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高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册第五章 传感器1 认识传感器课堂检测
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这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册第五章 传感器1 认识传感器课堂检测，共6页。试卷主要包含了关于传感器，下列说法正确的是，解析等内容，欢迎下载使用。
A．将力学量(如形变量)转变成电学量
B．将热学量转变成电学量
C．将光学量转变成电学量
D．将电学量转变成力学量
2．许多楼道灯具有这样的功能，天黑时，出现声音就开启，而在白天时，即使有声音它也没有什么反应．它的控制电路中接入的两个传感器是( )
A．温度传感器和声传感器
B．温度传感器和力传感器
C．光传感器和力传感器
D．光传感器和声传感器
3．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，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，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为改变了( )
A．湿度 B．温度
C．磁场 D．电容
4．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
5．(多选)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
6.
在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图所示装置．向杯内加入冷水，温度计的示数为20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水，温度计的示数为60℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是( )
A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量
B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量
C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡
D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡
7．如图所示，RT为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻．若往RT上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法正确的是( )
A．变大
B．变小
C．先变大再变小最后不变
D．先变小再变大最后不变
8．传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器．如图是演示位移传感器的工作原理图，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片移动，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( )
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数
9．人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电．当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例，下列说法中不正确的是( )
A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
C.激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
D．人在沐浴之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
10．(多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况．图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光．每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2m，则下述说法正确的是( )
A．传送带运动的速度是0.1m/s
B．传送带运动的速度是0.2m/s
C．该传送带每小时输送3600个工件
D．该传送带每小时输送7200个工件
11.(多选)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻．当入射光强度增大时( )
A．电压表的示数增大
B．R2中电流减小
C．小灯泡的功率增大
D．电路的路端电压增大
12．电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示．压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压．若发现电压表示数增大，下列说法正确的是( )
A．电梯一定加速上升
B．电梯一定减速下降
C．电梯加速度一定向上
D．电梯加速度一定向下
13.磁传感器是把磁场、电流、温度、光等外界因素引起的敏感元件磁性能变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件．磁敏电阻是利用某些材料电阻的磁敏效应制成的，其外形结构如图(a)所示．把磁敏电阻GMR接入如图所示的电路中，它的阻值随所处空间磁场的增强而增大，电源的内阻不可忽略．闭合开关S1和S2后，当滑片P向右滑动时，灯泡L1、L2的亮度怎样变化？
14．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＝9.0V，电源内电阻可忽略不计；G为小量程的电流表，电流表内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻值随温度的变化关系如图乙的Rt图线所示．闭合开关S.
(1)当R的温度等于40℃时，电流表示数I1＝2.25mA，求电流表内阻RG；
(2)当电流表的示数I2＝4.5mA时，求热敏电阻R的温度．
课时素养评价17 认识传感器 常见传感器的工作原理
1．解析：传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件，A、B、C正确，D错误．
答案：ABC
2．解析：楼道照明灯天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应，原因是天黑没有光，则声音传感器起作用，而在白天声音传感器不起作用，所以电路中光传感器安装在声音传感器之前．综上所述，D正确．
答案：D
3．解析：人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近干手机时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化工作，它就成了室内烘干机．综上所述，D正确．
答案：D
4．解析：金属材料和半导体材料都可以制成传感器，传感器是通过把易感受的非电学量转换为易处理和控制的电压、电流或电路的通断来传递信号的．干簧管是一种能感知磁场的传感器．故选B.
答案：B
5．解析：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，A错误，B、C正确；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，D错误．
答案：BC
6．解析：多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源，故不能选用电流挡，A、B错误；当温度升高时多用电表指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用倍率小的挡，C错误，D正确．
答案：D
7．解析：往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点知，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变，D正确．
答案：D
8．解析：由于电压表是理想的，因此滑片P移动时，不改变闭合电路的电阻，电源内的电流不发生变化，即电流恒定，A、C错误；物体M运动时，电压表所测电压是变化的，M不动时，电压表示数恒定，B正确，D错误．
答案：B
9．解析：利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率，B错误，A正确；激烈运动之后，人在沐浴之后，人体内含水量发生变化，人体脂肪所占比例发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，C、D正确．
答案：B
10．解析：有工件通过时，挡住A射向光传感器B的光，B的电阻增大，输出一个高电压，所以两相邻工件通过时间t＝1s，传送带的速度v＝eq \f(0.2,1)m/s＝0.2m/s，每小时传送工件3600个．综上所述，B、C正确．
答案：BC
11．解析：当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，即电压表的示数增大，A正确；干路电流增大，内电压增大，所以电路的路端电压减小，D错误；由路端电压减小且R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B正确；干路电流增大，R2中电流减小，流过小灯泡的电流必增大，所以小灯泡的功率增大，C正确．
答案：ABC
12．解析：电压表示数增大说明人对地板的压力变大，对人受力分析知，地板对人的支持力大于人所受重力，即人的加速度一定向上，所以电梯可能向上加速，也可能向下减速，C正确．
答案：C
13．解析：当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源电压不变，所以电磁铁电路中的电流减小，电磁铁的磁场减弱，磁敏电阻阻值减小，总电流变大，路端电压减少，故灯泡L2变暗；由于通过L1支路的电流变大，故L1变亮．
答案：L2变暗，L1变亮
14．解析：(1)由Rt图像得，当t＝40℃时，R1＝3500Ω，再由I1＝eq \f(E,R1＋RG)，得RG＝500Ω
(2)I2＝eq \f(E,R2＋RG)，代入数据得：R2＝1500Ω
由Rt图像可知，此时的温度是140℃.
答案：(1)500Ω (2)140℃
A组 合格性考试练
B组 选择性考试练
A．将力学量(如形变量)转变成电学量
B．将热学量转变成电学量
C．将光学量转变成电学量
D．将电学量转变成力学量
2．许多楼道灯具有这样的功能，天黑时，出现声音就开启，而在白天时，即使有声音它也没有什么反应．它的控制电路中接入的两个传感器是( )
A．温度传感器和声传感器
B．温度传感器和力传感器
C．光传感器和力传感器
D．光传感器和声传感器
3．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，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，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为改变了( )
A．湿度 B．温度
C．磁场 D．电容
4．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
5．(多选)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
6.
在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图所示装置．向杯内加入冷水，温度计的示数为20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水，温度计的示数为60℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是( )
A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量
B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量
C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡
D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡
7．如图所示，RT为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻．若往RT上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法正确的是( )
A．变大
B．变小
C．先变大再变小最后不变
D．先变小再变大最后不变
8．传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器．如图是演示位移传感器的工作原理图，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片移动，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( )
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数
9．人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电．当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例，下列说法中不正确的是( )
A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
C.激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
D．人在沐浴之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
10．(多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况．图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光．每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2m，则下述说法正确的是( )
A．传送带运动的速度是0.1m/s
B．传送带运动的速度是0.2m/s
C．该传送带每小时输送3600个工件
D．该传送带每小时输送7200个工件
11.(多选)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻．当入射光强度增大时( )
A．电压表的示数增大
B．R2中电流减小
C．小灯泡的功率增大
D．电路的路端电压增大
12．电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示．压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压．若发现电压表示数增大，下列说法正确的是( )
A．电梯一定加速上升
B．电梯一定减速下降
C．电梯加速度一定向上
D．电梯加速度一定向下
13.磁传感器是把磁场、电流、温度、光等外界因素引起的敏感元件磁性能变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件．磁敏电阻是利用某些材料电阻的磁敏效应制成的，其外形结构如图(a)所示．把磁敏电阻GMR接入如图所示的电路中，它的阻值随所处空间磁场的增强而增大，电源的内阻不可忽略．闭合开关S1和S2后，当滑片P向右滑动时，灯泡L1、L2的亮度怎样变化？
14．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＝9.0V，电源内电阻可忽略不计；G为小量程的电流表，电流表内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻值随温度的变化关系如图乙的Rt图线所示．闭合开关S.
(1)当R的温度等于40℃时，电流表示数I1＝2.25mA，求电流表内阻RG；
(2)当电流表的示数I2＝4.5mA时，求热敏电阻R的温度．
课时素养评价17 认识传感器 常见传感器的工作原理
1．解析：传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件，A、B、C正确，D错误．
答案：ABC
2．解析：楼道照明灯天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应，原因是天黑没有光，则声音传感器起作用，而在白天声音传感器不起作用，所以电路中光传感器安装在声音传感器之前．综上所述，D正确．
答案：D
3．解析：人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近干手机时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化工作，它就成了室内烘干机．综上所述，D正确．
答案：D
4．解析：金属材料和半导体材料都可以制成传感器，传感器是通过把易感受的非电学量转换为易处理和控制的电压、电流或电路的通断来传递信号的．干簧管是一种能感知磁场的传感器．故选B.
答案：B
5．解析：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，A错误，B、C正确；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，D错误．
答案：BC
6．解析：多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源，故不能选用电流挡，A、B错误；当温度升高时多用电表指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用倍率小的挡，C错误，D正确．
答案：D
7．解析：往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点知，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变，D正确．
答案：D
8．解析：由于电压表是理想的，因此滑片P移动时，不改变闭合电路的电阻，电源内的电流不发生变化，即电流恒定，A、C错误；物体M运动时，电压表所测电压是变化的，M不动时，电压表示数恒定，B正确，D错误．
答案：B
9．解析：利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率，B错误，A正确；激烈运动之后，人在沐浴之后，人体内含水量发生变化，人体脂肪所占比例发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，C、D正确．
答案：B
10．解析：有工件通过时，挡住A射向光传感器B的光，B的电阻增大，输出一个高电压，所以两相邻工件通过时间t＝1s，传送带的速度v＝eq \f(0.2,1)m/s＝0.2m/s，每小时传送工件3600个．综上所述，B、C正确．
答案：BC
11．解析：当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，即电压表的示数增大，A正确；干路电流增大，内电压增大，所以电路的路端电压减小，D错误；由路端电压减小且R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B正确；干路电流增大，R2中电流减小，流过小灯泡的电流必增大，所以小灯泡的功率增大，C正确．
答案：ABC
12．解析：电压表示数增大说明人对地板的压力变大，对人受力分析知，地板对人的支持力大于人所受重力，即人的加速度一定向上，所以电梯可能向上加速，也可能向下减速，C正确．
答案：C
13．解析：当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源电压不变，所以电磁铁电路中的电流减小，电磁铁的磁场减弱，磁敏电阻阻值减小，总电流变大，路端电压减少，故灯泡L2变暗；由于通过L1支路的电流变大，故L1变亮．
答案：L2变暗，L1变亮
14．解析：(1)由Rt图像得，当t＝40℃时，R1＝3500Ω，再由I1＝eq \f(E,R1＋RG)，得RG＝500Ω
(2)I2＝eq \f(E,R2＋RG)，代入数据得：R2＝1500Ω
由Rt图像可知，此时的温度是140℃.
答案：(1)500Ω (2)140℃
A组 合格性考试练
B组 选择性考试练
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