沪科版 (2019)选择性必修 第二册5.1 传感器的原理习题

【精选】物理沪科版选择性必修第二册第1节传感器的原理-2作业练习

一．单项选择

1．关于传感器，下列说法中正确的是（    ）

A． 干簧管是能够感知电场的传感器

B． 所有传感器的材料都是由半导体材料制成的

C． 霍尔元件是一种把磁感应强度转换为电压的元器件

D． 电饭锅中的温度传感器是用两层膨胀系数不同的双金属片制成的

2．许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器，下面有关该传感器的说法中正确的是　　

A．该传感器能够测量的物理量是位移和温度

B．该传感器能够测量的物理量是位移和光强

C．该传感器能够测量的物理量是光强和声音

D．该传感器能够测量的物理量是压力和位移

3．小萌同学家楼道灯的控制电路中接入了光传感器。在天黑时，灯就亮；在天亮时，灯就熄灭。这样天黑时，不管是否有人经过楼道，灯都是亮着的，白白浪费了宝贵的电能。学了门电路和传感器后，小萌同学就试着改进楼道灯，以节约能源。她设想在楼道灯控制电路中接入另一个传感器，在天黑时，出现声音灯才开启，这样便可节约大量电能。你认为小萌应接入的传感器和两个传感器间采用的门电路分别是(    )

A． 温度传感器与门

B． 声传感器与门

C． 声传感器或门

D． 力传感器或门

4．传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同.下列物品中用到了传感器的是（   ）

A．示波器

B．真空冶炼炉

C．回旋加速器

D．火灾报警器

5．诺贝尔物理学奖授予了法国科学家阿尔贝 费尔和德国科学家彼得 格林贝格尔，以表彰他们发现“巨磁电阻（GMR）效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的磁电技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．下图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验发现，当闭合S1．S2后使滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，指示灯明显变亮，下列说法中正确的是（　　） 

A．滑片P向左滑动的过程中，电磁铁的磁性减弱

B．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大

C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小

D．巨磁电阻不可用来制作磁电传感器

6．下列说法正确的是（   ）

A．光敏电阻能够把电信号转换成光信号

B．干簧管是一种能够感知静电场的传感器

C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量

D．电容式位移传感器能够把电动势这个电学量转化为物体的位移这个力学量

7．酒精测试仪用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员是否酗酒的现场检测.它利用的是一种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，这样，电压表的示数就与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（   ）

A．U越大，表示c越大，c与U成正比

B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比

C．U越大，表示c越小，c与U成反比

D．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比

8．下列关于传感器的说法中正确的是(　　)

A． 霍尔元件能够把电学量转换为磁学量

B． 干簧管是一种能够感知电场的传感器

C． 电子秤应用的是光传感器

D． 电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制

9．惯性制导系统已广泛用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计．加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连．滑块原来静止，弹簧处于自然长度．滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统得到的电压情况进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度(　　)

A．方向向左，大小为    B．方向向右，大小为

C．方向向左，大小为    D．方向向右，大小为

10．有一种自动恒温的电烤箱，其温度控制电路如图所示，控制的核心是一密封智能开关，内部结构不明，它有四个接线柱。a．b之间接的是两个相同的加热电阻R与220V电源，c．d之间接有一个叫作“水银接点温度计”的温控组件，它比普通水银温度计多出了两个电极，温度升高时，水银膨胀，将两个电极接通；温度降低时，水银收缩，将两个电极断开。该智能开关会根据“水银接点温度计”的通断自动控制R的发热功率，稳定烤箱内的温度.用表示a．b两点间的电压，表示A．b两点间的电压，以下说法可能正确的是（   ）

A．当水银接点温度计接点接通时，，

B．当水银接点温度计接点接通时，，

C．当水银接点温度计接点断开时，，

D．当水银接点温度计接点断开时，，

11．传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中错误的是（    ）

A．若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流    

B．若F向上压膜片电极，电容器的电容增大

C．若F向上压膜片电极，电流表指针发生偏转

D．若电流表有示数，则说明压力F发生变化

12．下列物理量中是电学量的是(　 　)

A. 红外线    B. 位移    C. 酸碱度    D. 电压

13．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步.下列说法错误的是(  )

A. 甲图中,这是录音机的录音电路原理图,当录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场

B. 乙图电路中,开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花

C. 丙图中,在真空冶炼炉中,可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金

D. 丁图中,钳形电流表是利用电磁感应原理制成的,它的优点是不需要切断导线,就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小

14．传感器是把非电学量如速度．温度．压力等的变化转换成电学变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用，如图所示是一种测量液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体之间形成一个电容器，从电容大小的变化就能反映液面的升降情况。当测得电容值减小，可以确定h将　　

A．增大

B．减小

C．不变

D．无法判断

15．如图所示是测定位移x的电容式传感器，其工作原理是某个量的变化，造成其电容的变化，这个量为（   ）

A．电介质进入极板的长度

B．两极板的间距

C．两极板的正对面积

D．电介质的种类

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】干簧管是能够感知磁场的传感器，选项A错误；传感器材料分半导体材料．陶瓷材料．金属材料和有机材料，所以B错误；霍尔元件是一种把磁感应强度转换为电压的元器件，选项C正确；电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制，而不是用两层膨胀系数不同的双金属片制成的，故D错误。故选C.

2．【答案】C

【解析】【来源】2017-2018学年 物理 人教版 选修2-1  6.4  传感器 同步练习

【详解】

楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮，和光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器，所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音。故选C。

【点睛】

该题考查常见传感器的使用与传感器的特点，属于对基础知识点的考查．其中光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化，是常见的光传感器．

3．【答案】B

【解析】

【分析】

了解延时开关的使用原理，利用了光传感器．声音传感器，天黑．声音同时出现它就开启，灯亮．根据题意，灯亮这件事要想发生，必须同时满足，天黑，出现声音的条件，该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路．

【详解】

根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器。即控制电路中接入了光传感器．声音传感器。根据题意，灯亮必须同时具备天黑，出现声音的条件，可得该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路，故设计的门电路为与门电路。故选B。

4．【答案】D

【解析】【来源】 陕西省咸阳市2017-2018学年高二下学期期末教学质量检测物理试题

示波器是带电粒子在电场中的偏转问题，没用到传感器，选项A错误；真空冶炼炉没用到传感器，选项B错误；回旋加速器是带电粒子在电场及磁场中的运动问题，没用到传感器，选项C错误；火灾报警器用到了热传感器，选项D正确；故选D.

5．【答案】C

【解析】【来源】人教版高中物理选修2-1 第六章 集成电路 传感器 单元检测

【分析】

由滑动变阻器滑片的移动得知电路中电流的变化情况，通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时，其磁性强弱的变化；根据灯泡的亮度变化，能够确定电路中电流的变化，进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强度的关系．

【详解】

当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强。A错误。通电螺线管的磁性增强时，右边电路中的指示灯明显变亮，则说明右边电路的电流变大了，巨磁电阻的电阻变小了，即巨磁电阻的阻值随磁场的增强而变小。故B错误，C正确。由C分析可知巨磁电阻可用来制作磁电传感器，D错误；故选C。

【点睛】

在控制电路中，滑片的移动是分析的入手点；在工作电路中，灯泡的亮度是确定电路中电流变化的一个隐含条件．

6．【答案】C

【解析】【来源】江苏省连云港市2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题

A. 光敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻值随光照的强弱发生变化，能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化，把光信号转变成电信号，故A错误；

B. 干簧管是能够感知磁场的传感器，故B错误；

C. 霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故C正确；

D. 电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转化为电动势这个电学量，故D错误。

故选：C

7．【答案】B

【解析】【来源】人教版 高二 选修3-2 第六章 传感器 2 传感器的应用

【详解】

由题意知，传感器电阻r．的倒数与酒精气体浓度c是正比关系，即=kc电压表示数U=，可以看出，U与c的关系不是正比关系，但U随c的增大而增大，选项B正确.，ACD错误

故选B

8．【答案】D

【解析】【来源】2017-2018学年高二物理（人教版）传感器单元测试卷

【详解】

霍尔元件能够把磁学量转换为电学量。故A错误。干簧管是一种能够感知磁场的传感器。故B错误。电子称应用的是压力传感器。故C错误。电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制。故D正确。故选D。

9．【答案】D

【解析】【来源】2018-2019学年人教版高中物理选修3-2：第六章 章末复习课

【详解】

小物体受到左侧弹簧的向右的弹力，大小为ks，同时小物体还受到右侧弹簧的向右的弹力，大小也为ks，故合力为F=2ks，方向水平向右；根据牛顿第二定律；方向水平向右；故选D。

10．【答案】B

【解析】【来源】人教版 高二 选修3-2 第六章 传感器 1 传感器及其工作原理

【详解】

由题意知，当温度升高使温度计接点接通时，电路应断开，停止加热，故电路中电流为零，Uab=220 V,UAb=220 V，选项A错误，选项B正确；当温度降低使温度计接点断开时，电路应接通，开始加热，由于两电阻相同且串联，故每个电阻两端的电压均为110 V，Uab=0,UAb=110 V，选项 C．D 错误.

故选B

【点睛】

做此题时要明白水银接点温度计真正的工作原理：即温度升高，回路断开，温度降低，回路通，这样达到保温的作用

11．【答案】A

【解析】【来源】鲁科版高中物理选修3-2第五章传感器及其应用单元检题

【分析】

电容器的电压不变．若F向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成顺时针方向的电流，电流表指针发生偏转．电流表有示数，则说明压力F发生变化．

【详解】

由题可知，电容器的电压不变。若F向上压膜片电极，减小板间距离，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成顺时针方向的充电电流，即电路中有从b到a的电流，电流表指针方向偏转，A错误BC正确；当压力F变化时，电容变化，电量变化，电路中就有电流，故电流表有示数时，说明压力F发生变化，D正确．

【点睛】

本题是电容器的实际应用问题，实质是电容器动态变化分析的问题，关键要抓住不变量：电压不变，明确压力与电容的变化间的关系．

12．【答案】D

【解析】A．红外线属于光学的物理量，故选项A错误；

B．位移属于力学的物理量，故选项B错误；

C．酸碱度属于化学上的物理量，故选项C错误；

D．电压属于电学物理量，故选项D正确。

点睛：掌握各个物理量属于哪类领域，在学习中注意领会掌握。

13．【答案】B

【解析】试题分析：甲图中，声音振动产生的感应电流经放大后输入到录音磁头，录音磁头根据声音电流的变化产生变化的磁场，而磁带上面的磁粉就会根据产生的磁场来分布，以磁场的方式记录下声音信号，选项A对。乙图电路中，开关断开瞬间，线圈由于自感而产生感应电动势，但由于和灯泡构成的电路是断开的，无法形成闭合回路，没有感应电流，灯泡不会再亮选项B错。丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生变化的磁场，从而在金属矿石中产生涡流发热而熔化，选项C对。丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，根据变压器电流比与匝数成反比，根据电流表和匝数比即可求出导线中交变电流的大小，选项D对。

考点：电磁感应

14．【答案】B

【解析】【来源】2018学年高中物理选修3-2：期末考试复习题

AB．改变液面高度时只改变了正对面积,若电容C增大时，根据电容的决定式分析正对面积应增大，则知，液面高度h增大，故A正确，B错误；

CD．若电容C减小时，根据电容的决定式分析可知，正对面积应减小，则知，液面高度h减小，故C正确，D错误；

故选AC。

【点睛】金属芯线与导电液体形成一个电容器，液面高度h变化相当于正对面积变化，根据电容的决定式分析电容的变化与高度间的关系。

15．【答案】A

【解析】【来源】人教版 高二 选修3-2 第六章 传感器 2 传感器的应用

【详解】

由原理图可知，要测定的位置X发生变化，则电介质进入极板的长度发生变化，从而引起电容的变化，而两极板的间距．正对面积及电介质种类均未变化，A正确.BCD错误

故选A