2020-2021学年1 认识传感器巩固练习

5.1认识传感器同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．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

2．当你走近某些宾馆、酒店的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上．你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息(　　)

A．温度 B．紫外线 C．可见光 D．红外线

3．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时(　　)

A．RM变大，且R越大，U增大越明显

B．RM变大，且R越小，U增大越明显

C．RM变小，且R越大，U增大越明显

D．RM变小，且R越小，U增大越明显

4．下列关于传感器的说法正确的是（）

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．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的

D．以上说法都不正确

5．关于传感器，下列说法正确的是（　　）

A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的

B．金属材料不可以制成传感器

C．传感器主要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

6．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

7．每当地震发生后，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

8．用电流传感器可以清楚地演示一些电学组件对电路中电流的影响.如图所示，在电路中接入电感线圈，闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图像会是图中的（）

A．

B．

C．

D．

9．定值电阻R1与滑动变阻器R2采用如图方式接在电动势为E，内阻为r的电源上，利用电压传感器和电流传感器研究R2上的电压与电流变化关系．当自下向上滑动R2上的滑片时，通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后，在屏幕上得到的U-I图像应为下图中的（   ）

A．

B．

C．

D．

10．为了做好新冠疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪是一种利用红外线来测量体温的设备，被测人员辐射出的红外线可被测温仪捕捉，并转变成电信号。下列与红外测温仪属于同类传感器的是（　　）

A．饮水机中自动控制加热和保温的温控器

B．走廊照明灯的声控开关

C．火灾红外报警器

D．电子体重计的压力传感装置

11．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

12．关于传感器，下列说法中正确的是（       ）

A．干簧管是能够感知电场的传感器

B．所有传感器的材料都是由半导体材料制成的

C．霍尔元件是一种把磁感应强度转换为电压的元器件

D．电饭锅中的温度传感器是用两层膨胀系数不同的双金属片制成的

13．酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车的现场检测，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，显示仪表的示数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r'的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，关于电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系，正确的是（　　）

A．U越大，表示c越大，U与c成正比

B．U越大，表示c越大，但是U与c不成正比

C．U越大，表示c越小，U与c成反比

D．U越大，表示c越小，但是U与c不成正比

14．楼道灯的声控开关，主要原理是将声音信号转换为电信号，下列常见的数码产品中应用了这种传感器技术是（   ）

A．收音机 B．话筒 C．扬声器 D．耳机

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.

17．为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯的控制电路相接．当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是________信号，经传感器转换后，输出的是________信号．

18．如图所示为电容式位移传感器的示意图，物体沿左右方向运动时，电容将发生变化．如果实验测量出电容器的电容变大，那么被测物体向______运动（填写“左”或“右”）;如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料，当物体沿左右方向运动时，传感器的灵敏度___________．（填写“变大” “不变”或“变小”,灵敏度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标化量大小之比．）

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）

20．参考“信息浏览”中所列的敏感元件，到电子元件市场调查有哪些敏感元件可以用来做传感器。观察各种敏感元件，了解它们的型号、价格和用途，写一份调查报告，并与同学交流。

21．用塑料薄膜做成的育秧棚，往往会因棚内湿度过高而影响秧苗的正常生长，因此需要一个能指示棚内湿度的简单仪器，以便及时排湿，保证育好秧苗．如图所示是育秧棚湿度传感器的原理图，其中由湿敏电阻、滑动变阻器和定值电阻、组成测湿电桥．当相对湿度正常时，阻值很大；当育秧棚内的相对湿度增大到较高时，的阻值减小．

（1）当育秧棚的湿度正常时，a、b两点哪一点的电势高？

（2）如何调高棚内的湿度？

22．动圈式话筒的内部结构如图所示，该装置能够将声信号转化为电信号流），再经扩音器放大后传给扬声器。

（1）请尝试解释动圈式话筒将声信号转化为电信号的工作原理。

（2）如果这类动圈式话筒出现了故障，故障最有可能出现在什么地方？如何检测并排除故障？

23．某同学想把弹簧振子振动位移的变化情况直观地表现出来。他做了一个实验，实验装置如图所示。在陶瓷压电片下挂一个弹簧振子，陶瓷压电片的两极引线与示波器“Y输入”端相连。让弹簧振子振动起来，选择适当的X扫描频率，他会观察到什么现象？分析形成这种现象的原因。

参考答案：

1．A

2．D

3．C

4．B

5．A

6．B

7．A

8．B

9．C

10．C

11．B

12．C

13．B

14．B

15．D

16．     绿灯     红灯

17．     声控     声音     电

18．     左     变大

19．     大于     下     上升

20．

敏感元器件是指它的特性会随着某种（某些）外部条件的变化而变化的元器件。敏感元器件分为两类，一类特性变化是非线性的，如压敏电阻，当电压小于敏感值时，电阻值很大，电压高于敏感值时，电阻很小，一般用在电源的保护电路中。另一类特性变化是接近线性的，用来测量相应的物理量，通常制造成产品，指标规范，参数稳定，称为传感器。如：对温度敏感的温度传感器，对压力敏感的压力传感器等等。

21．（1）当育秧棚的湿度正常时，b点的电势高。

（2）通过调低滑动变阻器的阻值来调高棚内的湿度。

22．

（1）当人对着话筒说话时，以人声通过空气使膜片震动，然后在膜片上的线圈绕组在环绕在永久磁体形成的磁场中运动——切割磁感线，从而产生变化的感应电流，使声音信号转化为随声音变化的电信号，再经放大后，通过扬声器还原成声音。

（2）如果这类动圈式话筒出现了故障，故障最有可能出现在与线圈连接的电路部分。

①无声：直接用万用表电阻挡对音头的两个焊接点进行测量，若电阻值为无穷大，证明音头的音圈内部开路；若与话筒的标称值相同或者相近，说明音圈良好，故障在插头、屏蔽线缆或开关部分，可仔细检查屏蔽线缆中的屏蔽网线和芯线与插头是否脱焊；开关是否有接触不良故障；开关的接线是否脱焊等。查到故障部位后，将其重新焊好即可排除故障。如果是音头的音圈内部开路，通常只有换新。

②音轻、失真：首先旋下话筒的前网罩，将万用表置于R × 1挡，用两表棒碰触音头引出线两端的焊接点，应该听见话筒振动膜发出“喀喀”声。如果声音很微弱，再用R × 100挡测量两焊点之间的电阻值(音圈的直流电阻值)，若电阻值明显小于话筒的标称阻抗值，说明音圈内部存在匝间短路，导致灵敏度下降；如果碰触音头两端的焊接点时振动膜发出明显的“沙沙’，摩擦声，说明音圈或振动膜位置改变，致使音圈与磁钢相碰产生摩擦。若经检测没有发现上述故障，通常是音头磁钢的磁性减弱，这一类故障修理不易，只有更换音头。

③啸叫声：啸叫是话筒的常见故障，除了话筒与扬声器靠得太近而产生“声反馈”外，产生这个故障的原因通常是屏蔽线缆中的屏蔽网线折断，或屏蔽网线与插头焊片的焊接脱落，只有其芯线正常。当话筒的插头插入扩音机的输入插口中时，由于屏蔽线断开未接地，手握话筒时，人体感应或外界干扰信号就会传至扩音机中发生自激振荡而啸叫。这类故障将屏蔽网线重新焊接好即可。

23．

他会观察到：屏幕上显示出一条正弦函数图像。

原因是：陶瓷压电片的工作原理是当电压作用于陶瓷压整片上时，其会随电压和步频率的变化产生机械变形，本题则利用振子上下振动，使陶将压电片产生微小形变，利用示波器读取电压片上的电压变化，从而观察到示波器上生了类似于振动的波形图，从侧面反应了弹簧振子的振动位移情况，并直观的表现出来。