人教版 (2019)选择性必修 第二册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，下列说法正确的是 (　   　)

A．所有传感器都是由半导体材料制成的

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．水银温度计是一种传感器

3．下面哪一项不是现代传感器的应用（　　）

A．将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱，而不必麻烦银行工作人员

B．电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人

C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦

D．当你走近自动门时，门会自动打开

4．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．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号

C．传感器都是通过感知电压的变化来传递信号的

D．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的

5．当你走近豪华宾馆、酒楼的大门时，门就自动为你打开；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．运动

C．人 D．光线

6．下列说法正确的是（　　）

A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器

B．大多数传感器是以化学原理为基础制成的

C．物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出

D．物理传感器利用的是物质的物理性质或物理效应

7．图为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有 险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是（ ）

A．小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡

B．半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡

C．绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻

D．半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃

8．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，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．生物传感器 B．红外传感器 C．温度传感器 D．压力传感器

9．2008年5月12日我国四川省汶川县发生了8.0级的大地震，救援队员用多种生命探测仪搜寻废墟下幸存者发出的具有生命迹象的信息．有一种生命探测仪与自动门、家电遥控系统应用的是同一种类型的传感器．这种传感器是（        ）

A．湿度传感器 B．气体传感器

C．红外传感器 D．压力传感器

10．某种酒精测试仪是利用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，如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是（       ）

A．越小，表示越大，与成反比

B．越小，表示越大，与不成反比

C．越小，表示越小，与成正比

D．越大，表示越大，与不成正比

11．如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（　　）

A．距离变化 B．正对面积变化

C．介质变化 D．电压变化

12．传感器可将非电学量转换为电学量，起自动控制作用．如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机中有光传感器……演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是(　　)

A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化

B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化

C．物体M不动时，电路中没有电流

D．物体M不动时，电压表没有示数

13．人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例，下列说法中不正确的是（　　）

A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例

B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例

C．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确

D．人在沐浴之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确

14．关于传感器，下列说法正确的是

A．霍尔元件能把光学量转化为电学量

B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的

C．话筒中的传感器将电信号转化成声音信号

D．传感器是把非电信号转换为电信号的主要元件

15．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，这样显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪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）——浓度曲线如图所示，请判断，电压表示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系正确的是 （     ）

A． B．

C． D．

二、填空题（共4题）

16．如图所示电路是利用DIS实验来测定电动机的效率，图中方框内的实验仪器分别是A：_______、B：_______、C：_______。

17．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；刚好醉驾时应刻在电压刻度线为___________V处。（计算结果取三位有效位数）

18．全面了解汽车的运行状态（速度、水箱温度、油量）是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，某同学自制了一种测定油箱内油量多少或变化多少的装置。如图所示，其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端。该同学在装置中使用了一只电压表（图中没有画出），通过观察电压表示数，可以了解油量情况。已知R'》R， 你认为电压表应该接在图中的_________两点之间，按照你的接法请回答∶当油箱中油量增大时，电压表的示数将_________（填“增大”或“减小”）。

19．图所示是利用DIS测定电动机效率的电路，试完成下列问题：

（1）图中方框A、B、C分别为：_______、___________、_____________；

A，B，C（选填“电压传感器”、“电流传感器”和“数据采集器”）；

（2）在实验中，通过B、C测得的物理量的数值分别是X、Y，电动机的内阻为r，则此时电动机的输入功率的表达式P入=______；

（3）在实验中，电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度，则电动机的效率η=________。（重力加速度为g）

三、综合题（共4题）

20．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。

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．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。

参考答案：

1．D

2．B

3．A

4．B

5．D

6．D

7．B

8．C

9．C

10．D

11．A

12．B

13．B

14．D

15．B

16．     电流传感器     电压传感器     数据采集器

17．     30     2.40     3.20

18．     b、c     减小

19．     数据采集器     电压传感器     电流传感器     XY     或

20．

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。

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．

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。