粤教版 (2019)选择性必修 第二册第二节 传感器的应用同步练习题

5.2传感器的应用基础巩固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．关于实验，下列说法中正确的是（　　）

A．实验只能测量距离、速度、力等一些力学物理量

B．实验可以完成全部的物理实验

C．实验比传统的实验方便、准确

D．实验没有传统实验方便、准确

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．下列说法不正确的是（　　）

A．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种元件

B．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

C．电子秤所使用的传感器是力传感器，是把形变这个力学量转化为电压这个电学量

D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断

4．我国于2011年5月1日起，醉酒驾驶由交通违法行为升级为犯罪行为．“陶瓷气敏传感器”可以用于分析气体中酒精蒸汽的含量．如果司机饮酒，血液中的酒精成分扩散到呼出的气体中，呼出的气体喷在传感器上，传感器的电阻将随酒精蒸汽浓度发生相应的变化，从而可以检测血液中的酒精含量．某种陶瓷气敏传感器的电导（即电阻的倒数）与气体中酒精蒸汽浓度C的关系如图甲所示．现用其组成如图乙所示的检测电路（电池内阻为r，电流表内阻不计）．以下判断正确的是（       ）

A．此陶瓷气敏传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度C成正比

B．气体中酒精蒸汽的浓度C越大，则电流表指针偏转的角度越小

C．气体中酒精的蒸汽浓度C越大，则电池路端电压越小，传感器上电压也越小

D．气体中酒精的蒸汽浓度C越大，则传感器电阻越小，电源的总功率越小

5．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

6．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．

7．下面哪些技术未涉及到传感器的应用（ ）

A．机器人 B．延时继电器

C．家用电饭煲的跳闸和保温 D．火灾报警器

8．在“传感器的简单应用”实验中,用光照射半导体做成的光敏电阻时,光敏电阻的阻值将(　　)

A．大大增大

B．保持不变

C．大大减小

D．如何变化不能确定

9．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

10．如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，为定值电阻，下列判断正确的是（　　）

A．当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压

B．当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得低电压

C．扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响

D．扫描笔头外壳出现破损时可能无法正常工作

11．某学校创建绿色校园，如图甲所示为新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙所示为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断错误的是（　　）

A．灯都变暗 B．电源的输出功率变小

C．电源的效率变小 D．上电流的变化量大于上电流的变化量

12．利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系。保持沿x方向通过霍尔元件的电流I不变，当物体沿z轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，霍尔元件将在y轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压UH。当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，UH为0，将该点作为位移的零点。在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标z成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。下列说法中正确的是（　　）

A．该仪表只能测量位移的大小，无法确定位移的方向

B．该仪表的刻度线是不均匀的

C．若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当∆z>0时，上表面电势高

D．电流I越大，霍尔电压UH越大

13．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

14．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，电压随压力变化而变化，压力越大电压越大，压力不变，电压一定。压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路。红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中会产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼自动拍照记录。则红灯亮时（　　）

A．车轮停在感应线上时电阻R上有恒定电流

B．车轮经过感应线的过程中，电容器先放电后充电

C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大

D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，会被电子眼拍照

15．为了让路灯能在有人经过时自动开启，过一会儿以后自动关闭，应该在自动控制电路中使用下述传感器的哪一种（ ）

A．光传感器 B．压力传感器 C．温度传感器 D．声音传感器

二、填空题（共4题）

16．如图甲所示，为热敏电阻的R－t图像，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，继电器的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0V，内阻可以不计。图中的“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________（填“A、B端”或“C、D端”）。

(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的阻值应调节为________Ω。

17．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．

18．电阻应变片

（1）电阻应变效应：金属导体在外力作用下发生机械形变时，其电阻也随之变化的现象。

（2）电阻应变片：电阻应变片有金属电阻应变片和_____，半导体电阻应变片的工作原理是基于半导体材料的_____。

（3）电阻应变片能够把物体形变这个力学量转换为_____这个电学量。

19．(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。如图所示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___________（填“增强”或“减弱”）。

(2)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的关系图线。

①实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围）、滑动变阻器B（阻值范围）、电动势为的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。该同学做实验时，滑动变阻器选用的是___________（填“A”或“B”）；请在图乙的方框中画出该实验的电路图_________。

②将该小灯泡接入如丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为，电源电动势为，则此时小灯泡的电功率为___________W，电源的内阻为___________。

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．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?

22．电磁继电器在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一、模拟电路如图所示，其中A为电磁继电器，B为照明电路，C为路灯，D为光敏电阻（白天光照强时，电阻变小；夜晚光照弱时，电阻变得很大）。请你将电路连接完整，达到白天灯熄、夜晚灯亮的效果。（连线时导线不能交叉）

23．下图是一个声光控节能灯座及其电路板，你能判断出电路板上哪个是光敏电阻，哪个是声敏电阻元件吗？

参考答案：

1．C

2．A

3．B

4．C

5．C

6．D

7．B

8．C

9．A

10．D

11．B

12．D

13．C

14．D

15．D

16．     A、B端     260

17．     传感器；     控制器；

18．     半导体电阻应变片     压阻效应     电阻

19．     增强     A          0.75     1.67

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．（1）100Ω；（2）0.018W

22．

23．

由图可知A为电容，B为声敏电阻元件，C为光敏电阻，D为芯片。