暑假作業(yè)09 傳感器（原卷版）-2025版高二物理暑假作業(yè)

限時(shí)練習(xí)：90min完成時(shí)間：月日天氣：作業(yè)09傳感器一、1．傳感器的核心元件(1)敏感元件：相當(dāng)于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(yīng)(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的．(2)轉(zhuǎn)換元件：是傳感器中能將敏感元件輸出的與被測物理量成一定關(guān)系的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的電子元件．(3)轉(zhuǎn)換電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的不易測量的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測量的電學(xué)量，如電壓、電流、電阻等．2．傳感器的工作原理傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓、電流、電荷量等．這些輸出信號是非常微弱的，通常要經(jīng)過放大后再輸送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動(dòng)作．傳感器的工作原理如下所示：eq\x(非電學(xué)量)→eq\x(敏感元件)→eq\x(轉(zhuǎn)換元件)→eq\x(轉(zhuǎn)換電路)→eq\x(電學(xué)量)二、利用傳感器制作簡單的自動(dòng)控制裝置實(shí)驗(yàn)1門窗防盜報(bào)警裝置1.實(shí)驗(yàn)器材和裝置干簧管作為傳感器，用于感知磁體磁場是否存在．繼電器(虛線框部分)作為執(zhí)行裝置．發(fā)光二極管LED作為電路正常工作提示，R為發(fā)光二極管的限流電阻，起保護(hù)作用．蜂鳴器H作為報(bào)警提醒．電路設(shè)計(jì)如圖．2．電路工作原理當(dāng)門窗緊閉時(shí)，磁體M靠近干簧管SA，干簧管兩簧片被磁化相吸，繼電器接通而工作．當(dāng)門窗開啟時(shí)，磁體離開干簧管，干簧管失磁斷開，繼電器被斷電，動(dòng)觸點(diǎn)c與常閉觸點(diǎn)b接通，蜂鳴器H發(fā)聲報(bào)警．3．實(shí)驗(yàn)操作(1)檢查干簧管．用磁體直接靠近干簧管，觀察干簧管簧片能否正常動(dòng)作．(2)連接電路．連接電路前，要檢查其他元件是否也能正常工作．(3)接通電源后，將磁體靠近和離開干簧管，分別觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．實(shí)驗(yàn)2光控開關(guān)1．實(shí)驗(yàn)器材和裝置光敏電阻完成光信號向電信號的轉(zhuǎn)變．晶體三極管將電流進(jìn)行放大，同時(shí)具有完成斷路和接通的開關(guān)作用．發(fā)光二極管LED模仿路燈．電路設(shè)計(jì)如圖甲．為了能夠驅(qū)動(dòng)更大功率的負(fù)載，需用繼電器來啟、閉另外的供電電路，如圖乙所示．2．電路工作原理(1)光較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值小，三極管不導(dǎo)通，繼電器斷路，處于常開狀態(tài)，小燈泡L不亮．(2)光較弱時(shí)，光敏電阻阻值變大，三極管導(dǎo)通，產(chǎn)生較大的集電極電流，點(diǎn)亮發(fā)光二極管或驅(qū)動(dòng)繼電器吸合，點(diǎn)亮小燈泡L.3．實(shí)驗(yàn)操作(1)連接電路，檢查無誤后，接通電源．(2)用白光照射光敏電阻，調(diào)節(jié)R1，使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光．(3)減弱光敏電阻的光照強(qiáng)度，當(dāng)光減弱到某種程度時(shí)，發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光．(4)讓光照加強(qiáng)，當(dāng)光照強(qiáng)到某種程度時(shí)，發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅．一、單選題1．傳感器廣泛應(yīng)用在機(jī)器人、無人駕駛、智能制造等方面，以下關(guān)于傳感器元件的說法正確的是（

）A．光敏電阻能把光照強(qiáng)度這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，其阻值隨著光照強(qiáng)度的增大而增大B．金屬熱電阻和熱敏電阻都能把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，它們的阻值都會(huì)隨著溫度的升高而增大C．電阻應(yīng)變片能把物體形變這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，物體表面拉伸時(shí)，貼在其表面的應(yīng)變片阻值變大D．電容式位移傳感器能把物體位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量2．關(guān)于傳感器及其應(yīng)用，下列說法中正確的是（

）A．霍爾元件是把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個(gè)電學(xué)量B．干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的，在電路中能起到開關(guān)的作用C．熱敏電阻能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，但是金屬熱電阻不能D．電阻應(yīng)變片是利用金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)制成的，即金屬絲受拉力時(shí)電阻變小，受壓力時(shí)電阻變大3．當(dāng)今，人工智能迅猛發(fā)展，形形色色的傳感器是人工智能的基礎(chǔ)。如圖所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的測量材料豎直方向尺度隨溫度變化的傳感器裝置示意圖，平行板電容器上極板固定，下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng)，兩極板始終跟電源相連。若材料溫度變化時(shí)，極板上所帶電荷量增加，則（）A．電容器電容變小 B．極板間電場強(qiáng)度不變C．極板間電勢差變小 D．材料豎直方向尺度增大4．動(dòng)車上裝有煙霧報(bào)警裝置，其原理如圖所示，M為煙霧傳感器，其阻值隨著煙霧濃度的改變而變化，N為定值電阻，滑動(dòng)變阻器的滑片P已調(diào)整至合適位置，電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻恒定不變。當(dāng)車廂內(nèi)有人抽煙時(shí)，煙霧濃度增大，導(dǎo)致N兩端的電壓增大，裝置發(fā)出警報(bào)。下列說法正確的是（）A．煙霧濃度增大時(shí)，的阻值減小B．煙霧濃度增大時(shí)，通過滑動(dòng)變阻器的電流增大C．滑片P向右移動(dòng)可以提高報(bào)警靈敏度D．煙霧濃度增大時(shí)，煙霧傳感器消耗的功率一定增大5．某磁敏電阻R的阻值隨外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增大而增大。有一位同學(xué)利用該磁敏電阻設(shè)計(jì)了一款可以測量小車加速度的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示，條形磁鐵的左、右兩端分別連接兩根相同的輕質(zhì)彈簧，兩彈簧的另一端固定在小車兩側(cè)的豎直擋板上，磁鐵可以相對小車無摩擦左右移動(dòng)。下列說法正確的是（）A．小車向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，電流表示數(shù)變大B．小車向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，電壓表示數(shù)變小C．小車向左做加速度逐漸增大的加速直線運(yùn)動(dòng)過程中，電流表示數(shù)變大D．小車向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的過程中，電壓表示數(shù)變小6．某光敏電阻RT沒有受到光照射（或光較暗）時(shí)，阻值較大，有光照射時(shí)，阻值較小?，F(xiàn)利用該光敏電阻、低壓電源和電磁繼電器設(shè)計(jì)了自動(dòng)控制電路，如圖所示。下列說法正確的是（）A．白天流過R1的電流小于晚上流過R1的電流B．白天流過R3的電流小于晚上流過R3的電流C．該電路能實(shí)現(xiàn)燈泡白天亮，晚上不亮的功能D．若將低壓電源正負(fù)極調(diào)換，則該控制電路無法完成自動(dòng)控制功能7．如圖甲所示，半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器利用了半導(dǎo)體材料的“壓阻效應(yīng)”。圖乙是某一壓力傳感器電阻R隨壓力F變化的圖像。下列說法正確的是（）A．該傳感器的工作原理是將電學(xué)量轉(zhuǎn)化為力學(xué)量B．隨著壓力的增大，傳感器的電阻不斷增加C．壓力為1N時(shí)曲線的斜率約為29kΩ/ND．小于1.5N的區(qū)間內(nèi)傳感器的靈敏度較大8．學(xué)們設(shè)計(jì)的一種光電煙霧報(bào)警器的結(jié)構(gòu)和原理如圖1和圖2所示。光源S向外發(fā)射某一特定頻率的光束，發(fā)生火情時(shí)有煙霧進(jìn)入報(bào)警器內(nèi)，由于煙霧對光的散射作用，會(huì)使部分光改變方向進(jìn)入光電管C從而發(fā)生光電效應(yīng)，于是有電流輸入報(bào)警系統(tǒng)，電流大于I0（I0小于飽和光電流）就會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于圖2所示位置、煙霧濃度為n時(shí)恰好報(bào)警。假設(shè)煙霧濃度越大，光電管接收到的光子個(gè)數(shù)越多。下列說法正確的是（

）A．光電煙霧報(bào)警器利用了光的衍射B．根據(jù)光電煙霧報(bào)警器的工作原理，在水霧大的情況下報(bào)警器不會(huì)報(bào)警C．為提高光電煙霧報(bào)警器的靈敏度，可以將滑片P向右移動(dòng)少許D．為降低光電煙霧報(bào)警器的靈敏度，可提高光源的發(fā)射功率，即把光源調(diào)亮二、多選題9．如圖所示是一種常見的身高體重測量儀，其工作原理為：頂部發(fā)射波速為340m/s的超聲波，經(jīng)反射后返回頂部發(fā)射處，從而記錄時(shí)間間隔。測量儀底部有一質(zhì)量為2kg的測重面板置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比。當(dāng)測重面板上沒有站人時(shí)，測量儀記錄的時(shí)間間隔為0.015s，此時(shí)輸出電壓為U0=0.4V；當(dāng)某同學(xué)站上測重面板時(shí)，測量儀記錄的時(shí)間間隔為0.005s，輸出電壓為12V，則（

）A．該同學(xué)的身高為1.75m B．該同學(xué)的身高為1.70mC．該同學(xué)的質(zhì)量為60kg D．該同學(xué)的質(zhì)量為58kg10．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小。校園藝術(shù)節(jié)上有一位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在水平光滑絕緣小車上，中間放置一個(gè)絕緣重球，小車在水平面內(nèi)向右做直線運(yùn)動(dòng)的過程中，電流表示數(shù)如圖乙所示，時(shí)間內(nèi)小車向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是（）A．小車速度越大，電流表示數(shù)越大B．在到時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．該裝置不適宜判斷小車向右減速的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D．在到時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)11．如圖所示為一種體重秤的原理圖，它主要構(gòu)成有：壓力杠桿AB、固定在AB正中間的水平踏板、壓力傳感器R（一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻）、顯示體重的儀表G（其實(shí)質(zhì)是電流表，內(nèi)阻）。已知壓力傳感器的電阻R與其所受壓力F的關(guān)系為（均為國際單位），踏板和杠桿AB的質(zhì)量不計(jì)，已知電源的電動(dòng)勢為6.0V，不計(jì)電源內(nèi)阻，取，可知（）A．該體重秤的零刻度線應(yīng)標(biāo)在儀表G刻度盤的2mA處B．儀表G的示數(shù)為25mA時(shí)，靜止在踏板上的人體重為48kgC．體重為80kg的人靜止在踏板上時(shí)，儀表G的示數(shù)為60mAD．如果將儀表G的刻度盤換成體重的刻度盤，刻度是不均勻的12．某力敏電阻的阻值隨著壓力的增大而線性減小。一同學(xué)利用該力敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車在水平方向上運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置。其工作原理如圖甲所示，將力敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，之間放置一個(gè)光滑絕緣重物M，重物與擋板之間通過輕彈簧連接。某次實(shí)驗(yàn)中，電壓表示數(shù)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示，已知時(shí)間內(nèi)，小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（??）A．0~t1時(shí)間內(nèi)，彈簧處于原長狀態(tài)B．t1~t2時(shí)間內(nèi)，小車的加速度隨時(shí)間不是均勻變化C．t1~t2時(shí)間內(nèi)，小車做變速直線運(yùn)動(dòng)D．t2~t3時(shí)間內(nèi)，小車可能向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)一、單選題1．如圖所示為蘋果自動(dòng)分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)分揀為大蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在壓力傳感器R1上。R1所受壓力越大阻值越小，當(dāng)R2兩端電壓超過某一值時(shí)，使控制電路接通，電磁鐵吸動(dòng)分揀開關(guān)的銜鐵。該控制電路中包含保持電路，能夠確保蘋果在分揀板上運(yùn)動(dòng)時(shí)電磁鐵始終保持吸動(dòng)狀態(tài)。下列說法正確的是（）A．為了選出質(zhì)量更大的蘋果可以增加纏繞電磁鐵線圈的匝數(shù)B．為了選出質(zhì)量更大的蘋果可以將電源A的輸出電壓減小C．為了選出質(zhì)量更大的蘋果可以增大R2的阻值D．質(zhì)量大的蘋果將進(jìn)入上通道2．某同學(xué)設(shè)計(jì)的散熱排風(fēng)控制電路如圖所示，M為排風(fēng)扇，是半導(dǎo)體熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小，R是可變電阻?？刂崎_關(guān)電路具有下列特性：當(dāng)電壓表示數(shù)小于某一數(shù)值U時(shí)，控制開關(guān)處于斷路狀態(tài)；當(dāng)電壓表示數(shù)大于U時(shí)，控制開關(guān)接通電路，M開始運(yùn)轉(zhuǎn)。電路兩端的電壓恒定，下列說法中正確的是（）A．環(huán)境溫度升高時(shí)，電壓表示數(shù)變小B．可變電阻R阻值調(diào)大時(shí)，電壓表示數(shù)變大C．可變電阻R阻值調(diào)小時(shí)，排風(fēng)扇開始工作的臨界溫度降低D．若用金屬熱電阻代替半導(dǎo)體熱敏電阻，電路仍能正常工作3．如圖所示為一個(gè)簡易的高溫報(bào)警器原理圖。為熱敏電阻，S為斯密特觸發(fā)器，其工作特點(diǎn)為當(dāng)A端電勢上升到高電勢1.6V時(shí)，Y端從高電勢跳到低電勢0.25V；當(dāng)A端電勢下降到低電勢0.8V時(shí)，Y端從低電勢跳到高電勢3.4V。已知蜂鳴器的工作電壓為3~5V，下列說法正確的是（）A．A端為高電勢時(shí)蜂鳴器報(bào)警B．溫度升高，熱敏電阻阻值增大C．滑片P向b端移動(dòng)，可提高溫度報(bào)警器的報(bào)警溫度D．若無斯密特觸發(fā)器，可通過將與調(diào)換位置實(shí)現(xiàn)同樣的功能二、多選題4．圖甲為交警正在用氣體酒精濃度測試儀查酒駕的情景，圖乙為氣體酒精濃度測試儀的原理圖，為氣敏電阻，其阻值隨氣體中酒精濃度的增大而減小，為報(bào)警器的電阻（阻值不變），大于電源內(nèi)阻，當(dāng)報(bào)警器兩端的電壓達(dá)到一定值時(shí)，報(bào)警器報(bào)警測試儀使用前應(yīng)先調(diào)零，即當(dāng)氣體中酒精濃度為0時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為，調(diào)零后的滑片位置保持不變.測試時(shí)，當(dāng)氣體酒精濃度達(dá)到酒駕指定濃度時(shí)，電壓表示數(shù)增大為U，報(bào)警器報(bào)警。當(dāng)一位酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時(shí)，下列說法正確的是（）A．當(dāng)兩端的電壓減小時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警B．電源的輸出功率增大C．移去電壓表，報(bào)警時(shí)氣體酒精濃度比指定的濃度小D．若不小心將的滑片向下移了一些，報(bào)警時(shí)氣體酒精濃度比指定的濃度大5．某加速度傳感器的原理示意圖如圖所示，其被固定在被測對象的水平面上。傳感器中的電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻均恒定，滑動(dòng)變阻器的滑片到滑動(dòng)變阻器兩端的阻值與它到滑動(dòng)變阻器兩端的距離成正比，滑片與滑塊（質(zhì)量恒定）固定在一起，它們可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧拉著。滑塊處于平衡狀態(tài)時(shí)，滑片恰好位于滑動(dòng)變阻器中央，此時(shí)電壓表指針也恰好指在刻度盤的中央。下列說法正確的是（

）A．當(dāng)滑塊具有圖示方向的加速度a時(shí)，電壓表的指針將向左偏轉(zhuǎn)B．當(dāng)電壓表的指針指在零刻度時(shí)，滑塊的加速度方向一定沿圖示方向相反C．滑塊的加速度大小與電壓表指針的刻度成正比D．滑塊的加速度大