粤教版 (2019)选择性必修 第二册第二节 传感器的应用练习题

5.2传感器的应用同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．下列关于传感器说法正确的是（   ）

A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用

B．霍尔元件能够把磁学量（如磁感应强度）转化为电学量（如电压）

C．光敏电阻随光照强度增加电阻增大

D．热敏电阻的阻值随温度的升高而升高

2．传感器能够把非电学量转化为电学量，可以很方便地测量、传输、处理和控制。关于霍尔元件在传感器中的作用，下列说法中正确的是（　　）

A．能够将热信号转化为电信号

B．能够将光信号转化为电信号

C．能够将力信号转化为电信号

D．能够将磁信号转化为电信号

3．图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。乙图为其简化示意图，安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠在一起。当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列有关说法正确的是（　　）

A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的

B．触发器可以由铜制成

C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作

D．本装置是利用电流的磁效应工作的

4．楼道灯的声控开关，主要原理是将声音信号转换为电信号，下列常见的数码产品中应用了这种传感器技术是（   ）

A．收音机 B．话筒 C．扬声器 D．耳机

5．传感器已广泛应用于日常生活，下列传感器能够将力学量转换为电学量的是（   ）

A．

B．

C．

D．

6．酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否饮酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．这种酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，在如图所示的电路中，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越大，c与U成正比酒精气体传感器

B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比

C．U越大，表示c越小，c与U成反比

D．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比

7．如图所示为某电容式话筒的原理示意图。Q为绝缘支架，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。对着话筒说话时，M振动而N可视为不动。下列说法正确的是（　　）

A．该话筒的传感器是薄金属膜M

B．传感器的敏感元件是M、N组成的电容器

C．M、N间的电压始终等于电源电压

D．传感器将声波信号转换为电容器的电容

8．下列用电器主要利用了电磁感应原理的是（　　）

A．激光打印机 B．直流电动机 C．电磁炉 D．电熨斗

9．关于传感器，下列说法中正确的是（　　）

A．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制

B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器

C．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器

D．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警

10．热敏电阻是传感器中常用的敏感元件，它的电阻值随者温度的升高而减小如图所示的图线是用DIS实验测得的热敏电阻的伏安特性曲线，其中能表示热敏电阻特性的是（ ）

A． B．

C． D．

11．如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。是光敏电阻，是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路分析正确的是（　　）

A．该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大

B．增加电源电动势可以增加路灯照明时间

C．增大保护电阻阻值可延长每天路灯照明时间

D．并联更多的LED路灯可延长每天路灯照明时间

12．如图所示，R为定值电阻，RT为负温度系数热敏电阻，L为小灯泡。当温度降低时（　　）

A．R两端的电压增大 B．电流表的示数增大 C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱

13．如图甲所示为恒压电源给光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和其所受光照强度的关系图像。某同学利用此光敏电阻设计了一个台灯的自动控制电路，如图乙所示，T为一自耦式变压器，下列说法正确的是（　　）

A．仅光照变强，R的阻值变大

B．仅光照变强，R中的电流变小

C．仅滑片P下滑，L中的电流频率变小

D．仅滑片P下滑，T的输入功率变小

14．某种酒精测试仪是利用二氧化锡半导体型酒精气体传感器．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是（       ）

A．越小，表示越大，与成反比

B．越小，表示越大，与不成反比

C．越小，表示越小，与成正比

D．越大，表示越大，与不成正比

15．如图所示电路中，电流表和电压表均是理想交流电表，变压器是理想变压器．P处有一个与灯泡L2串联的干簧管，原来P处没有磁场．现在让条形磁铁的一端靠近P处，则以下说法正确的是（ ）

A．干簧管与日光灯电路中的启动器工作原理完全相同，在电路中发挥的作用也相同

B．电压表V1的示数不变，电流表A1的示数变大

C．电压表V2的示数增加、电流表A2的示数增加

D．若电压表V3的示数是5伏，则铁芯中磁通量变化率的最大值是

二、填空题（共4题）

16．某同学学习传感器后，用电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关、导线等仪器设计了一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警．电路如图所示，图中仪器还不完整，请完成以下问题：       

（1）图中的甲还需要放入的元件是_；                    

A．二极管                                                                                                           B．光敏电阻

C．NTC热敏电阻（阻值随温度升高而减小）                  D．PTC热敏电阻（阻值随温度升高而增大）

（2）电路正确连接之后，该同学调试过程发现报警时温度比预期偏高了一点点，要求在温度更低一点时就开始报警，则需要调节滑动变阻器的滑动头往___移动一点。

17．在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，磁传感器______（选填“需要”或“不需要”）调零，能描述通电螺线管内磁感应强度大小B与磁传感器插入螺线管的长度x间关系的图线可能______。

A． B． C． D．

18．图（a）是流水线上的产品输送及计数装置示意图，其中S为光源，为定值电阻，为光敏电阻（无光照射时阻值大，有光照射时阻值小），电源电压恒为。产品随传送带匀速运动，当产品通过S与之间时，射向的光束会被挡住。合上电键K，两端的电压随时间变化的关系如图（b）所示。则每分钟通过计数装置的产品个数为_________个，有光照射和无光照射时的功率之比为_________。

19．为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件．照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为 lx（勒克斯）.

（1）某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在下图的坐标系中描绘出了 阻值随照度变化的曲线 .

（2）如图所示是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电．请设计电路能达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，并用笔画线代替导线完成下图______________________________．

（3）用多用电表“×10”挡，按正确步骤测量图中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图所示则线圈的电阻为____ ．已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸下．图中直流电源的电动势E=6V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：Rl（0-10Ω，2A）、R2 （0-200Ω，1A）、R3（0-1750Ω，0.1A）．要求天色渐暗照度降低至l.0   lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择 _______（填R1、R2、R3）．为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地 _______（填       “增大”或“减小”）滑动变阻器的电阻．

三、综合题（共4题）

20．随着科技的进步，手机不再是一种简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式电子设备。手机的许多功能是通过传感器来实现的。请查阅资料选择手机中使用的一种传感器，分析其工作原理及用途。

21．如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3V，0.9W”的字样（传感器可看做一个纯电阻），滑动变阻器R0上标有“10Ω，1A”的字样，电流表的量程为0.6A，电压表的量程为3V。求：

(1)传感器的电阻和额定电流；

(2)为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？

22．如图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为10Ω。当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池电压为9.0V，内阻可以不计。图乙中的“电源”是恒温箱加热器的电源，则

(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？

(2)如果要使恒温箱内的温度保持在50°C，可变电阻的值应调节到多少？

(3)为使恒温箱内的温度保持在60°C的数值，可变电阻的值应增大还是减小？（只写结果）

23．研究表明，有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化，物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计，它可以用来测量很高的温度，其原理如图所示。图中电流表的量程为0~15mA（不计其电阻），电源电压恒为3V，R'为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在t≥0℃时，其阻值Rt随温度t的变化关系为Rt=100+0.5t（单位：Ω）。

（1）若要把Rt放入温度为0℃处进行测量，使电流表恰好达到满量程，即电流为15mA，则此时滑动变阻器R'接入电路的阻值为多大?

（2）保持（1）中滑动变阻器R'接入电路的阻值不变，当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率为多大?

参考答案：

1．B

2．D

3．A

4．B

5．A

6．B

7．D

8．C

9．B

10．B

11．C

12．C

13．D

14．D

15．D

16．     C     右

17．     需要     B

18．     20     11∶20

19．     ；     140；     ；     减小；

20．

重力传感器体现在手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向、重力感应类游戏(如滚钢珠)。原理：利用压电效应实现，传感器内部一块重物和压电片整合在一起，通过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平方向。

21．(1)10Ω，0.3A；(2)6V

22．(1)A、B；(2)；(3)增大

23．（1）100Ω；（2）0.018W