沪科版 (2019)选择性必修 第二册第5章 传感器与现代社会5.1 传感器的原理课时训练

5.1传感器的原理基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．下列器件可作为传感器的有（ ）

A．热电阻 B．干电池

C．电键 D．二极管

2．下列关于传感器的说法中不正确的是（　　）

A．传感器能将感受到的外部信息按照一定的规律转换为电信号

B．传感器在日常生活中并不常见

C．光敏电阻是一种利用光敏元件将光信号转化为电信号的传感器

D．热敏电阻是将温度的变化转化为电信号的传感器

3．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

4．下列说法正确的是(　　)

A．传感器将感受到的非电学量转换为电学量，或转换为电路的通断

B．传感器将感受到的电学量转换为非电学量

C．传感器只能将感受到的非电学量转换为电路的通断

D．以上说法都不对

5．位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑片P，通过电压表显示的数据，来反映物体M位移的大小x。假设电压表是理想电表，物体M不动时，滑片P位于滑动变阻器正中间位置，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

6．下列关于传感器的说法，正确的是（　　）

A．金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器

B．传感器不是电视遥控接收器的主要元件

C．话筒中的传感器将电信号转换成声信号

D．传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量或者电路的通断

7．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）—CO浓度曲线，如图乙所示．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（　　）

A． B．

C． D．

8．下列说法正确的是（     ）

A．光敏电阻能够把电信号转换成光信号

B．干簧管是一种能够感知静电场的传感器

C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量

D．电容式位移传感器能够把电动势这个电学量转化为物体的位移这个力学量

9．关于传感器，下列说法正确的是（　　）

A．传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量

B．金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器

C．干簧管是能够感知电场的传感器

D．热敏电阻的阻值都是随温度的升高而减小

10．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是(       )

A．光敏电阻和驻极体话筒 B．金属热电阻和光敏电阻

C．热敏电阻和霍尔元件 D．热敏电阻和光敏电阻

11．磁传感器是将磁信号转变为电信号的仪器.如图所示，将探头放在磁场中，可以很方便的测量磁场的强弱和方向.探头可能是（       ）

A．感应线圈 B．热敏电阻 C．霍尔元件 D．干簧管

12．如图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻，R是普通定值电阻，下列说法中正确的是(  )

A．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变大

B．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变小

C．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小

D．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大

13．如图电路中，电阻R随温度升高均匀增大，用这个电阻做探头测温，把电流表的刻度改为相应的温度刻度。下列说法正确的是（   ）

A．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀

B．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀

C．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀

D．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀

14．在自动控制中，传感器发挥着重要作用，它能够将感知到的非电信息转换成对应的电信息。下列通过测量电阻的变化来确定外界非电学量变化的敏感元件是（　　）

A．光敏电阻 B．干簧管 C．霍尔元件 D．话筒动圈元件

15．酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车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。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，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。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．越大，表示越小， 与成反比

B．越大，表示越小，但与不成反比

C．越大，表示越大， 与成正比

D．越大，表示越大，但与不成正比

二、填空题（共4题）

16．简单机器人（如有视觉机器人）的模块有_________、_________、________，它们的功能分别如人的__________、__________、__________。

17．在温度为10 ℃左右的环境中工作的自动恒温箱简图如图甲所示，箱内电阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图像如图乙所示。当a、b端电压Uab<0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab≥0时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在____℃。

18．如图所示为自动水位报警器的示意图，在水位低于B时，电磁铁所在的控制电路部分断路,_______灯亮；当水位升高到B时，电磁铁所在的控制电路部分接通，_______灯亮.

19．某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约20Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。

（1）提供的实验器材有:电源E1（3V，内阻不计）、电源E2（6V，内阻不计）、滑动变阻器R1（0~200Ω）、滑动变阻器R2（0~500Ω）、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱（0~999.9Ω）、开关S、导线若干。

为使该装置实现对30~80℃之间任一温度的控制，电源E应选用______（选填“E1”或“E2”），滑动变阻器R应选用______（选填“R1”或“R2”）；

（2）欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是______。（填写各步骤前的序号）

①将热敏电阻接入电路

②观察到继电器的衔铁被吸合

③断开开关，将电阻箱从电路中移除

④合上开关，调节滑动变阻器的阻值

⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Ω

三、综合题（共4题）

20．什么是传感器？它的作用是什么？简述一下你对传感器的认识和理解。

21．随着生活质量的提高，自动干手机已进入许多家庭。洗手后，将手靠近自动干手机，机内的传感器使电热器加热，热空气从机内喷出，将手烘干。请查阅资料，选择干手机使用的一种传感器，简要分析其工作原理。

22．调查学校和你居住的社区里有哪些地方用到了传感器。在老师的指导下，了解其物理原理。

23．以下工作中，你认为要用什么传感器？

(1)让孵化器在一定温度下孵化禽蛋；

(2)电梯超出负载时，发出报警提示；

(3)使汽车排放符合国家标准的尾气。

参考答案：

1．A

2．B

3．B

4．A

5．B

6．D

7．D

8．C

9．A

10．A

11．C

12．D

13．B

14．A

15．D

16．     传感器     控制器     执行器     眼睛     头脑     手脚

17．35

18．     绿灯     红灯

19．     E2     R2     ⑤④②③①

20．

传感器是指能够将感受到的非电学量，按照一定规律转换成电学量输出的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，敏感元件和转化元件二合一的也很多。

传感器的种类很多，根据其利用的物质的特性不同可分为：物理传感器、化学传感器、生物传感器。

根据其被测量的不同可以分为：声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器。

根据具体工作原理的不同可分为：电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器。

21．

一切物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越多。手靠近干手机，红外线传感器通过接收身体表面辐射出来的红外线来启动加热装置工作，属于红外线传感器。

22．

楼道应用了声电传感器，将声音转换成电信号，可以控制灯泡的通断。

自动开关门应用了红外线传感器，当人靠近时，探测到人发出的红外线，从而转换为电信号，控制门的开启与关闭。

23．

传感器通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量。

(1) 让孵化器在一定温度下孵化禽蛋，使用的是温度传感器，通过温度来改变电阻的阻值从而改变电路的电压电流来控制电路。

(2) 电梯超出负载时，发出报警提示，使用是压力传感器，通过压力大小的作用，将力转变为电信号，来控制电路。

(3) 使汽车排放符合国家标准的尾气，使用的是化学成分传感器，通过尾气的浓度等变化来转变为电信号，来控制电路。