高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 认识传感器随堂练习题

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．随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭．洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动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

2．电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是（　　）

甲：电容式触摸屏       乙：电容式压力传感器

丙：电容式油位传感器       丁：电容式加速度传感器

A．甲图中，手指作为电容器一电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上仍能正常操作

B．乙图中，力F增大过程中，电流计中的电流从a流向b

C．丙图中，油箱液位上升时，电容变小

D．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于充电状态

3．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

4．关于传感器的下列说法正确的是(　　)

A．传感器的材料可以是由半导体材料制成的，也可以是由金属材料制成的

B．传感器主要通过感知电压的变化来传递信号

C．通常的传感器可以直接用来进行自动控制

D．传感器可以将所有信号转换成电学量

5．如图是测定位移的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化（   ）

A．电介质进入极板的长度

B．两极板间距

C．两极板正对面积

D．极板所带电量

6．关于传感器的作用，下列说法正确的是（　　）

A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制

B．传感器可以将感受到的一些信息转换为电学量

C．传感器可以将所有感受到的信息都转换为电学量

D．以上说法均不正确

7．如图所示，用小灯泡模仿光控电路，之间为斯密特触发器，为光敏电阻，为可变电阻；为继电器的线圈，为它的常开触点。下列说法错误的是（　　）

A．天色变暗时，端输入高电平，继电器吸引，路灯点亮

B．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把的阻值调大些

C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把的阻值调小些

D．二极管的作用是继电器释放时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路

8．下列说法中不正确的是（　 　）

A．传感器担负着信息采集的任务，是力、温度、光、声、化学成分转化为电信号的主要工具

B．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

C．干簧管是一种磁敏感元件

D．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

9．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

10．近年来，酒驾几乎成为一种“社会公害”。2011年2月25日十一届全国人大常委会在京闭幕，会议通过了刑法修正案，将醉酒驾车列为犯罪。交警用来检测酒驾的酒精测试仪的工作原理如图所示，其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度C成正比，为定值电阻．以下关于电流表的示数I与酒精气体浓度C之间关系的图象，正确的是（       ）

A． B．

C． D．

11．如图所示为一种呼气酒精测试仪的原理图，其中酒精气体传感器的电阻值r′的倒数与接触到酒精气体的浓度c成正比。则下列说法正确的是（　　）

A．电压表的示数无法表示浓度c的变化

B．电压表的示数越大，表示浓度c越小

C．酒精气体传感器把电信息转化成非电信息

D．当醉酒人员对传感器呼气时，电压表示数变大

12．如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是

A．金属热电阻温度升高，其他条件不变

B．金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变

C．光照增强，其他条件不变

D．光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变

13．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＝

14．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．

15．.如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中，b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜，构成了一个电容器，且通过导线与恒定电源两极相接，若声源S做简谐运动，则（　　）

A．a振动过程中，板之间的电场强度不变

B．a振动过程中，板所带的电荷量不变

C．a振动过程中，电路中始终有方向不变的电流

D．a板向右位移最大时，电容器的电容最大

二、填空题（共4题）

16．机器人技术是在__________、__________、__________、__________与__________等多种门类的科学技术基础上发展起来的综合性技术。

17．DIS实验中的各种传感器主要用来________各种物理量，并将所得物理量转化为________信号，然后输入给________。

18．如图所示为自动水位报警器的示意图，在水位低于B时，电磁铁所在的控制电路部分断路,_______灯亮；当水位升高到B时，电磁铁所在的控制电路部分接通，_______灯亮.

19．国家有关酒驾的裁量标准如下：

酒精检测仪是交警执法时通过呼气来检测司机饮酒多少的检测工具．现有一个酒精检测仪的主要原件“酒精气体传感器”，其阻值随气体酒精浓度变化的情况如下表．

(1)请根据上表数据在右上图中描绘出“R—气体酒精浓度”的关系曲线______．

(2)已知人体血液酒精浓度是所呼出气体酒精浓度的2200倍．若测得某司机小明，经过气体酒精浓度测试，显示呼气酒精浓度为120mg/m3，则司机小明应该是属于_________驾驶，此时R的阻值为_________Ω．

(3)现有一个电源，电动势为4.5V，内阻约为1Ω；电压表V，量程为3V，内阻约为2000Ω；电流表A，量程为3A，内阻约为5Ω；滑动变阻器R1，阻值0~50Ω；滑动变阻器R2，阻值0~500Ω；开关、导线若干

若要用以上器材和上述“酒精气体传感器”组成一个测定气体酒精浓度的电路．该电路只使用一个电表，且正常工作时，被测气体酒精浓度若为0，则电表指针满偏．且该电路可以在电源老化，内阻变大的情况下，通过调节变阻器，保证被测气体酒精浓度为0时，电表指针仍能满偏．则，该电路应选用的电表是_________(填字母代号，下同)，应选用的滑动变阻器是_________．请在虚线框中完成设计电路图_________．

三、综合题（共4题）

20．干簧管结构：如图甲所示，玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁体靠近干簧管时：

（1）会发生什么现象，为什么？

（2）干簧管的作用是什么？

21．参考“信息浏览”中所列的敏感元件，到电子元件市场调查有哪些敏感元件可以用来做传感器。观察各种敏感元件，了解它们的型号、价格和用途，写一份调查报告，并与同学交流。

22．某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。一平行板电容器的两个极板竖直放置在光滑的水平平台上，极板的面积为S，极板间的距离为d，电容器的电容公式为（E是常数但未知）。极板1固定不动，与周围绝缘，极板2接地，且可在水平平台上滑动，并始终与极板1保持平行。极板2的侧边与劲度系数为k，自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连。两弹簧的另一端固定，弹簧L与电容器垂直，如图甲所示。如图乙所示是这一装置的应用示意图，先将电容器充电至电压U后，即与电源断开，再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀向左的待测压强p，使两极板之间的距离发生微小的变化。测得此时电容器的电压改变量为ΔU。设作用在电容器极板2上的静电力不致于引起弹簧可测量到的形变，试求待测压强p。

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．D

3．B

4．A

5．A

6．B

7．C

8．B

9．D

10．C

11．D

12．B

13．D

14．B

15．D

16．     自动控制     电子计算机     人工智能     传感技术     新材料

17．     测量     电     数据采集器

18．     绿灯     红灯

19．     （1）如图：

     （2）饮酒；     22-26     V     R1     电路如图；

20．（1）灯泡会亮，因为当条形磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通；（2）干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器。

21．

敏感元器件是指它的特性会随着某种（某些）外部条件的变化而变化的元器件。敏感元器件分为两类，一类特性变化是非线性的，如压敏电阻，当电压小于敏感值时，电阻值很大，电压高于敏感值时，电阻很小，一般用在电源的保护电路中。另一类特性变化是接近线性的，用来测量相应的物理量，通常制造成产品，指标规范，参数稳定，称为传感器。如：对温度敏感的温度传感器，对压力敏感的压力传感器等等。

22．

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。