高中物理5.1 传感器的原理随堂练习题

【优编】物理沪科版选择性必修第二册第1节传感器的原理-1优质练习

一．单项选择

1．下列哪一项不是现代传感器的应用(　　)

A．当你走近自动门时，门会自动打开

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．将自己的银行卡插进自动取款机里能取钱，而不必麻烦银行工作人员

2．如图是一种运动传感器的原理图，系统由A．B两个小盒子组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，B盒装有红外线接收器和超声波接收器．A盒固定在运动的小车上，B盒固定在桌面上．测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒接收到红外线脉冲时开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，计算机自动算出A．B间的距离x1．经过短暂时间T后，系统进行第二次测量，得到A．B间的距离x2．则小车的速度大小为 (    )

A.  B.  C.  D.

3．甲醛对人体的危害非常严重，因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。“创新”小组的同学们设计了甲醛监测设备，原理如图甲所示。电源电压恒为3V，R0为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，污染指数在50以下为轻度污染，50～100间为中度污染，100以上为重度污染，以下分析正确的是（   ）

A. 电压表示数为1V时，属于重度污染

B. 污染指数越小，电压表示数越大

C. 污染指数越大，电路中消耗的总功率越小

D. 污染指数为50时，电压表示数为2.5V

4．某同学做探究变压器工作原理实验时，他用多用电表的欧姆挡正确测量了完全相同的两个螺线管的不同匝数A．B线圈的电阻值分别为12Ω和3Ω，如图所示。某同学先去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉，并将横条放在U形铁芯的左侧上。变压器左边的螺线管A接12V低压交流电源上，右边的螺线管B接一个标称为“3.0V．1.0A”的小灯泡和电阻值可视为无穷大电压传感器。闭合电键S1，断开电键S2后，把横条铁芯慢慢推向右侧，直至与右侧完全闭合。正确说法的是（　　）

A. 线圈A．B的匝数之比是1:4

B. 电压传感器示数为一个定值

C. 穿过螺线管B的最大磁通量在逐渐增加

D. 铁芯完全闭合后再闭合电键S2，小灯泡能正常发光

5．用电流传感器研究自感现象的电路如图甲所示，线圈L中未插入铁芯，直流电阻为R。闭合开关S，传感器记录了电路中电流i随时间t变化的关系图象，如图乙所示，t0时刻电路中电流达到稳定值I。下列说法中正确的是（　　）

A. t=t0时刻，线圈中自感电动势最大

B. 若线圈中插入铁芯，上述过程电路中电流达到稳定值经历的时间小于t0

C. 若线圈中插入铁芯，上述过程中电路达到稳定时电流值仍为I

D. 若将线圈匝数加倍，上述过程中电路达到稳定时电流值仍为I

6．某同学关注到了一条疫情新闻：在沈阳疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，皇姑区民政局基层政权科与门磁设备供应商合力行动，确保智能门磁系统使用无误，他对门磁系统比较感兴趣，于是他自己设计了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压．电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确是（　　）

A．线圈平面与房门平面相互平行

B．当房门缓慢打开时门磁报警系统可能不会报警

C．只有房门向外打开时门磁系统才会报警

D．此种门磁系统装在左右移动的房门上不能起到报警的作用

7．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

8．关于传感器，下列说法中正确的是（   ）

A．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，

B．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，这种传感器的作用是控制电路的通断

C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成这个电阻电学量

D．光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大

9．如图是观察电阻随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(　　)

A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显

B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显

C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显

D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显

10．如图所示，图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=（a．b为大于零的常数），其图象如图2所示，那么图3．图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是

A. ①和③ B. ①和④ C. ②和③ D. ②和④

11．测量体温是新冠疫情防控的一种措施。在许多场合，使用手持测温仪测量体温，该测温仪用到的传感器通常是（   ）

A．气体传感器 B．红外线传感器

C．压力传感器 D．生物传感器

12．自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温各学校都配置了如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位5-6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（　　）

A. 额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异

B. 额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒

C. 红外线是波长比紫外线短的电磁波

D. 爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的．不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象

13．关于电磁感应的应用，下列说法错误的是（   ）

A．变压器铁芯做成片状是为了减小涡流

B．真空冶炼炉的炉外线圈应通入高频交流电

C．车站和重要场所的安检门可以探测人身携带的金属物品

D．镇流器维持灯管两端有高于电源的电压，使灯管正常工作

14．在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干．手靠近干手机能使传感器工作，是因为 (    )

A．改变了湿度    B．改变了温度

C．改变了磁场    D．改变了电容

15．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图(a)所示，将压敏电阻和一块挡板固定在光滑绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右看做直线运动过程中，电流表示数如图(b)所示，下列判断正确的是(   )

A．从到时间内，小车做匀速直线运动

B．从到时间内，小车做匀加速直线运动

C．从到时间内，小车做匀速直线运动

D．从到时间内，小车做匀加速直线运动

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】【来源】2017-2018学年高中物理选修1-1粤教版第三章 章末质量评估

宾馆的自动门是把人反射出来的红外线转化为电信号，利用了传感器；电饭锅工作当温度达到某特定值时，永磁体与感温磁体开始分离，会自动切断电源，利用了温度传感器；

对一些生活中常见的自动控制元件，要知道其工作原理，比如；电饭煲．楼梯照明灯．电熨斗等．

2．【答案】C

【解析】【分析】

由图求出T时间内小车通过的距离，再由匀速运动的速度公式求解．

【详解】T时间内小车通过的距离为：S=x2-x1, 则小车的速度为： ，故ABD错误，C正确．故选C．

3．【答案】A

【解析】

电压表示数为1V时，电路中电流，可变电阻两端电压UR=U-U0=3V-1V=2V，根据欧姆定律可得：可变电阻连入电路中的阻值，由图象可知，电阻为20Ω时，污染指数为150，属于重度污染，故A正确；由图象可知，污染指数越小，可变电阻的阻值越大，根据串联电路的分压特点可知，可变电阻分担的电压越大，则定值电阻分担的电压越小，即电压表示数越小，故B错误；由图象可知，污染指数越大，可变电阻的阻值越小，电路总电阻越小，根据可知，电源电压不变，总电阻越小，总功率越大，故C错误；由图象可知，污染指数为50时，可变电阻连入电路中的阻值为50Ω，根据串联电路的分压特点： ，即，解得：R0两端电压U0=0.5V，即电压表示数为0.5V，故D错误．故选A．

点睛：此题主要考查的是学生对欧姆定律．串联电路的分压特点的理解和掌握，读懂图象是解决此题的关键．

4．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．根据电阻定律，两个线圈中导线的长度之比等于电阻之比，两性圈的导线长度之比为4:1，则A．B线圈的匝数之比也为4:1，选项A错误;

B．把横条铁芯慢慢推向右侧的过程中，B线圈的漏磁越来越小，电压传感器示数越来越大，选项B错误;

C．把横条铁芯慢慢推向右侧的过程中，螺线管B的漏磁越来越小，穿过的最大磁通量越来越大，选项C正确；

D．两个线圈均有电阻，该变压器不能看作理想变压器，小灯泡实际得到的电压小于3V，小灯泡不能正常发光，选项D错误。

故选C。

5．【答案】C

【解析】

【详解】A．t=t0时刻，线圈中电流稳定，自感现象消失，线圈中没有自感电动势，故A错误；

B．若线圈中插入铁芯，线圈自感系数增大，自感现象延长，所以若线圈中插入铁芯，上述过程中电路中电流达到稳定值经历的时间大于t0，故B错误；

C．线圈中插入铁芯，但线圈的直流电阻不变，所以稳定时电流不变，故C正确；

D．若将线圈匝数加倍，线圈直流电阻增大，稳定时电流减小，故D错误。

故选C。

6．【答案】B

【解析】

A．线圈平面与房门平面相互垂直，故A错误；

B．当房门缓慢打开时，产生的感应电压．电流过低，门磁报警系统可能不会报警，故B正确；

C．只有房门向内．向外打开时，都会产生感应电压．电流，门磁系统都会报警，故C错误；

D．此种门磁系统装在左右移动的房门上也会产生感应电压．电流，能起到报警的作用，故D错误。

故选B。

7．【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】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温度传感器，所以B正确；ACD错误；

故选B。

8．【答案】B

【解析】

试题分析：话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，故A错误；热双金属片传感器和干簧管在电路中相当于开关，可以控制电路的通断，故B正确；霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故C错误；光敏电阻在光照射下其电阻会显著变小，D错误；

考点：考查了传感器的应用

【名师点睛】该题考查常见的传感器的特点与应用，属于对基础知识点的考查，多加积累即可做好这一类的题目

9．【答案】C

【解析】【来源】2012届江苏省高三高考一轮复习第十章第3单元物理试题（带解析)

若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，读数变化不明显，A．B错误；若为热敏电阻，读数将明显变化，C对，D错。

10．【答案】C

【解析】试题分析：电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，由．与得：Q与C成正比，而C与d成反比，则E与d成反比，所以E与Q成正比．则由Q与t关系可得，E与t的关系：选第②；Q随时间t的变化关系为又由于Q与d成反比．所以d与t成线性关系．故选第③

故选C

考点：考查了常见传感器工作原理

点评：运用各公式去寻找变量间的关系，最终得出正确答案．

11．【答案】B

【解析】【来源】2021年1月广东省普通高中学业水平合格性考试物理试题（A卷）

手持测温仪用到的传感器通常是红外线传感器。

故选B。

12．【答案】A

【解析】

【详解】A．任何物体都要向外辐射红外线，温度不同物体辐射的红外线也不同，A正确；

B．红外线没有杀毒作用，B错误；

C．红外线的波长比紫外线的波长长，C错误；

D．“热辐射是一份一份的．不连续的”观点，是普朗克最先提出来的，D错误。

故选A。

13．【答案】D

【解析】【来源】陕西省渭南市韩城市2018-2019学年高二（下)期末物理试题

【详解】

A.变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以增大电阻，减小涡流。故A正确；

B.真空冶炼炉外中的线圈通有高频电流，从而在线圈中产生很强的变化的电磁场，最终导致炉内金属产生涡流，使其达到很高的温度。故B正确；

C.安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品，原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到。即是利用电磁感应的原理来工作的。故C正确；

D.镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，故D错误。

本题选错误的，故选D.

14．【答案】D

【解析】【来源】2012届江苏省高三高考一轮复习第十章第3单元物理试题（带解析)

解析：根据自动干手机工作的特征，手靠近电热器开始工作，手撤离电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容．手靠近时相当于连接一个电容，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容．用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于湿度．温度的变化而工作就成了室内烘干机．

15．【答案】D

【解析】【来源】2012-2013学年吉林省四校协作体高二下学期期中考试物理试卷（带解析)

试题分析：在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，根据牛顿第二定律可知，小车做变加速运动，故AB错误；在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，故C错误，故D正确；故选：D．

考点：牛顿第二定律的应用.