高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册第五章 传感器3 传感器的应用举例综合训练题

5.3传感器的应用举例同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．自动化温室种植能使人们在寒冷的冬季享用到新鲜的蔬菜，自动控制室所利用的传感器是（　　）

A．压力传感器 B．声音传感器

C．温度传感器 D．气体传感器

2．驱动中国2018年6月19日消息，京东的智慧物流有20余台配送机器人上阵，开启了全球首次全场景常态化配送运营．该配送机器人能够识别红绿灯信号、规避道路障碍和来往车辆、主动礼让行人．机器人主动礼让行人，是利用了（　　）

A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．声传感器

3．以下家用电器中没有利用温度传感器的是（　　）

A．洗衣机 B．电冰箱 C．空调 D．电饭锅

4．以下家用电器中不是利用温度传感器的是（   ）

A．空调机 B．自动门 C．电冰箱 D．电饭煲

5．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。关于光敏电阻在传感器中的作用，下列说法正确的是（　　）

A．将热信号转化为电信号 B．将光信号转化为电信号

C．将力信号转化为电信号 D．将磁信号转化为电信号

6．下列说法中不正确的是(　　)

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

C．电子秤所使用的测力装置是力传感器

D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量

7．下列说法正确的是（　　）

A．电热毯应用了电流的磁效应

B．恒温孵化器应用了光传感器

C．移动电话应用了电磁波技术

D．电磁铁应用了电磁感应现象

8．下列有关传感器的说法正确的是     （        ）

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．楼梯口的电灯开关装的两种传感器是热敏电阻和光敏电阻

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

9．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时外罩光电三极管接收不到LED发出的光呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的（       ）

A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报

B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报

C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报

D．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有折射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报

10．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（　　）

①温度传感器　②光传感器　③声音传感器　④力传感器

A．①② B．②③ C．③④ D．②④

11．生活中离不开物理，物理知识在生活中应用非常广泛，下列说法不正确的是

A．电饭锅是利用力传感器原理

B．光控路灯是利用光敏电阻传感器

C．变压器是利用了互感现象原理

D．电磁炉是利用交流电的涡流现象原理

12．下列关于几种传感器的说法错误的是：（       ）

A．双金属温度传感器是用来控制温度的，应用于日光灯启动器

B．光敏电阻传感器是用来控制光照强度的，应用于卧室

C．烟雾传感器，应用于宾馆的天花板，防止火灾的发生

D．压力传感器可应用于电容式话筒

13．利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计．如图甲所示为某种金属导体的电阻随温度变化的图线．如果用这个金属导体做成测温探头，再把它连入图乙所示的电路中，随着测温探头处待测温度的变化，电流表的示数也会发生变化．则在温度范围内（       ）

A．待测温度越高，电流表的示数越小

B．待测温度越高，电流表的示数越大

C．待测温度升高，电流表的示数均匀减小

D．待测温度升高，电流表的示数均匀增大

14．下列说法不正确的是（　　）

A．话筒是一种常见的红外线传感器

B．电慰斗内一般装有双金属片温度传感器

C．电子秤所使用的测力装置是力传感器

D．热敏电阻能够把温度大转换为电阻大小

15．随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则（　　）

A．电容器储存的电能减少

B．电容器的电容减小，带电荷量减小

C．膜片下移过程中，电流表有a到b的电流

D．电子秤是一个压力传感器，稳定后电容器两板间电压等于电源电动势

二、填空题（共4题）

16．有一种测量人体重量的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表）．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R=30﹣0.02F（F和R的单位分别是N和Ω）；

​

（1）该秤能测量的最大重量是________N；

（2）该秤零刻度线（即踏板空载时间刻度线）应标在电流刻度盘________A处.

17．传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示，是一种测定压力的电容式传感器，力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，当力F向上压膜片电极时，电容将__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；电容的单位：1μF=______F。

18．广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的．在图甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻不可忽略，G为内阻不计的灵敏电流表，R0为保护电阻，R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图象所示．则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=______kΩ；闭合电键S，当R的温度等于40℃时，电流表示数I1=2.25mA，则当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻R的温度是______摄氏度．

19．传感器担负着信息采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图（甲）所示，图（乙）是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器的线路图．

（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在__处（选填“a”、“b”）．

（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向__移动（选填“左”、“右”）．

（3）如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的可能原因可能是__

A．电源能提供的电流太小，导致电磁铁磁性太弱；     B．复位弹簧劲度系数太小．

C．电源能提供的电流太大，导致电磁铁磁性过大；     D．复位弹簧劲度系数太大；

三、综合题（共4题）

20．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆AOB、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是电流表）．其中AO:BO=4:1．已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：

设踏板和杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.5V，则：

(1)利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；

(2)该电子秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？

(3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是多少？

21．化学实验常用到恒温箱。如图（a）所示为简单恒温箱温控电路图，它由热敏电阻和继电器组成。如图（b）所示为热敏电阻的图像。设继电器线圈中电流大于或等于20mA 时，继电器衔铁吸合。若继电器线圈电阻为，为继电器线圈供电的电源（内阻可以不计）时，要使恒温箱内温度保持120℃，可变电阻的值应调节为多少。

22．某研究性学习小组为了测量物体的质量，找到一个力电传感器，该传感器的输出电压与受压面的压力成正比（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，然后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U．现有力电传感器、质量为的砝码、电压表、滑动变阻器和电池各一个，开关及导线若干，待测物体（可置于力电转换器的受压面上），请完成对该物体质量的测量．

（1）设计一个电路，要求力电转换器的输出电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，请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）请写出实验中可能影响实验结果的因素．

23．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器 R (是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为 0~3A，电源电动势为 E=15V，内阻为 r=1Ω，电阻R随踏板变化的函数为R=29-0.02F (F和R的单位分别是 N 和Ω)．

（1）求该秤零刻度线 (   即踏板空载时的刻度线)对应的流强度大小；

（2）求该秤能测量的最大体重；

（3）该秤的刻度(体重刻度)是否均匀?

参考答案：

1．C

2．C

3．A

4．B

5．B

6．A

7．C

8．C

9．C

10．B

11．A

12．B

13．A

14．A

15．D

16．     1400    

17．     增大．     10-6

18．          120

19．     （1）a；     （2）左；     （3）AD；

20．(1) R=300－0.6F() (2)15mA   (3) G=625N

21．100Ω

22．（1）（2）见解析；（3）力电转换器作为一种测量装置就有量程和零误差问题，所以实验中可能会出现的问题有：①待测物体质量超出转换器量程；②因电源电压不够而输出电压调不到零。

23．（1）0.5A；（2）1250N；（3）刻度不均匀