物理选择性必修 第二册5.1 传感器的原理课堂检测

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．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

2．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（　　）

A．非电信息→敏感元件→处理电路→电信息

B．电信息→处理电路→敏感元件→非电信息

C．非电信息→敏感元件→电信息→处理电路

D．非电信息→处理电路→敏感元件→电信息

3．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

4．下列有关传感器的判断正确的是（        ）

A．传感器是将电学量（电压、电流等）转化成非电学量（压力、温度、位移等）的装置

B．把霍尔元件放入磁场中，由于电磁感应现象，在元件的电极间产生感应电动势

C．金属热电阻的电阻率随温度升高而减小

D．干簧管是一种能够感知磁场的传感器

5．关于传感器的下列说法正确的是(　　)

A．传感器的材料可以是由半导体材料制成的，也可以是由金属材料制成的

B．传感器主要通过感知电压的变化来传递信号

C．通常的传感器可以直接用来进行自动控制

D．传感器可以将所有信号转换成电学量

6．关于传感器，下列说法正确的是（　　）

A．金属材料不可以制成传感器

B．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的

C．传感器都是通过感知电阻的变化来传递信号的

D．以上说法都不正确

7．下列关于信息化社会的说法不正确的是(　　)

A．现代信息技术的三大基础是信息的拾取、传输和处理

B．传感器能代替、补充、延伸人的感觉器官功能

C．日光灯的启动器利用了双金属温度传感器

D．光敏电阻传感器无光照射时电路中电流大，有光照射时电路中电流小

8．如图是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器调节到某一定值，实验中观察到当温度升高时灯更亮，下列对该实验现象分析正确的有（　　）

A．电路中电流减小了 B．电路中电流增大了

C．温度升高时，热敏电阻的阻值增大 D．温度升高时，灯泡电阻的阻值减小

9．为了保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控制．为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统．如图是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠近一个铁质齿轮A.齿轮与转动的车轮是同步的，则以下说法正确的是(　　)

A．车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流

B．车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化，产生感应电流

C．车轮转速减慢时，输出电流的周期变小．电流强度也变小

D．车轮转速减慢时，输出电流的周期变大，电流强度也变大

10．如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图．其中S为激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，a、b间接“示波器”（示波器的接入对电路无影响）．水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住．若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示．已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为400Ω．则（ ）

A．有光照射时光敏电阻R1的阻值为800Ω

B．有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1：2

C．有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1：2

D．每lh通过S与R1之间的产品个数为6000个

11．交通警察检测驾驶员是否酒后驾驶时，会让驾驶员朝检测器吹一口气。这种检测器使用的传感器是       （　　）

A．声音传感器 B．电化学传感器

C．压力传感器 D．温度传感器

12．传感器是把非电学量（如温度、速度、压力等）的变化转换为电学量变化的一种元件，自动控制中有着广泛的应用．如图所示是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况．关于两者关系的说法中正确的是（ ）

A．C增大表示h减小 B．C增大表示h增大

C．C减小表示h增大 D．C的变化与h的变化无直接关系

13．如图所示，R为定值电阻，RT为负温度系数热敏电阻，L为小灯泡。当温度降低时（　　）

A．R两端的电压增大 B．电流表的示数增大 C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱

14．温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用金属热电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势，内电阻不计，G为灵敏电流表，其内阻保持不变；R为金属热电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数；当电流表的示数时，金属热电阻的温度是（　　）

A．40℃ B．60℃ C．80℃ D．100℃

15．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．电解液 B．半导体 C．镍铜合金 D．橡胶

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．在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，使用的是______传感器，采集数据绘制B-d图线，得出结论：在螺线管的中间位置一定范围内，磁感应强度______。

18．半导体材料受到光照或者温度升高时，会有更多的________获得能量成为________，同时也形成更多的________，于是________明显地增强。

19．温度传感器是一种将温度变化转化为电学量变化的装置，它通过测量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的测量，其核心部件是由半导体材料制成的热敏电阻，在某次实验中，为了测量热敏电阻在到之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示电路。

其实验步骤如下：

①正确连接电路，在保温容器中加入适量开水；

②加入适量的冰水，待温度稳定后，测量不同温度下热敏电阻的阻值；

③重复第②步操作若干次，测得多组数据。

（1）该小组用多用电表“”档测热敏电阻在下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大；为了准确地进行测量，应换到____档（选填“”、“”）；如果换挡后就用表笔连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：_______，补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是________；

实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图丙的关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的关系_________；

（2）若把该热敏电阻与电源（电动势、内阻不计）、电流表（量程为、内阻）、电阻箱串联起来，连成如图丁所示的电路，用该电阻作测量探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“热敏电阻测温计”。

①电流表刻度较大处对应的温度刻度应该________（填“较大”或“较小”）；

②若电阻箱的阻值取，则电流表处所对应的温度刻度为_____。

三、综合题（共4题）

20．随着科技的发展，传感器技术的滥用问题逐渐显现。如果过度依赖传感器的敏锐性，过分信任其精确度，一旦传感器失效就容易引发事故。例如，通过声音传感器来验证主人的身份进而启动某一系统，但如果遇上因感冒引起声音发生变化导致传感器失效，则可能会出现无法启动系统的情况，如何看待传感器的这一类弊端？

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．如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图．A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在小车上，C为小车的车轮．D为与C同轴相连的齿轮，车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示．若实验显示单位时间的脉冲数为n，累积脉冲数为N，试完成下列问题的解答：

(1)要测小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是哪些？

(2)推导小车速度的表达式．

(3)推导小车行程的表达式．

23．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）

参考答案：

1．D

2．A

3．D

4．D

5．A

6．D

7．D

8．B

9．B

10．D

11．B

12．B

13．C

14．C

15．B

16．     传感器；     控制器；

17．     磁     基本保持不变，可看做匀强磁场

18．     电子     自由电子     空穴     导电性

19．          重新欧姆调零               较小    

20．

对于任何的传感器都有其优缺点，任何高科技的东西都有其弊端，我们应该辩证的去对待，不应该全盘否定，但是我们发现不足之后，要不断的改进，使其更好的服务于人类。

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．(1)车轮的半径R和齿轮的齿数p　(2)   (3)s＝2πRN/p

23．