粤教版 (2019)选择性必修 第二册第二节 传感器的应用练习

5.2传感器的应用基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．关于传感器，下列说法正确的是

A．传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量

B．金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器

C．干簧管是能够感知电场的传感器

D．半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而增大

2．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制成的

B．金属材料也可以制成传感器

C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的

D．水银温度计是一种传感器

3．如图所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达金属块B时，出现的情况是（　　）

A．L1灯亮 B．L2灯亮 C．L1、L2两灯同时亮 D．L1、L2两灯都不亮

4．传感器已广泛应用于日常生活，下列传感器能够将力学量转换为电学量的是（   ）

A．

B．

C．

D．

5．如图所示，水平的传送带上放一物体，物体下表面及传送带上表面均粗糙，导电性能良好的弹簧的右端与物体及滑动变阻器滑片相连，弹簧左端固定在墙壁上，不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦。当传送带如箭头方向运动且速度为v时，物体与传送带发生相对滑动，当传送带逐渐加速到时，物体受到的摩擦力和灯泡的亮度将（　　）

A．摩擦力不变，灯泡的亮度变亮

B．摩擦力不变，灯泡的亮度不变

C．摩擦力变大，灯泡的亮度变亮

D．摩擦力变小，灯泡的亮度变暗

6．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．在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压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）—CO浓度曲线，如图乙所示．在下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是（　　）

A． B．

C． D．

7．下列关于物理传感器，化学传感器和生物传感器的说法，正确的是（　　）

A．物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因而只能用于机械加工行业而不能用于化工领域

B．化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质而不能输出电学量

C．生物传感器的适用范围广，可在任意温度下工作

D．生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环境有一定要求

8．物理传感器是利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出相关信息的，化学传感器是利用化学反应识别和检测信息的。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．气敏传感器只能是物理传感器

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和物理效应

9．如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E=9.0V，内阻不计；G为灵敏电流表，其内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1=2mA；当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻的温度是(          )

A．60℃ B．80℃ C．100℃ D．120℃

10．电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置。由于电容器的电容取决于极板正对面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值的变化，如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法不正确的是（　　）

A．甲图的传感器可以用来测量角度

B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度

C．丙图的传感器可以用来测量压力

D．丁图的传感器可以用来测量速度

11．下列说法正确的是

A．传感器都是利用电磁感应原理工作的

B．电磁炉是根据电磁感应原理工作的

C．法拉第圆盘发电机是利用静电感应的原理制成的

D．探测金属物品的探测器都是利用静电感应的原理工作的

12．利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为位置固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、B、C构成电容器。若矿井渗水（导电液体深度增大），则电流（　　）

A．从b向a，A、B、C构成的电容器放电

B．从a向b，A、B、C构成的电容器放电

C．从b向a，A、B、C构成的电容器充电

D．从a向b，A、B、C构成的电容器充电

13．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

14．如图是应用光敏电阻设计的实验电路。闭合开关后，用光照向光敏电阻，发现光照强度增加时，灯变得更亮，下列分析正确的有（　　）

A．光敏电阻的阻值随光照强度增加而增大

B．光敏电阻的阻值不随光照强度的变化而变化

C．灯变得更亮，说明电路中的总电阻变小

D．灯变得更亮，说明电路中的总电阻变大

15．传感器是把非电学量（如温度、速度、压力等）的变化转换为电学量变化的一种元件，自动控制中有着广泛的应用．如图所示是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况．关于两者关系的说法中正确的是（ ）

A．C增大表示h减小 B．C增大表示h增大

C．C减小表示h增大 D．C的变化与h的变化无直接关系

二、填空题（共4题）

16．霍尔元件是能够把磁学量________转换为电学量________的传感器元件。

17．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。

18．如图是“用DIS探究向心力与哪些因素有关”的实验仪器，该实验采用的方法是_______________；该实验中需要用到的传感器是__________________。

19．电熨斗的工作原理：常温下上下触点是分开的，设定温度时，通过调节调温旋钮使弹性铜片下降，与弹性铜片相连接的上触点与下触点接通，这样电路接通，电热丝发热产生热量，温度升高，可以熨烫衣物．当达到设定温度时双金属片也由于受热而膨胀，但因双金属片上层金属的膨胀系数______下层金属，使双金属片向________弯曲，上下触点脱离，电路断开．由于电路断开，电热丝不再发热，温度降低，双金属片恢复初态，电路又接通加热．如果从熨烫需要较高温度的棉麻衣物转而熨烫需要较低温度丝绸衣物，应当调节调温旋钮使升降螺钉________.

三、综合题（共4题）

20．要完成以下工作，你认为要用什么传感器？

(1)电子秤称量物体的重力；

(2)恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内；

(3)楼道自动开关的功能是：晚上有人经过楼道，开关自动接通；白天不管是否有人经过楼道，开关都是断开的．

21．如图（a）所示是反射式光纤位移传感器的工作原理图，由恒定光强的光源发出的光进入入射光纤，并从入射光纤的出射端射向被测物体，使被测物体反射的光部分被接收光纤接收。由图（b）可知，光纤探头的光照与发射光和接收光的重合面积有关，试讨论光纤探头的光照随物体距离的变化情况。

22．某同学想把弹簧振子振动位移的变化情况直观地表现出来。他做了一个实验，实验装置如图所示。在陶瓷压电片下挂一个弹簧振子，陶瓷压电片的两极引线与示波器“Y输入”端相连。让弹簧振子振动起来，选择适当的X扫描频率，他会观察到什么现象？分析形成这种现象的原因。

23．霍尔元件是一种能将磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学量的传感器，其基本结构如图所示，M为半导体薄片（砷化镓），B为外加与薄片垂直的磁场，a、b、c、d为霍尔电极。若在ab方向通以恒定电流I，请简要分析霍尔电势的形成过程及方向。

参考答案：

1．A

2．B

3．B

4．A

5．B

6．D

7．D

8．D

9．D

10．D

11．B

12．D

13．A

14．C

15．B

16．     磁感应强度     电压

17．     半导体电阻     压阻

18．     控制变量法     力传感器、光电传感器

19．     大于     下     上升

20．（1）压力传感器；（2）温度传感器；（3）光敏声控传感器

21．

当物体距探头越远，即d越大时，入射光锥和接收光锥的重合面积B′越大，因此进入接收光纤的光越多，所以光纤探头的光照随物体距离的增大而增大。

22．

他会观察到：屏幕上显示出一条正弦函数图像。

原因是：陶瓷压电片的工作原理是当电压作用于陶瓷压整片上时，其会随电压和步频率的变化产生机械变形，本题则利用振子上下振动，使陶将压电片产生微小形变，利用示波器读取电压片上的电压变化，从而观察到示波器上生了类似于振动的波形图，从侧面反应了弹簧振子的振动位移情况，并直观的表现出来。

23．

根据左手定则知，自由电子向d电极偏转，所以d电极这一侧聚集负电荷，另一端聚集正电荷，所以d点的电势低于c点的电势，cd两点间形成电势差，方向在半导体外部由c指向d。