人教版 (2019)选择性必修 第二册第五章 传感器1 认识传感器习题

5.1认识传感器专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。关于图中应用传感器的实际情景，下列说法错误的是（　　）

A．甲图传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器

B．乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器

C．丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器

D．传感器感受力、温度、光、声等信号，把电学信号转换成非电学信号

2．关于传感器，下列说法不正确的是（     ）

A．光敏电阻在有光照射时，电阻会变大

B．压力传感器是将力学量转化为电学量的装置

C．传感器是将非电学量转化为电学量的装置

D．传感器广泛应用于信息采集系统

3．关于传感器，下列说法中不正确的是（　　）

A．热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏

B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号

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．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量

4．如图所示，水平的传送带上放一物体，物体下表面及传送带上表面均粗糙，导电性能良好的弹簧的右端与物体及滑动变阻器滑片相连，弹簧左端固定在墙壁上，不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦。当传送带如箭头方向运动且速度为v时，物体与传送带发生相对滑动，当传送带逐渐加速到时，物体受到的摩擦力和灯泡的亮度将（　　）

A．摩擦力不变，灯泡的亮度变亮

B．摩擦力不变，灯泡的亮度不变

C．摩擦力变大，灯泡的亮度变亮

D．摩擦力变小，灯泡的亮度变暗

5．关于传感器，下列说法正确的是（　　）

A．所有传感器都是由半导体材料做成的

B．金属材料也可以制成传感器

C．干簧管是一种能够感知电场的传感器

D．传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的

6．如图，在电路中接一段钨丝（从旧白炽灯中取出），闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是（　　）

A．该传感器利用了钨丝的化学性质

B．该传感器的原理是把电学量（电阻）转换为热学量（温度）

C．该传感器的敏感元件是钨丝，转换元件是灯泡

D．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性

7．关于传感器及其作用，下列说法正确的是(　　)

A．传感器一定是把非电学量转换为电学量

B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断

C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制

D．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器

8．关于“模块机器人”的组成部分中相当于“人脑”部分的是（       ）

A．执行器 B．传感器 C．控制器 D．敏感元件

9．对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器．它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测．由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为(　   　)

A．铜 B．合金 C．半导体 D．绝缘体

10．关于传感器工作的一般流程，下列说法正确的是（　　）

A．非电学量→敏感元件→信号调整与转换电路→电学量→转换元件

B．电学量→敏感元件→信号调整与转换电路→转换元件→非电学量

C．非电学量→敏感元件→转换元件→信号调整与转换电路→电学量

D．非电学量→信号调整与转换电路→转换元件→敏感元件→电学量

11．常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是（　　）

A．温度传感器

B．电容式传感器

C．磁传感器

D．光传感器

12．如图为一种延时开关示意图，M和N是绕在同一个铁芯上的两个线圈，其中M与电源E、开关S构成回路，N的两端用导线ab直接连起来。当闭合S后，铁芯吸住衔铁A，开关触头B就将高压电路接通；当断开S时，衔铁仍被铁芯吸住，一会儿后才被弹簧C拉上去，从而实现延时断开电路的目的。下列说法正确的是（　　）

A．起延时效果的主要部件是线圈M

B．闭合S电路稳定工作后，导线ab中有从a流向b的感应电流

C．断开S瞬间，导线ab中有从a流向b的感应电流

D．电源E的正负极对调接入后，该装置就没有延时效果

13．下列说法正确的是

A．传感器都是利用电磁感应原理工作的

B．电磁炉是根据电磁感应原理工作的

C．法拉第圆盘发电机是利用静电感应的原理制成的

D．探测金属物品的探测器都是利用静电感应的原理工作的

14．.如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中，b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜，构成了一个电容器，且通过导线与恒定电源两极相接，若声源S做简谐运动，则（　　）

A．a振动过程中，板之间的电场强度不变

B．a振动过程中，板所带的电荷量不变

C．a振动过程中，电路中始终有方向不变的电流

D．a板向右位移最大时，电容器的电容最大

15．电子秤使用的是(　　)

A．超声波传感器 B．温度传感器

C．压力传感器 D．红外线传感器

二、填空题（共4题）

16．机器人有________、________和执行器三个模块组成，相当于人的感觉器官、大脑和肌肉．

17．DIS的含义是________，主要器件有________，________和________。

18．我国《道路交通安全法》规定驾驶员的血液酒精含量达到20 mg/m3（含20 mg/m3）属于酒驾，达到80 mg/m3（含80 mg/m3）属于醉驾。只要酒驾就属于违法行为，可能被处以行政拘留或者罚款。半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图，图中电源电动势为4.8V，内阻可忽略不计：电压表V量程为5V，内阻很大；定值电阻R1的阻值为60Ω；实验测得酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图乙所示。

（1）醉驾时R2的阻值小于等于________Ω；

（2）按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为_________V处。

19．电熨斗的工作原理：常温下上下触点是分开的，设定温度时，通过调节调温旋钮使弹性铜片下降，与弹性铜片相连接的上触点与下触点接通，这样电路接通，电热丝发热产生热量，温度升高，可以熨烫衣物．当达到设定温度时双金属片也由于受热而膨胀，但因双金属片上层金属的膨胀系数______下层金属，使双金属片向________弯曲，上下触点脱离，电路断开．由于电路断开，电热丝不再发热，温度降低，双金属片恢复初态，电路又接通加热．如果从熨烫需要较高温度的棉麻衣物转而熨烫需要较低温度丝绸衣物，应当调节调温旋钮使升降螺钉________.

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．加速度计是测定物体加速度的仪器．在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船制导系统的信息源．如图所示为应变式加速度计．当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态．敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上，架与待测系统固定在一起，敏感元件下端可在滑动变阻器R上自由滑动．当系统加速运动时，敏感元件发生位移并转换为电信号输出，就可以根据输出电压的大小求出物体的加速度．

已知：敏感元件的质量为m，两侧弹簧的劲度系数均为k，电源电动势为E，电源内阻不计，滑动变阻器的总电阻值为R，有效长度为l，静态时，输出电压为U0，试写出加速度a随输出电压U变化的关系式．

22．如图所示为一测速计原理图，滑动触头P与某运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表有一定的电流通过，从电流表示数可得到运动物体的速度，已知电源电动势，内阻，AB为粗细均匀的电阻丝，阻值，长度，电容器电容，现测得电流表示数为，方向由N流向M，试求物体速度的大小和方向．

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．D

2．A

3．A

4．B

5．B

6．D

7．C

8．C

9．C

10．C

11．B

12．C

13．B

14．D

15．C

16．     传感器；     控制器；

17．     数字化信息系统     传感器     数据采集器     计算机

18．     30     2.4

19．     大于     下     上升

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．

22．，向右

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。