教科版 (2019)选择性必修 第二册3 传感器的应用举例练习题

5.3传感器的应用举例同步练习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．传感器的应用改变了我们的生活，没有传感器，就不可能有现代化的自动控制技术，下列有关传感器的判断正确的是（        ）

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

B．热敏电阻的电压随温度变化而变化

C．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的

D．光敏电阻在有光照射时，电阻会变小

2．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是(　　)A．温度传感器 B．压力传感器

C．声音传感器 D．红外线传感器

3．空调机、电冰箱和消毒柜都使用了（       ）

A．温度传感器 B．红外线传感器 C．生物传感器 D．压力传感器

4．传感器是一种采集信息的重要器件.如图所示是一种压力传感器.当待测压力F作用在可动膜片电极上时，可使膜片发生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（       ）

A．当F向上压膜片电极时，电容将减小

B．当F向上压膜片电极时，电容不变

C．若电流计有示数，则压力F发生变化

D．若电流计有示数，则压力F不发生变化

5．传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示电路为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．下列说法中正确的是（     ）

A．当待测压力增大时，则电容器的电容将减小

B．闭合K，当待测压力增大时，则有向右的电流通过R

C．断开K，当待测压力减小时，则电容器所带的电量减小

D．断开K，当待测压力减小时，则两极板问的电势差增大

6．如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R1能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20…(单位：cm)，则下述说法正确的是(不计工件挡住的时间)()

A．工件加速度为0.1m/s2

B．工件加速度为0.4m/s2

C．当无光照射R1时，光传感器就输出一次高电压

D．当无光照射R1时，光传感器就输出一次低电压

7．关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是 (　　)

A．应变片是由金属导体材料制成的

B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变小；反之，变大

C．传感器输出的是应变片上的电压

D．外力越大，输出的电压差值也越大

8．在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件，某学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性的实验时，安装好如图所示装置，向杯内加入冷水，温度计的示数为20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为60℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是（　　）

A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量

B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量

C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡

D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡

9．生活中离不开物理，物理知识在生活中应用非常广泛，下列说法不正确的是

A．电饭锅是利用力传感器原理

B．光控路灯是利用光敏电阻传感器

C．变压器是利用了互感现象原理

D．电磁炉是利用交流电的涡流现象原理

10．下列情况中，应用了温度传感器的是（   ）

A．商场里的自动玻璃门

B．夜间自动打开的路灯

C．夜间有声音时就亮的楼梯灯

D．自动恒温冰箱

11．下列说法正确的是（　　）

A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁

B．氧化铁在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性

C．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位

D．电饭锅烧水，水开时能自动断电

12．传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量，并把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量（通常是电压、电流等电学量），或转换为电路的通断。空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是（　　）

A．力传感器 B．温度传感器

C．光传感器 D．声传感器

13．下列器件应用光传感器的是

A．话筒 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤

14．下列情况中，应用了温度传感器的是(       )

A．夜间自动打开的路灯

B．商场里的自动玻璃门

C．电视遥控器

D．自动恒温冰箱

15．如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置，则下列说法正确的是

①当有人通过而遮蔽光线时，A、B间的电压增大

②当有人通过而遮蔽光线时，A、B间的电压减小

③当仅增大R2的阻值时，A、B间的电压增大

④当仅减小R2的阻值时，A、B间的电压增大

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

二、填空题（共4题）

16．分体式位移传感器是由发射器和______组成的，发射的是______脉冲信号。反射式位移传感器发射_______脉冲信号。力传感器使用前必须______，作用力必须与传感器内的______始终保持垂直。

17．热敏电阻：用_____材料制成，氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而____

18．说明下列各种场合分别选用的传感器（用代码表示，可重复应用）

常用传感器的类型有：a.红外线（光）传感器     b.温度传感器        c. 声传感器          d. 压力传感器

（1）普通电冰箱中的自动温度控制电路是________．

（2）马路两侧的路灯控制电路是________．

（3）气垫导轨上用的光电门是________．

（4）楼梯灯控制电路是________．

（5）宾馆的自动门是________．

（6）话筒是________．

（7）非接触式体温计是________．

（8）遥控电视机的接收器是________．

19．如图甲是苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在半导体薄膜压力传感器上。的阻值和压力F的关系如图乙所示，越大越灵敏。先调节托盘称压杠杆上的位置，使质量等于分拣标准的大苹果经过托盘秤时，处在最灵敏的压力区间；再调节可调电阻，使两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁。电磁铁具有延时功能，恰好能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态，让大苹果进入下面通道。

（1）说出一种能实现电磁铁延时释放吸动衔铁的方法______________________；

（2）下列选项正确的是____________。

A．观察图甲装置图和图乙的压力—电阻的图像，可以估测出重量大于的苹果都会进入下方通道

B．已经调试好的装置，如果增大传感电路中电源的电动势，分拣出的大苹果质量标准会变小

C．设备处于良好运行状态，如果增大大苹果的质量标准为原来的二倍，则单纯调节使它的阻值适当减小即可

（3）放大电路内没有电源，对外可以简化为三个电极，工作时电流分别从极b和极c流入，极e流出，从极b输入一个较小的电流，就能在极c获得较大的电流，用公式表示为，其中正常工作时是个常数。把这样的放大电路对应接到本装置中，①接极____________，②接极____________，③接极____________，④接极____________。（均填“b”“c”或“e”）

三、综合题（共4题）

20．如图（a）所示是反射式光纤位移传感器的工作原理图，由恒定光强的光源发出的光进入入射光纤，并从入射光纤的出射端射向被测物体，使被测物体反射的光部分被接收光纤接收。由图（b）可知，光纤探头的光照与发射光和接收光的重合面积有关，试讨论光纤探头的光照随物体距离的变化情况。

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，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器R上自由滑动，静止时位于滑动变阻器中央,当系统加速时，敏感元件发生位移，并转化成电信号输出．已知敏感元件的质量为m，两侧弹簧的劲度系数为k，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，静态时输出电压为U0，问如何用输出信号的电压U来表示待测系统的加速度．

22．电熨斗的构造如图所示,其内部装有双金属片温度传感器来控制温度.请结合如图所示结构图分析电熨斗的自动控温原理.

23．光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用．街道路灯自动控制就是应用之一，如图所示电路为模拟电路，其中A为一光敏电阻，B为电磁继电器，C为电流放大器，D为路灯．请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果．

参考答案：

1．D

2．B

3．A

4．C

5．D

6．D

7．D

8．D

9．A

10．D

11．C

12．B

13．B

14．D

15．C

16．     接收器     红外线     超声波     调零     接收器

17．     半导体     减小

18．     b     a     a     a. c     a     c     a     a

19．     在电磁铁的铁芯上用导线缠绕一个两端接通的多匝线圈     B     b     e     c     e

20．

当物体距探头越远，即d越大时，入射光锥和接收光锥的重合面积B′越大，因此进入接收光纤的光越多，所以光纤探头的光照随物体距离的增大而增大。

21．

22．常温下,上、下触点应是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上部金属膨胀大,下部金属膨胀小,则双金属片向下弯曲,使触点分离,从而切断电源,停止加热.温度降低后,双金属片恢复原状,重新接通电路加热,这样循环进行,起到自动控制温度的作用.

23．