5.2傳感器的應(yīng)用 同步練習(xí)（含解析）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁粵教版（2019）選擇性必修二5.2傳感器的應(yīng)用一、單選題1．關(guān)于傳感器，下列說法正確的是（）A．金屬材料不可以制成傳感器B．傳感器都是通過感知電壓的變化來傳遞信號的C．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號D．所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的2．在用位移傳感器做實驗時，下列說法中正確的是（）A．位移傳感器的發(fā)射窗口應(yīng)對準(zhǔn)接收器的信號接收窗口B．位移傳感器的發(fā)射窗口不一定要對準(zhǔn)接收器的信號接收窗口C．連接到數(shù)據(jù)采集器上的是發(fā)射器部分D．實驗開始后，必須先打開發(fā)射器的電源開關(guān)3．將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，然后進行歐姆調(diào)零。如圖所示，將一光敏電阻連在多用電表兩表筆之間，用光照射光敏電阻時表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角為θ'，則可判斷（）A．θ'=θ B．θ'<θC．θ'>θ D．不能確定θ和θ'的關(guān)系4．傳感器已廣泛應(yīng)用于日常生活，下列傳感器能夠?qū)⒘W(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的是（

）A．B．C．D．5．一同學(xué)在使用多用電表測量阻值約為幾十歐姆的電阻時，該同學(xué)選擇了歐姆擋的“”擋位，將兩表筆接在電阻的兩端。則下列說法正確的是（）A．在測量光敏電阻的阻值時，光照越強，多用電表指針偏角越小B．在測量熱敏電阻（溫度越高，阻值越?。┑淖柚禃r，溫度越低，多用電表指針偏角越大C．在測量壓敏電阻（壓力越大，阻值越?。┑淖柚禃r，壓力越大，多用電表指針偏角越大D．在測量磁敏電阻（磁場越強，阻值越?。┑淖柚禃r，磁場越強，多用電表指針偏角越小6．為了做好新冠疫情防控工作，小區(qū)物業(yè)利用紅外測溫儀對出入人員進行體溫檢測。紅外測溫儀是一種利用紅外線來測量體溫的設(shè)備，被測人員輻射出的紅外線可被測溫儀捕捉，并轉(zhuǎn)變成電信號。下列與紅外測溫儀屬于同類傳感器的是（）A．飲水機中自動控制加熱和保溫的溫控器B．走廊照明燈的聲控開關(guān)C．火災(zāi)紅外報警器D．電子體重計的壓力傳感裝置7．在自動控制中，傳感器發(fā)揮著重要作用，它能夠?qū)⒏兄降姆请娦畔⑥D(zhuǎn)換成對應(yīng)的電信息。下列通過測量電阻的變化來確定外界非電學(xué)量變化的敏感元件是（）A．光敏電阻 B．干簧管 C．霍爾元件 D．話筒動圈元件8．位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑片P，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體M位移的大小x。假設(shè)電壓表是理想電表，物體M不動時，滑片P位于滑動變阻器正中間位置，則下列說法正確的是（）A．物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化B．物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C．物體M不動時，電路中沒有電流D．物體M不動時，電壓表沒有示數(shù)9．美國科學(xué)家WillardS。Boyle與GeorgeE．Smith因電荷耦合器件（CCD）的重要發(fā)明榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器。下列可將光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的傳感器為（）A．熱敏電阻 B．電視機遙控接收器C．霍爾元件 D．雙金屬片10．如圖所示是一火警報警器的部分電路示意圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器（溫度越高，其阻值越小），電流表為值班室內(nèi)的顯示器，a、b之間接報警器。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，流過顯示器的電流I2、報警器兩端的電壓U的變化情況是（）A．I2變大，U變大 B．I2變小，U變小C．I2變小，U變大 D．I2變大，U變小11．某學(xué)校新裝了一批節(jié)能路燈如圖甲所示，該路燈通過光控開關(guān)實現(xiàn)自動控制：電燈的亮度可自動隨周圍環(huán)境的亮度改變而改變。如圖乙為其內(nèi)部電路簡化原理圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1為光敏電阻（光照強度增加時，其電阻值減?。．?dāng)隨著傍晚到來光照逐漸減弱時，則下列判斷正確的是（）A．A燈變亮，B燈變暗B．電源的效率變大C．電源內(nèi)阻消耗的功率變大D．R1上電流的變化量等于R0上電流變化量12．酒精測試儀用于對機動車駕駛?cè)藛T是否酒后駕車的現(xiàn)場檢測，它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器。酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化，在如圖所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的示數(shù)就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系。如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻r'的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，關(guān)于電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系，正確的是（）A．U越大，表示c越大，U與c成正比B．U越大，表示c越大，但是U與c不成正比C．U越大，表示c越小，U與c成反比D．U越大，表示c越小，但是U與c不成正比13．目前許多國產(chǎn)手機都有指紋解鎖功能，用的指紋識別傳感器是電容式傳感器，如圖所示。指紋的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。傳感器上有大量面積相同的小極板，當(dāng)手指貼在傳感器上時，這些小極板和正對的皮膚表面部分形成大量的小電容器，這樣在嵴處和峪處形成的電容器的電容大小不同，此時傳感器給所有的電容器充電后達到某一電壓值，然后，電容器放電，電容小的電容器放電較快，根據(jù)放電快慢的不同，就可以探測到嵴和峪的位置，從而形成指紋圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)文中信息，下列說法正確的是（）A．用指紋的照片蒙在傳感器上，也可以實現(xiàn)手機解鎖功能B．手指輕按和重按均可以解鎖，說明形成的電容大小是相同的C．潮濕的手指頭不能形成指紋識，是因為嵴和峪沒有電容差別了。D．在峪處形成的電容器放電較慢14．如圖甲所示為恒壓電源給光敏電阻R供電時，流過此電阻的電流和其所受光照強度的關(guān)系圖像。某同學(xué)利用此光敏電阻設(shè)計了一個臺燈的自動控制電路，如圖乙所示，T為一自耦式變壓器，下列說法正確的是（）A．僅光照變強，R的阻值變大B．僅光照變強，R中的電流變小C．僅滑片P下滑，L中的電流頻率變小D．僅滑片P下滑，T的輸入功率變小15．下列有關(guān)傳感器的說法中錯誤的是（）A．賓館房間的火災(zāi)報警器應(yīng)用了溫度傳感器B．電子秤稱量物體質(zhì)量應(yīng)用了力傳感器C．霍爾元件是將磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)換為電壓的一種磁傳感器D．新冠疫情防控中使用的槍式測溫儀應(yīng)用了紅外傳感器二、填空題16．傳感器正處于由傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段，作為自動控制設(shè)備中不可缺少的元件，已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護、交通運輸、家庭生活等領(lǐng)域。如圖所示為三種電容式傳感器圖甲是測定位移x的傳感器，位移x發(fā)生變化時將引起電容C的變化；圖乙是測定壓力F的傳感器，壓力F發(fā)生變化時將引起電容C的變化；圖丙是測定角度的傳感器，角度θ發(fā)生變化時將引起電容C的變化。其中，圖________（選填“甲”或“乙”）所示的傳感器是通過改變電容器兩極板間的距離而引起電容C變化的。當(dāng)圖丙中的________（選填“增大”或“減小”）時，電容C增大。17．熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護裝置中．圖為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意圖．由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力________(選填“增強”或“減弱”)；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的響應(yīng)更______(選填“敏感”或“不敏感”)．18．某同學(xué)做DIS實驗時用如圖所示的電路，利用該電路可以測量小燈泡的________或者________．19．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計了一個加速度計?；瑝K2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著；靜止時，兩彈簧為自然長度；R為滑動變阻器，4是滑動片。這個裝置實際上是一個加速度傳感器。工作時將框架固定在被測物體上，使彈簧及電阻R均與物體的運動方向平行，當(dāng)被測物體加速運動時，滑塊將在彈簧的作用下，以同樣的加速度運動。通過電路中儀表的讀數(shù)，可以得知加速度的大小。已知兩個電池E的電動勢相同，均為9V，內(nèi)阻不計：滑塊的質(zhì)量為0.6kg，兩彈簧的勁度系數(shù)均為，電阻器的全長9.0cm，被測物體可能達到的最大加速度為，電壓表為指針式直流電壓表（可視為理想電壓表），零刻度在表盤中央（即可顯示正負電壓），當(dāng)P端的電勢高于Q端時，指針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)被測物體的加速度為零時，電壓表的示數(shù)為零；當(dāng)被測物體的加速度達到最大時，電壓表的示數(shù)為滿偏量程。（1）當(dāng)加速度為零時，應(yīng)將滑動片調(diào)到距電阻器左端___________cm處；（2）當(dāng)物體具有圖示方向的加速度a時，電壓表的指針將向零點___________（填“左”、“右”）側(cè)偏轉(zhuǎn)；（3）所給電壓表量程為___________V：當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時，物塊加速度為___________；（4）若將電壓表的表盤換成直接表示加速度大小及方向的刻度盤，則表盤的刻度___________（填“均勻”，“非均勻”）分布。三、解答題20．如圖所示為光電式煙塵濃度計的原理圖，試說明其工作原理。21．研究表明，有些金屬電阻的阻值會隨溫度的變化而變化，物理學(xué)中利用這類金屬的特性可以制成金屬電阻溫度計，它可以用來測量很高的溫度，其原理如圖所示。圖中電流表的量程為0~15mA（不計其電阻），電源電壓恒為3V，R'為滑動變阻器，金屬電阻作為溫度計的測溫探頭，在t≥0℃時，其阻值Rt隨溫度t的變化關(guān)系為Rt=100+0.5t（單位：Ω）。（1）若要把Rt放入溫度為0℃處進行測量，使電流表恰好達到滿量程，即電流為15mA，則此時滑動變阻器R'接入電路的阻值為多大?（2）保持（1）中滑動變阻器R'接入電路的阻值不變，當(dāng)被測溫度為600℃時，電路消耗的電功率為多大?22．如圖所示，圖（a）為熱敏電阻的R-t圖像，圖（b）為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫溫控電路，繼電器線圈的電阻為100Ω。當(dāng)線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電電池的電動勢E=9.0V，不計內(nèi)阻。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。(1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在A、B端還是C、D端？(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50℃，可變電阻R′的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為多少？23．溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨著溫度變化的特性來工作的。如圖（a）所示，電源的電動勢E=9.0V，內(nèi)阻不計；G為靈敏電流計，內(nèi)阻Rg保持不變；RT為熱敏電阻，其電阻阻值與溫度的變化關(guān)系如圖（b）所示。閉合開關(guān)S，當(dāng)R的溫度等20℃時，電流表示數(shù)I1=2mA；當(dāng)電流表的示I2=3.6mA時，熱敏電阻的溫度是多少？24．以下工作中，你認為要用什么傳感器？(1)讓孵化器在一定溫度下孵化禽蛋；(2)電梯超出負載時，發(fā)出報警提示；(3)使汽車排放符合國家標(biāo)準(zhǔn)的尾氣。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C【詳解】AD．傳感器材料分為半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機材料，故AD錯誤；B．傳感器的種類很多，不一定是感知電壓來實現(xiàn)傳遞信號的，故B錯誤；C．話筒是通過聲波的振動，改變電容的大小，從而將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號的，故C正確；故選C。2．A【詳解】AB．位移傳感器的發(fā)射窗口應(yīng)對準(zhǔn)接收器的信號接收窗口。故A正確；B錯誤；C．連接到數(shù)據(jù)采集器上的是接收器部分。故C錯誤；D．實驗開始前，必須先打開發(fā)射器的電源開關(guān)。故D錯誤。故選A。3．B【詳解】光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，開始有光照射，光敏電阻較小，當(dāng)用手掌擋住部分光線，光敏電阻的阻值增大，則電流變小，則電流表指針偏轉(zhuǎn)角度變小，故ACD錯誤B正確。故選B。4．A【詳解】A．應(yīng)變片是能夠把物體形變這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學(xué)量，故A正確；B．干簧管是一種磁控制的開關(guān)，是一種能夠感知磁場的傳感器，故B錯誤；C．熱敏電阻能夠把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量，故C錯誤；D．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量，故D錯誤。故選A。5．C【詳解】A．光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，所以光照越強，阻值越小，多用電表指針偏角越大，故A錯誤；B．熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，溫度越低，電阻越大，多用電表指針偏角越小，故B錯誤；C．壓敏電阻的阻值隨壓力的增加而減小，所以壓力越大，阻值越小，多用電表指針偏角越大，故C正確；D．磁敏電阻的阻值隨磁場強度的增強而減小，所以磁場越強，阻值越小，多用電表指針偏角越大，故D錯誤。故選C。6．C【詳解】溫度測溫儀使用的是紅外線傳感器，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕倪^程，飲水機中自動控制加熱和保溫的溫控器使用的是溫度傳感器，走廊照明燈的聲控開關(guān)使用的是聲音傳感器，電子計重計的壓力傳感器裝置使用的是壓力傳感器，火災(zāi)紅外報警器使用的是紅外線傳感器。故選C。7．A【詳解】光敏電阻可以把光照強度轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量；干簧管能將磁場的變化轉(zhuǎn)化為電路的通斷；霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量的元件；動圈式話筒的動圈，是利用線圈在磁場中切割磁感線，將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號。故選A。8．B【詳解】A．電壓表為理想電表，則電壓表不分流，故觸頭移動時不會改變電路的電阻，也就不會改變電路中的電流，故A錯誤；BCD．電壓表測的是滑片P左側(cè)電阻分得的電壓，故示數(shù)隨物體M的移動亦即觸頭的運動而變化，物塊M不動時，電壓表仍有讀數(shù)，故B正確，CD錯誤。故選B。9．B【詳解】AD．熱敏電阻及雙金屬片都是把溫度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的傳感器，故AD錯誤；B．電視機遙控接收器是將光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的傳感器，故B正確；C．霍爾元件是將磁場的磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的傳感器，故C錯誤。故選B。10．D【詳解】當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，R2的阻值減小，則外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流將增大，由U=E-Ir可知，路端電壓減小，即報警器兩端的電壓U將減??；因總電流I增大，則R1兩端的電壓增大，并聯(lián)部分的電壓減小，則可知流過R3的電流I3減小，流過R2的電流I2=I-I3變大。故選D。11．B【詳解】光照逐漸減弱時，光敏電阻阻值增大，電路總電阻增大，總電流減小，內(nèi)電壓減小，外電壓增大。A．外電壓增大，A燈變亮；支路R0上的電流減小，R0上的電壓減小，又因為外電壓增大，所以B燈電壓增大，所以B燈變亮，故A錯誤；B．因為外電阻變大，根據(jù)可知，電源的效率變大，故B正確；C．因為內(nèi)電壓減小，所以電源內(nèi)阻消耗的功率變小，故C錯誤；D．對于支路R0，有其中、，所以故D錯誤。故選B。12．B【詳解】由題意可知電壓表測的是R0兩端的電壓由此式可以看出U越大，表示c越大，但是U與c不成正比故選B。13．C【詳解】A．用指紋的照片蒙在傳感器上，由于沒有指紋上凸起部分“嵴”和凹下部分“峪”，則不可以實現(xiàn)手機解鎖功能，選項A錯誤；B．手指輕壓和重壓，手指和小極板之間的距離不同，形成的電容大小是不同的，故B錯誤；C．潮濕的手指頭是因為指紋之間被水填充，嵴和峪就不能形成電容差別了，所以不能形成指紋識別，故C正確；D．電容較小的電容器放電較快，在峪處形成的電容器電容較小，所以在峪處形成的電容放電較快，故D錯誤。故選C。14．D【詳解】AB．光敏電阻兩端電壓恒定，光越強，電流越大，根據(jù)歐姆定律，電阻越小。AB錯誤；C．僅滑片P下滑，變壓器不改變頻率，所以L中的電流頻率不變。C錯誤；D．僅滑片P下滑，輸出電壓減小，根據(jù)可知，T的輸入功率變小。D正確。故選D。15．A【詳解】A．賓館房間天花板上安裝的煙霧報警器是利用了煙塵傳感器，A錯誤；B．電子秤稱量物體質(zhì)量是利用了力傳感器，B正確；C．霍爾元件是能夠?qū)⒋鸥袘?yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量的一種傳感器，C正確；D．新冠疫情防控中使用的槍式測溫儀應(yīng)用了紅外傳感器，D正確。故選A。16．

乙

減小【詳解】[1]題圖甲所示的傳感器是通過改變電介質(zhì)板進入電容器兩極板間的長度而引起電容C變化的，題圖乙所示的傳感器是通過改變電容器兩極板間的距離而引起電容C變化的。[2]當(dāng)題圖丙中的減小時，電容器兩極板間正對面積S增大，根據(jù)，可知C增大。17．

增強

敏感【詳解】圖中橫軸表示溫度，縱軸表示電阻，隨著溫度的增加，金屬熱電阻的阻值略微增大，而熱敏電阻的阻值顯著減小，所以這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力增強，相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的影響更敏感；18．

功率

電阻【詳解】[1][2]電壓傳感器A可以測量小燈泡兩端的電壓，電流傳感器B可以測量燈泡的電流，根據(jù)及可以測量功率和電阻。19．

4.5

左

6

5

均勻【詳解】（1）[1]當(dāng)加速度為零時，滑塊應(yīng)處于電阻器的中央位置，電阻器全長為，則應(yīng)將滑動片調(diào)到距電阻器左端處；（2）[2]當(dāng)物體具有圖示方向的加速度時，滑塊所受的彈簧拉力的合力方向向右，滑塊向左移動，根據(jù)順著電流方向電勢降低，可知點電勢低于點電勢，則電壓表的指針將向零點左側(cè)偏轉(zhuǎn)；（3）[3][4]設(shè)加速度最大時，滑塊向左移動的距離為，根據(jù)牛頓第二定律得解得此時電壓表的讀數(shù)為所以電壓表的量程為，當(dāng)電壓表示數(shù)為時，設(shè)此時滑塊移動的距離為，則有解得根據(jù)牛頓第二定律，此時的加速度大小為（4）[5]設(shè)加速度為時，電壓表的讀數(shù)為，則有聯(lián)立解得由于與成正比，所以表盤的刻度均勻。20．見解析【詳