高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册5.1 传感器的原理达标测试

5.1传感器的原理基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（　　）

①温度传感器②人体红外线传感器③声音传感器④光敏传感器

A．①② B．②③ C．③④ D．②④

2．下列关于传感器的说法中不正确的是（　　）

A．传感器能将感受到的外部信息按照一定的规律转换为电信号

B．传感器在日常生活中并不常见

C．光敏电阻是一种利用光敏元件将光信号转化为电信号的传感器

D．热敏电阻是将温度的变化转化为电信号的传感器

3．在用位移传感器做实验时，下列说法中正确的是（　　）

A．位移传感器的发射窗口应对准接收器的信号接收窗口

B．位移传感器的发射窗口不一定要对准接收器的信号接收窗口

C．连接到数据采集器上的是发射器部分

D．实验开始后，必须先打开发射器的电源开关

4．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是(       )

A．光敏电阻和驻极体话筒 B．金属热电阻和光敏电阻

C．热敏电阻和霍尔元件 D．热敏电阻和光敏电阻

5．下列说法正确的是（　　）

A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器

B．大多数传感器是以化学原理为基础制成的

C．物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出

D．物理传感器利用的是物质的物理性质或物理效应

6．如图，在电路中接一段钨丝（从旧白炽灯中取出），闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是（　　）

A．该传感器利用了钨丝的化学性质

B．该传感器的原理是把电学量（电阻）转换为热学量（温度）

C．该传感器的敏感元件是钨丝，转换元件是灯泡

D．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性

7．如图电路中，电阻R随温度升高均匀增大，用这个电阻做探头测温，把电流表的刻度改为相应的温度刻度。下列说法正确的是（   ）

A．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀

B．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀

C．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀

D．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀

8．关于传感器，下列说法正确的是（　　）

A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的

B．金属材料不可以制成传感器

C．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的

D．以上说法都不正确

9．2008年5月12日我国四川省汶川县发生了8.0级的大地震，救援队员用多种生命探测仪搜寻废墟下幸存者发出的具有生命迹象的信息．有一种生命探测仪与自动门、家电遥控系统应用的是同一种类型的传感器．这种传感器是（        ）

A．湿度传感器 B．气体传感器

C．红外传感器 D．压力传感器

10．一同学在使用多用电表测量阻值约为几十欧姆的电阻时，该同学选择了欧姆挡的“”挡位，将两表笔接在电阻的两端。则下列说法正确的是（　　）

A．在测量光敏电阻的阻值时，光照越强，多用电表指针偏角越小

B．在测量热敏电阻（温度越高，阻值越小）的阻值时，温度越低，多用电表指针偏角越大

C．在测量压敏电阻（压力越大，阻值越小）的阻值时，压力越大，多用电表指针偏角越大

D．在测量磁敏电阻（磁场越强，阻值越小）的阻值时，磁场越强，多用电表指针偏角越小

11．传感器是将能感受的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器。金属芯线与导电液体构成一个电容器，从电容C大小的变化情况就能反映出液面高度h的高低情况，则两者的关系是（　　）

①C增大表示h增大　②C增大表示h减小

③C减小表示h减小　④C减小表示h增大

A．只有①正确 B．只有①、③正确

C．只有②正确 D．只有②、④正确

12．关于传感器，下列说法正确的是（　　）

A．所有传感器都是由半导体材料做成的

B．金属材料也可以制成传感器

C．干簧管是一种能够感知电场的传感器

D．传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的

13．热敏电阻是传感器中常用的敏感元件，它的电阻值随者温度的升高而减小如图所示的图线是用DIS实验测得的热敏电阻的伏安特性曲线，其中能表示热敏电阻特性的是（ ）

A． B．

C． D．

14．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（　　）

A．非电学量→敏感元件→处理电路→电学量

B．非电学量→处理电路→敏感元件→电学量

C．电学量→敏感元件→处理电路→非电学量

D．电学量→处理电路→敏感元件→非电学量

15．关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是（）

A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照的增强而减小，随光照的减弱而增大

B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器

C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏

D．热敏电阻是把电学量转换为热学量的传感器

二、填空题（共4题）

16．简单机器人（如有视觉机器人）的模块有_________、_________、________，它们的功能分别如人的__________、__________、__________。

17．驻极体话筒由内部的驻极体________感受声波，其工作电压为________V。

18．实验题

（1）用DIS实验测量小车的加速度时，将位移传感器的____________部分固定在小车上，____________部分固定在轨道上端，并将它与____________相连。

（2）如果根据公式vt2=2gh来设计实验研究自由落体运动是不是匀变速直线运动，那么需要的测量仪器有____________传感器和____________（非传感器）。

19．(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图甲为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力_____（选填“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更敏感；

(2)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图乙所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线；

a．实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围0~10Ω）、滑动变阻器B（阻值范围0~100Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。该同学做实验时，滑动变阻器选用的是_____（选填“A”或“B”）；请在图丙的方框中完成该实验的电路图__________________；

b．将该小灯泡接入如图丁所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3A，电源电动势为3V。则此时小灯泡的电功率为_____W，电源的内阻为_____Ω。（各保留两位有效数字）

三、综合题（共4题）

20．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中，电源的电动势E＝9.0 V，内阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻r保持不变；为保护电阻，R为热敏电阻，其电阻值随温度变化的关系如图乙所示。试写出热敏电阻的阻值随温度变化的关系式。闭合开关S，当R的温度等于40℃时，电流表示数，则当电流表的示数时，热敏电阻R的温度是多少摄氏度？

21．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化的特性来工作的。如图（a）所示，电源的电动势E=9.0V，内阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；RT为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图（b）所示。闭合开关S，当R的温度等20℃时，电流表示数I1=2mA；当电流表的示I2=3.6mA时，热敏电阻的温度是多少？

22．在公共场所装有自动干手机，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。你认为，手靠近干手机使传感器工作，可能的原因是什么？简述你的理由。

23．如图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为10Ω。当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池电压为9.0V，内阻可以不计。图乙中的“电源”是恒温箱加热器的电源，则

(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？

(2)如果要使恒温箱内的温度保持在50°C，可变电阻的值应调节到多少？

(3)为使恒温箱内的温度保持在60°C的数值，可变电阻的值应增大还是减小？（只写结果）

参考答案：

1．D

2．B

3．A

4．A

5．D

6．D

7．B

8．A

9．C

10．C

11．B

12．B

13．B

14．A

15．A

16．     传感器     控制器     执行器     眼睛     头脑     手脚

17．     塑料薄膜     3~6

18．     发射器     接收器     数据采集器     速度     刻度尺

19．     增强     A          0.69     2.3

20．       

21．120℃

22．手靠近干手机能使机内的传感器工作，是因为改变了传感器的电容，发送启动信号给控制芯片，控制芯片在启动电机工作和加热装置工作。

23．(1)A、B；(2)；(3)增大