高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1节 常见传感器的工作原理随堂练习题

5.1常见传感器的工作原理基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺．在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，这种检测方法使用的传感器，应为传感器中的哪一类(　　)

A．物理传感器 B．化学传感器

C．生物传感器 D．温度传感器

2．下面哪一项不是现代传感器的应用（　　）

A．将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱，而不必麻烦银行工作人员

B．电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人

C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦

D．当你走近自动门时，门会自动打开

3．中国物联网校企联盟认为“传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来”.下列关于传感器的作用或应用不符合实际的是（   ）

A．热敏电阻是半导体材料制成,它是温度传感器的重要组成部分

B．干簧管是一种能感知磁场的敏感元件,在电路中是一个磁控开关

C．自动门和公共场所的非触摸式自动水龙头利用了紫外线传感器

D．家庭厨房里的可燃气体泄漏报警器是用气敏元件制成

4．下列关于物理传感器，化学传感器和生物传感器的说法，正确的是（　　）

A．物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因而只能用于机械加工行业而不能用于化工领域

B．化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质而不能输出电学量

C．生物传感器的适用范围广，可在任意温度下工作

D．生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环境有一定要求

5．下列有关传感器的说法中错误的是（　　）

A．霍尔元件是能够把磁感应强度转换为电压的一种磁传感器

B．光电鼠标利用了光传感器

C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器

D．2020年初新冠肺炎疫情防控阻击战中，枪式测温仪成了体温检测的“哨兵”，是利用了温度传感器

6．家用电热灭蚊器正常工作时其发热电阻产生的热量和向环境辐射的热量相等，可以维持其温度在165℃

左右，其发热电阻随温度的变化图象如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．t1=165℃

B．t1<165℃<t2

C．通过该发热电阻的电流与电压成正比

D．通过该发热电阻的电流与温度成正比

7．下列说法正确的是（　　）

A．水银温度计是一种传感器

B．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的

C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件

D．传感器是将力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具

8．下面哪些技术中，没有涉及到传感器的应用 （   ）

A．宾馆的自动门

B．工厂、电站的静电除尘

C．家用电饭煲从炊饭到保温的自动切换

D．声控开关

9．2011年3月11日14时46分，日本9级强震引发海啸和核危机，震中宫城县和岩手县等地受灾严重，灾难发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了(　　)

A．红外线传感器 B．压力传感器

C．振动传感器 D．电容传感器

10．如图所示，电吉他的弦是磁性物质，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是（　　）

A．电吉他是光电传感器

B．电吉他是温度传感器

C．电吉他是声音传感器

D．弦改用尼龙材料原理不变

11．图为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有 险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是（ ）

A．小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡

B．半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡

C．绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻

D．半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃

12．如图是一火警报警电路的示意图，R3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，电流表显示的电流I、报警器两端的电压U的变化情况（　　）

A．I变大，U变小

B．I变小，U变小

C．I变小，U变大

D．I变大，U变大

13．如图所示，电路中电源电动势为E，内电阻为r、为定值电阻，R为光敏电阻，闭合开关S后，若照射R的光强度减弱（光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小），则（    ）

A．电路路端电压变小

B．电阻两端的电压变大

C．电阻消耗的功率变小

D．电阻的电流变小

14．如图所示的电路。当对R0，进行加热升温时，小灯的亮度将可能（    ）

A．变亮 B．不变 C．变暗 D．无法判断

15．自行车速度计的工作原理主要依靠的就是安装在前轮上的一块磁铁，当磁铁运动到霍尔传感器附近时，就产生了霍尔电压，霍尔电压通过导线传入一个小型放大器中，放大器就能检测到霍尔电压，这样便可测出在某段时间内的脉冲数．当自行车以某个速度匀速直线行驶时，检测到单位时间内的脉冲数为N，已知磁铁和霍尔传感器到前轮轮轴的距离均为R1，前轮的半径为R2，脉冲的宽度为，峰值为Um，下列说法正确的是

A．车速越快，脉冲的峰值Um越大

B．车速越快，脉冲的宽度越大

C．车速为

D．车速为

二、填空题（共3题）

16．传感器正处于由传统型向新型传感器转型的发展阶段，作为自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输、家庭生活等领域。

如图所示为三种电容式传感器图甲是测定位移x的传感器，位移x发生变化时将引起电容C的变化；图乙是测定压力F的传感器，压力F发生变化时将引起电容C的变化；图丙是测定角度的传感器，角度θ发生变化时将引起电容C的变化。其中，图________（选填“甲”或“乙”）所示的传感器是通过改变电容器两极板间的距离而引起电容C变化的。当图丙中的________（选填“增大”或“减小”）时，电容C增大。

17．热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)．

18．热敏电阻是阻值随温度的改变而变化，且对温度很敏感的元件．某同学把一个热敏电阻连入电路中，通过实验他测出了一组数据，并画出了I－U关系曲线，如图所示．问：

你认为该同学实验时选用的是图甲和图乙两电路图中的_____电路图．

图甲　　　　        　　图乙

19．如图所示，图甲为热敏电阻的R﹣t图像，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路。继电器的电阻为300Ω，当线圈的电流大于或等于10mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0V，内阻不计。图中的“加热电源”是恒温箱加热器的电源。

(1)应该把恒温箱内的加热器接在_____（填“A、B”或“C、D”）端；

(2)若恒温箱系统要保持温度为，可按照下列步骤调节温控电路：

①电路接通前，将滑动变阻器接入电路阻值调至最大，并将电阻箱调到一定的阻值，根据实验要求，这一阻值应为_____Ω。

②将单刀双掷开关向_____（填“1”或“2”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至继电器的衔铁被吸合。

③保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷开关向另一端闭合，恒温箱系统即可正常使用。此时滑动变阻器接入电路的阻值为_____Ω。

三、综合题（共4题）

20．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。

21．请列举一个你认为很“神奇”的利用传感器工作的例子，简单说明它的原理。

22．如图，电磁继电器和热敏电阻R1等元件组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内。电源电动势E=6V，内阻不计，继电器线圈的电阻R0=100Ω。下右图为热敏电阻的R1－t图象，且已知在50～150范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1t=常数，电阻R2是可变电阻。当线圈中的电流增加到20mA时，继电器的衔铁被吸合，已知此时可变电阻R2=125Ω，恒温箱保持60恒温。左图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。

(1)60时，热敏电阻R1的阻值是多少？

(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端？

(3)如果要使恒温箱内的温度保持100，可变电阻R2的阻值应调为多少？

(4)欲将恒温箱的温度调高一些，应将R2的阻值调大还是调小？

23．如图所示为光电式烟尘浓度计的原理图，试说明其工作原理。

参考答案

1．C

2．A

3．C

4．D

5．D

6．B

7．D

8．B

9．A

10．C

11．B

12．B

13．C

14．A

15．C

16．乙    减小   

17．增强    敏感   

18．图甲

19．A、B    520    2    520   

20．

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。

21．

例如温度传感器，原理是热敏电阻在不同温度下有不同的阻值，所以可以改变电路中的电压电流，从而达到示数变化的目的。

22．(1)；(2)AB；(3)；(4)调大

23．

没有烟尘时，光的传播方向没有发生改变，U1和U2的大小相等；烟尘浓度越高时，光线被烟尘吸收或散射得就会越多，光线射到6的亮度就会越少，所以U1和U2的差值越大，通过运算电路处理后，从显示器中可得到烟尘的浓度。