：已知测量某电阻结果为：,02.067.35Ω±=R 表明测量电阻的真值位于区间

[35.65~35.69]之外的可能性很小。

D ：测量结果的三要素是测量量的最佳值（平均值），测量结果的不确定度和

单位。

二、填空题：

1、指出下列情况分别属于系统误差还是偶然误差:

(1) 由于多次测量结果的随机性而产生的误差；（ 偶然误

差 ）

(2) 天平不等臂引起的误差；（ 系统误差 ）

2、改正下列各结果表达式：

（1） mm X 025.0323.15±= =X 15.32± 0.33mm

（2） ()3421.2510 3.210

15.52911 4.529D m m h m --=?±?=-=（3）03703.0115.0322.0=? 0.322 ?0.115=0.0370

（4）0.05250mm 的有效数字为几位 4

3、指出下列各数的有效数字的位数：

1) 0.0050 是 2 位。

2)π是无穷位。

无穷位。

3)

4） 12.06×10-5是 4 位。

4、数据处理最基本的四种方法是________列表法________、________作图法

__________、________逐差法_________、_______最小二乘法_____________。

5、物理实验中，测量值最后一位与总不确定度所在位对齐，尾数采用四

舍五入。

6、不确定度一般取一位有效数，对保留的位数应采取只进不舍

，以免产生估计不足。

7、有效数字计算

42.28－2.185= 40.10 ，8.584×10.2 = 87.6 。

8、误差按来源和性质分为_______系统误差___和_____偶然误差________两大

类。

电桥法测电阻、用非平衡电桥测铂电阻温度系数

1、在调节下图电路时，发现灵敏检流计光标始终向一边偏转，仅当Rc=0时，光标才指零，则可能是由于下图中( A )断线而引起的。

2、用惠斯登电桥测电阻时，如果出现下列情况，试选择出仍能正常测量的情况 ( C )

（A ） 有一个桥臂电阻恒为零 （B ）有一个桥臂电阻恒为无穷大

（C ） 电源与检流计位置互换 （D ）检流计支路不通（断线）

3、电桥法测电阻实验数据的精度受以下哪些因素的影响（ D ）

A ．标准电阻精度

B ．比例臂精度

C ．检流计灵敏度

D ．以上都是

4、在0~100℃范围内，Pt100输出电阻和温度之间关系近似呈如下线性关系：

)1(0AT R R T +=，式中A 为温度系数，约为3.85×

10-3℃-1。则当温度为100℃对应电阻为（ C ）

A ．100Ω

B ．385Ω Ｃ．138.5Ω Ｄ．485Ω

5、在滑线电桥测量电阻实验中，用 对称测量 方法消

除米尺刻度不均匀、电阻丝粗细不均匀等引起的固定系统误差。

6、热敏电阻的阻值可以用单臂电桥测量，电桥原理图如右图所示，

单臂电桥的平衡条件是_______R 1/R 2=Rx/R 0_____________。 A.

AB 段 B.

BC 段 C.

BD 段 D. AD 段

7、电桥法测电阻有什么优点？

电桥法测电阻准确度相当高，结构简单，使用方便。

8、电桥法测量电阻的过程中保护开关组的具体作用是什么？操作过程如何？

具体作用是保护检流计安全，先粗调再中调后细调，每步检流计都调至零点。

9、画出用非平衡电桥测量铂电阻温度系数实验电路原理图，并推导输出电压和温度改变量公式。

空气比热容比

一、选择题：

B 1.在空气比热容比测定实验中，我们用到的两种传感器是

（A）压强传感器和体积传感器（B）压强传感器和温度传感器

（C）温度传感器和体积传感器（D）压强传感器和时间传感器

A 2.在空气比热容比测定实验中，我们采取多次测量求平均值的办法，目的是为了消除

（A）随机误差（B）系统误差（C）不确定度（D）无法确定

B 3. 在空气比热容比测定实验中，气体的状态变化是

（A ）先等体升压再绝热膨胀（B ）先绝热膨胀再等体升压

（C ）先等温升压再绝热膨胀（D ）先绝热膨胀再等温升压

B 4．在空气比热容比测定实验中，我们的研究对象是

（A ）充完气后贮气瓶内的气体 （B ）绝热膨胀后贮气瓶内的气体

（C ）绝热膨胀后跑出贮气瓶的气体 （D ）无法确定

二、填空题：

1、在空气比热容比的测定实验当中，我们所采取的方法叫做 绝热膨胀法 。

2、比热容比的定义式p V C C γ

=，其中p C 称为 定压热容 ；V C 称为

定 体热容 。

3、在本实验中，我们使用了 温度 传感器和 压强 传感器，使得实验过程大大简化，而且精度又高，操作简便。

三、简答题：

1.在往贮气瓶内充气时，我们发现数字电压不断增加。此时，迅速关闭阀门，停止充气，我们发现数字电压会慢慢下降直至稳定不变，其原因是什么？ 解：充气过程中，瓶内温度升高 ，大于环境温度。停止充气后，温度要慢慢下降 ，故瓶内气压慢慢下降，数字电压表显示数据会慢慢下降直至稳定不变。

2.在本实验中，我们用到了温度传感器和压力传感器，请根据你的理解，给传感器下个定义。

解：传感器由感应元件和传输元件组成，是一种能把待测物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。

3．在气体的状态变化过程中，我们可以得到绝热线比等温线要陡峭一些，为什么？

解：因为等温膨胀中，压强的降低仅有分子数密度减小引起，而绝热膨胀中，不仅分子数密度减小，温度降低也要引起压强的降低，故绝热线比等温线要陡峭一些。

示波器的原理和使用

一、选择题：

1、示波器调节实验中，当待测信号为200Hz时，要得到该信号的完整、稳定波

形时，扫描频率应为（ D ）

A、150Hz

B、1000 Hz

C、125 Hz

D、50 Hz

2、用示波器观察信号的波形，如果波形不稳定，应调节：( C )

A、Y轴的偏转因素档位旋钮。

B、波形位移旋钮。

C、扫描电平旋钮。

D、亮度旋钮。

3、在自检好的示波器荧光屏上观察到稳定的正弦波，当X时间增益（衰减）选

择开关置于0.4ms/div水平方向峰—峰之间荧光屏上显示为五大格，正弦波

A 、 500Hz

B 、 2.0Hz

C 、 0.4Hz

D 、 2000Hz

4、在示波器实验中，时间X 轴上加的信号为（ C ）

A 、正弦波

B 、方波

C 、锯齿波

D 、三角波

二、填空题：

1、示波器实验中的同步条件为 T x =nT y , n=1,2,3… ，其中 为锯齿波周期，____T x _____为被测信号周期（或正弦波周期）

2、已知300x f Hz ，李萨如图形为 “ ”，则y f = 200Hz 。

三、简答题：

1、如果被观测的图形不稳定，出现向左移或向右移的原因是什么？该如何使之稳定？

原因是扫描电压周期与被测信号周期不相等或不成整数倍，以至于每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样。解决的办法一是利用扫描微调旋钮，使扫描电压周期与被测信号周期成整数倍，或者利用触发同步系统。

2、在观察李萨如图形时，能否用示波器的“同步”将其稳定下来？如果不能，那是为什么？

不能，因为观察李萨如图形时工作在X-Y 方式下，内部锯齿波扫描信号被切断，两路信号都是从外部输入，而示波器的“同步”是调节内部锯齿波扫描信号的，所以“同步”对李萨如图形没有影响。