沪科版 (2019)选择性必修 第二册5.1 传感器的原理练习题

【基础】物理沪科版选择性必修第二册第1节传感器的原理-2作业练习

一．单项选择

1．下列物理量中是电学量的是(　 　)

A. 红外线    B. 位移    C. 酸碱度    D. 电压

2．办公楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，原因是该大门安装了(    )

A．声音传感器    B．红外传感器

C．温度传感器    D．压力传感器

3．压敏电阻能够把压力这个力学量转换为电阻这个电学量，压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，R为定值电阻，电流表示数随时间变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（    ）

A．0～时间内，升降机可能匀速运动

B．0～时间内，升降机一定匀速上升

C．～时间内，升降机可能匀速上升

D．～时间内，升降机一定匀加速上升

4．电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使温度总与设定的相差不多。在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同。进行这样的控制，靠的是

A. 力传感器    B. 光传感器    C. 位移传感器    D. 温度传感器

5．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，在下图所示的电路中，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）ˉˉ浓度 曲线如图所示，请判断，电压表示数与一氧化碳浓度 C 之间的对应关系正确的是（_____）

6．许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺．在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，这种检测方法使用的传感器，应为传感器中的哪一类(　　)

A．物理传感器    B．化学传感器

C．生物传感器    D．温度传感器

7．某种角速度计，其结构如图所示．当整个装置绕轴OO′转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号．已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k．自然长度为l，电源的电动势为E．内阻不计．滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，当系统以角速度ω转动时，则(　　)

A．电路中电流随角速度的增大而增大

B．电路中电流随角速度的增大而减小

C．弹簧的伸长量为x＝

D．输出电压U与ω的函数式为U＝

8．电子秤使用的是超声波(   )

A. 传感器    B. 温度传感器    C. 力传感器    D. 光传感器

9．某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两相互绝缘的金属极板。当对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，在P．Q间距增大过程中(    )

A. P．Q两板构成电容器的电容增大

B. P板电荷量增大

C. M点的电势比N点高

D. M点的电势比N点低

10．传感器是把非电学量如速度．温度．压力等的变化转换成电学变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用，如图所示是一种测量液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体之间形成一个电容器，从电容大小的变化就能反映液面的升降情况。当测得电容值减小，可以确定h将　　

A．增大

B．减小

C．不变

D．无法判断

11．3．如图，电阻R．电容C和电感L并联后，接入输出电压有效值．频率可调的交流电源。当电路中交流电的频率为时，通过R．C和L的电流有效值恰好相等。若将频率降低为，分别用．和表示此时通过R．C和L的电流有效值，则：(        )

A.     B.     C.     D.  

12．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步.下列说法错误的是(  )

A. 甲图中,这是录音机的录音电路原理图,当录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场

B. 乙图电路中,开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花

C. 丙图中,在真空冶炼炉中,可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金

D. 丁图中,钳形电流表是利用电磁感应原理制成的,它的优点是不需要切断导线,就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小

13．图是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图.门打开时，红外光敏电阻受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源（红外线源没有画出），经实际试验，灯的亮．灭能反映门的开．关状态.与门关闭时相比，门打开时两灯的发光情况以及两端的电压变化情况分别是（  ）

A．红灯亮，变大

B．绿灯亮，变大

C．绿灯亮，变小

D．红灯亮，变小

14．许多楼道灯具有这样的功能，天黑时，出现声音就开启，而在白天时，即使有声音它也没有什么反应。它的控制电路中接入的两个传感器是(　　)

A. 温度传感器和声传感器

B. 温度传感器和力传感器

C. 光传感器和力传感器

D. 光传感器和声传感器

15．如图所示是利用电容器测量角度的传感器示意图.当动片和定片之间的θ角度发生变化时，电容C便发生变化，测出C的变化情况，就可知道θ的变化情况.如图所示的四个图像中能正确反映C和θ间函数关系的是（   ）

A．

B．

C．

D．

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】A．红外线属于光学的物理量，故选项A错误；

B．位移属于力学的物理量，故选项B错误；

C．酸碱度属于化学上的物理量，故选项C错误；

D．电压属于电学物理量，故选项D正确。

点睛：掌握各个物理量属于哪类领域，在学习中注意领会掌握。

2．【答案】B

【解析】【来源】 山东省济南市第一中学2017-2018学年高二下学期期中考试物理试题

办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开；故选B。

【点睛】传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输．处理．存储．显示．记录和控制等要求．它是实现自动检测和自动控制的首要环节．

3．【答案】A

【解析】【来源】山东省临沂市沂南县2017-2018学年高二下学期期中考试物理试题

AB．0～t1时间内，电流不变，则电阻R不变，说明重物对压敏电阻的压力不变，则加速度不变，所以升降机可能匀速运动，可能匀变速运动，故A正确，B错误；

CD．t1～t2时间内，电流随时间增大，则电阻减小，所以压力增大，根据牛顿第二定律可知加速度变化，所以升降机不可能匀速上升，不可能匀加速上升，故C．D错误；

故选A。

【点睛】通过压敏电阻将压力信号转换成电信号，从而根据电路中电表的示数来分析压敏电阻的变化，判断压力的变化，确定升降机的运动状态。

4．【答案】D

【解析】试题分析：传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量．而温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量．

电熨斗在温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为电熨斗使用温度传感器，D正确．

5．【答案】B

【解析】设传感器的电阻为R1，电源的电动势为E，内阻为r，由题意：氧化锡传感器电导（即电阻的倒数）一CO浓度曲线，得到，k是比例系数．又根据欧姆定律得，电压表示数；由数学知识分析，当C增大时，U0增大，C与U0是非线性关系，图象是曲线，而且是增函数．故B正确，ACD错误．故选B．

点睛：对于传感器，关键是理解其工作原理，本题首先要读懂题意，抓住电导与浓度的关系，列出表达式，其次利用欧姆定律研究电压表示数与浓度的关系．

6．【答案】C

【解析】【来源】2018-2019学年高中物理（沪科)选修3-2：章末综合测评4　传感器与现代社会

【详解】

检测三聚氰胺的方法为酶标法，所以其原理应该是利用了生物酶，故应为生物传感器，所以C正确.

7．【答案】D

【解析】【来源】人教版高中物理选修3-2第六章 《传感器》单元测试题

【分析】

当系统在水平面内以角速度ω转动时，电路中电阻保持不变，根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流的变化情况．系统匀速转动时，由弹簧的弹力提供元件A的向心力，根据牛顿第二定律得到角速度ω与弹簧伸长的长度x的关系式．根据串联电路电压与电阻成正比和电阻定律，得到电压U与x的关系式，再联立解得电压U与ω的函数关系式.

【详解】

系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC的总电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，故A．B错误；设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得kx＝mω2(l＋x)，又输出电压U＝，联立两式得 ，，故C错误，D正确；故选D.

8．【答案】C

【解析】根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的大小，故使用的是压力传感器，故C正确；故选C.

9．【答案】C

【解析】电容式话筒与电源串联，其电压保持不变．在P．Q间距增大的过程中，根据电容决定式可知电容减小，又根据电容定义式得知电容器所带电量减小，P极板上电荷量减小，电容器放电，充电电流通过R的方向由M到N．故M点的电势比N点高，故C正确．

10．【答案】B

【解析】【来源】2018学年高中物理选修3-2：期末考试复习题

AB．改变液面高度时只改变了正对面积,若电容C增大时，根据电容的决定式分析正对面积应增大，则知，液面高度h增大，故A正确，B错误；

CD．若电容C减小时，根据电容的决定式分析可知，正对面积应减小，则知，液面高度h减小，故C正确，D错误；

故选AC。

【点睛】金属芯线与导电液体形成一个电容器，液面高度h变化相当于正对面积变化，根据电容的决定式分析电容的变化与高度间的关系。

11．【答案】C

【解析】

12．【答案】B

【解析】试题分析：甲图中，声音振动产生的感应电流经放大后输入到录音磁头，录音磁头根据声音电流的变化产生变化的磁场，而磁带上面的磁粉就会根据产生的磁场来分布，以磁场的方式记录下声音信号，选项A对。乙图电路中，开关断开瞬间，线圈由于自感而产生感应电动势，但由于和灯泡构成的电路是断开的，无法形成闭合回路，没有感应电流，灯泡不会再亮选项B错。丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生变化的磁场，从而在金属矿石中产生涡流发热而熔化，选项C对。丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，根据变压器电流比与匝数成反比，根据电流表和匝数比即可求出导线中交变电流的大小，选项D对。

考点：电磁感应

13．【答案】D

【解析】【来源】人教版 高二 选修3-2 第六章 章末知识测评六

【详解】

门打开时，R3的阻值减小，导致总电阻及R总减小和总电流I总增大，内电压Ur和R1两端的电压 U1均变大，R2两端的电压U2=E-（U1+Ur）减小，通过R3的电流增大，电磁继电器磁性增强，把衔铁吸下，红灯亮，绿灯灭，选项D正确.

故选D

14．【答案】D

【解析】

热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化．当它们起作用时，其电阻的阻值都是变小，而金属电阻则是变大．

15．【答案】A

【解析】【来源】2018-2019学年高中物理（沪科)选修3-2：章末综合测评4　传感器与现代社会

【详解】

根据，因为电容和两块极板之间正对面积的大小是成正比的，而θ的增大使得动片和定片的相对面积减小，所以使得C减小，又θ增大导致相对面积减小是按照线性规律的，所以选A.