高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1节 常见传感器的工作原理同步达标检测题

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册

5.1常见传感器的工作原理 跟踪训练（解析版）

1．关于传感器，下列说法正确的是（　　）

A．金属材料不可以制成传感器

B．传感器都是通过感知电阻的变化来传递信号的

C．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的

D．以上说法都不正确

2．测量体温是新冠疫情防控的一种措施。在许多场合，使用手持测温仪测量体温，该测温仪用到的传感器通常是（  ）

A．气体传感器 B．红外线传感器

C．压力传感器 D．生物传感器

3．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

4．如图是一火警报警电路的示意图，R3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，电流表显示的电流I、报警器两端的电压U的变化情况（　　）

A．I变大，U变小

B．I变小，U变小

C．I变小，U变大

D．I变大，U变大

5．为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，如图为电路原理图。图中，直流电源电动势为3V，内阻可不计，R为可变电阻，RG为光敏电阻，其在不同照度下的阻值如下表（照度是描述光的强弱的物理量，光越强照度越大，lx是它的单位）。若控制开关两端电压升至2V时将自动开启照明系统，则以下说法正确的是（　　）

A．若将R接入电路的阻值调整为20 k，则当照度降低到0 lx时启动照明系统

B．若要使照明系统在照度降低到0.8 lx时启动，则要将R接入电路的阻值调整为46 k

C．R接入电路的阻值不变时，照度越大，控制开关两端的电压越大

D．若要在光照更暗时启动照明系统，应将R接入电路的阻值调大

6．关于传感器及其工作原理，下列说法正确的是（　　）

A．传感器是把电学量转换为非电学量，以便进行测量、传输、处理和控制

B．硫化镉制作的光敏电阻在被光照射时，随着光照的增强，其电阻值变小

C．金属热电阻比热敏电阻的化学稳定性好，测温范围大，灵敏度高

D．霍尔元件能够检测磁场及其变化，其原理是法拉第电磁感应定律

7．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

8．温控电路常用于恒温箱、自动孵化器等，如图所示为一温控电路的工作原理图，主要由电磁继电器、热敏电阻、滑动变阻器、电源、电炉丝、开关组成，其中为衔铁，为金属触点，闭合开关后，当温度低于时，电炉丝自动通电供热，当温度超过时，又可以自动断电．则下列说法中正确的是（　　）

A．该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大

B．该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小

C．要使升高，可将滑动变阻器滑片向右移动

D．要使升高，可将滑动变阻器滑片向左移动

9．唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是（　　）

A．该传感器是根据电流的磁效应工作的

B．该传感器是根据电磁感应原理工作的

C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不断变化

D．膜片振动时，金属线圈中产生的感应电动势保持不变

10．电阻应变片：电阻应变片有金属电阻应变片和_______应变片，半导体电阻应变片的工作原理是基于半导体材料的____效应。

11．传感器的组成：传感器的基本部分一般由_____、______组成。

12．传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。通常是电压、电流等______，或转换为电路的_______

13．在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，磁传感器______（选填“需要”或“不需要”）调零，能描述通电螺线管内磁感应强度大小B与磁传感器插入螺线管的长度x间关系的图线可能______。

A．    B．    C．    D．

14．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？

15．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。

16．随着科技的进步，手机不再是一种简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式电子设备。手机的许多功能是通过传感器来实现的。请查阅资料选择手机中使用的一种传感器，分析其工作原理及用途。

17．以下工作中，你认为要用什么传感器？

(1)让孵化器在一定温度下孵化禽蛋；

(2)电梯超出负载时，发出报警提示；

(3)使汽车排放符合国家标准的尾气。

18．请列举一个你认为很“神奇”的利用传感器工作的例子，简单说明它的原理。

 参考答案

1．C

【详解】

A. 传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，故A错误；

B. 传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，不一定是通过感知电阻的变化来传递信号的，故B错误；

CD. 光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的，选项C正确，D错误。

故选C。

2．B

【详解】

手持测温仪用到的传感器通常是红外线传感器。

故选B。

3．B

【详解】

A．传感器能将被测信号量的微小变化转换成电信号，担负着信息采集的任务，选项A正确；

B．传感器在生活中有着广泛的应用，选项B错误；

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，选项C正确；

D．热敏电阻是将温度的变化转化为电信号的传感器，选项D正确。

本题选不正确的，故选B。

4．B

【详解】

当传感器R3所在处出现火情时，半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小，R3的电阻减小，根据串反并同规律，与传感器并联的报警器两端电压变小，与传感器并联的电流表的电流也变小。

故选B。

5．D

【详解】

A．将R接入电路的阻值调整为20 k，则当照度降低到0 lx时RG为20 k，此时控制开关两端电压升为总电压一半1.5V，还未启动照明系统，故A错误；

B．使照明系统在照度降低到0.8 lx时启动，根据串联电路特点，将R接入电路的阻值调整为

解得

故B错误；

C．R接入电路的阻值不变时，照度越大，光敏电阻阻值变小，分压变小，故C错误；

D．若要在光照更暗，光敏电阻更大时启动照明系统，根据串联电路特点可知，应将R接入电路的阻值调大，故D正确。

故选D。

6．B

【详解】

A．传感器能够把非电学量转化为电学量，以便进行测量、传输、处理和控制，选项A错误；

B．硫化镉制作的光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，随着光照的增强，载流子增多，导电性变好，选项B正确；

C．金属热电阻比热敏电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差，选项C错误；

D．霍尔元件能够检测磁场及其变化，它是根据霍尔效应原理制成的，不是根据法拉第电磁感应定律，选项D错误。

故选B。

7．D

【详解】

由题意知，该楼道照明灯具有人体红外线传感器及光敏传感器，D正确。

故选D。

8．BC

【详解】

A．热敏电阻阻值会随温度的变化而变化，电流也随之发生变化，当电流增大时，电磁继电器将会被衔铁吸下，电炉断开连接，故该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，A错误；

B．热敏电阻阻值会随温度的变化而变化，电流也随之发生变化，当电流增大时，电磁继电器将会被衔铁吸下，电炉断开连接，故该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，B正确；

C．当滑动变阻器向右移动时，热敏电阻所在电路总电阻增大，总电流减小，故T1温度升高，C正确；

D．当滑动变阻器向左移动时，电路热敏电阻所在电路总电阻减小，总电流增大，故T1温度降低，D错误；

故选BC。

9．BC

【详解】

ABC．该传感器是通过线圈在永磁体中振动时，穿过金属线圈的磁通量不断变化，产生感应电流，则该装置是根据电磁感应原理工作的，选项A错误，BC正确；

D．膜片振动时，随声音的强弱变化，膜片振动的幅度不断变化，则金属线圈中产生的感应电动势是变化的，选项D错误。

故选BC。

10．半导体电阻    压阻   

【详解】

略

11．敏感元件    转换元件   

【详解】

略

12．电学量    通断   

【详解】

略

13．需要    B   

【详解】

[1]测量工具在测量之前都需要调零。

[2]在螺线管管口，磁感应强度不为零，内部磁场接近匀强磁场，磁感应强度接近不变。故选B。

14．（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。

【详解】

略

15．见解析

【详解】

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。

16．见解析

【详解】

重力传感器体现在手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向、重力感应类游戏(如滚钢珠)。原理：利用压电效应实现，传感器内部一块重物和压电片整合在一起，通过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平方向。

17．见解析

【详解】

传感器通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量。

(1) 让孵化器在一定温度下孵化禽蛋，使用的是温度传感器，通过温度来改变电阻的阻值从而改变电路的电压电流来控制电路。

(2) 电梯超出负载时，发出报警提示，使用是压力传感器，通过压力大小的作用，将力转变为电信号，来控制电路。

(3) 使汽车排放符合国家标准的尾气，使用的是化学成分传感器，通过尾气的浓度等变化来转变为电信号，来控制电路。

18．见解析

【详解】

例如温度传感器，原理是热敏电阻在不同温度下有不同的阻值，所以可以改变电路中的电压电流，从而达到示数变化的目的。