高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3节 大显身手的传感器课时训练

5.3大显身手的传感器基础训练2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．以下家用电器中不是利用温度传感器的是（  ）

A．空调机 B．自动门 C．电冰箱 D．电饭煲

2．电梯门不会夹伤人的手，是因为电梯门安装了什么传感器()

A．温度传感器

B．红外线传感器

C．压力传感器

D．生物传感器

3．有一热敏电阻的电阻值在t1~t4的温度变化范围内，R­t图像如图所示。现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电阻温度计。为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现在要使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在t1~t4温度范围内，欧姆表的倍率不变）（　　）

A．t1~t2 B．t2~t3 C．t3~t4 D．都可以

4．冠状病毒疫情期间，口罩脱销了，消毒酒精脱销了，其实医用的额温枪也脱销了，一枪难求，因为其快速测温（1秒测温），无接触测温的特点而成了名副其实的防疫物质，其核心部件为一个传感器，外部还有几个按键，小型液晶屏，电池等构成。额温枪的核心部件是什么传感器？（    ）

A．光传感器 B．声音传感器

C．力传感器 D．红外温度传感器

5．自动化温室种植能使人们在寒冷的冬季享用到新鲜的蔬菜，自动控制室所利用的传感器是（　　）

A．压力传感器 B．声音传感器

C．温度传感器 D．气体传感器

6．如图所示为一种自动高温报警器的原理图。在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是（　　）

A．温度升高至72°C时，L1亮灯报警

B．温度升高至72°C时，L2亮灯报警

C．温度升高至78°C时，L1亮灯报警

D．温度升高至78°C时，L2亮灯报警

7．传感器被广泛地应用在日常生活中，自动烘干机是公共场所的常用设备，将手靠近烘干机，烘干机可自动送出热风．这种设备中，使用的传感器是(　　)

A．红外线传感器 B．声控传感器

C．压力传感器 D．生物传感器

8．光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成．利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号．该报警器利用的传感器是（　　）

A．力传感器 B．声传感器

C．位移传感器 D．光传感器

9．传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种．某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的．常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路．下列关于该消毒柜的几种电路图中(图中S为电源开关)，连接正确的是(　　)

A．

B．

C．

D．

10．下列说法正确的是（　　）

A．穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生

B．只要导体相对磁场运动，导体中一定会产生感应电流

C．话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器

D．热敏电阻能把热量这个热学量转换为电阻这个电学量

11．下列关于几种传感器的说法不正确的是（　　）

A．电子秤所使用的测力装置是力传感器

B．电饭锅常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起

C．电熨斗需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝上移并推动弹性铜片上移

D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量

12．如图是安装在潜水器上深度表的电路简图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源电压不变，R0是定值电阻，在潜水器下潜过程中，电路中有关物理量的变化情况是（　　）

A．通过显示器的电流减小 B．R0两端的电压增大

C．传感器两端的电压增大 D．电路的总功率减小

13．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是（　　）

A．温度传感器 B．压力传感器

C．生物传感器 D．红外线传感器

14．下列有关传感器的说法中正确的是（　　）

A．火灾报警器利用了温度传感器

B．日光灯启动器是利用了光传感器

C．电子秤称量物体重力利用了力传感器

D．霍尔元件是能够把电压转换为磁感应强度的一种磁传感器

15．下列有关传感器的说法中错误的是(　　)

A．“嫦娥二号”卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光传感器

B．汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器

C．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器

D．电子秤称量物体质量是利用了力传感器

二、填空题（共4题）

16．某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值随压力的变化如图甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工作电路组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自动断开；控制电路中电源的电动势为9V，内阻为2Ω，继电器线圈电阻为8Ω，滑动变阻器连入电路的电阻为50Ω；当控制电路中的电流大于0.06A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违规车辆。

(1)当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A的示数会变______（选填“大”或“小”）。

(2)质量超过______kg的车辆闯红灯时才会被拍照记录（重力加速度为10m/s2）。

(3)若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆的质量比第（2）问结果小，也会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应向______（选填“a”或“b”）端滑动。

17．传感器在自动控制、信息处理技术中承担着信息采集与转换作用．如光敏电阻将光信号转换为电信号、热敏电阻将热信号转换为电信号．如图所示是大型电子地磅的电路图，它是利用________的变化引起_______的变化将力信号转换为电信号的．

18．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的．如图甲中，电源的电动势E＝9.0 V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R­t图线所示，闭合开关，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA，

(1) 电流表G的内阻Rg＝________Ω；

(2) 当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻R的温度是________℃.

19．某课外实验小组欲利用如图所示的实验装置，将一灵敏电流表改装为温度计。提供的实验器材有：灵敏电流表（量程为 1.0 mA，内阻为 300 Ω），学生电源（输出电压为 U=2.0 V，内阻不计），滑动变阻器R1 （最大阻值为 2500 Ω），滑动变阻器 R2 （最大阻值为 4500 Ω），单刀双掷开关，用防水绝缘材料包裹的热敏电阻 RT，导线若干。已知热敏电阻的阻值与摄氏温度 t 的关系为 RT=2.0t-10 （Ω），实验步骤如下：

a、按照电路图连接好实验器材；

b、为不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片 P 调整到 a 端；然后将单刀双掷开关掷于 c 端，调节滑动变阻器，且尽可能提高测量精度应使灵敏电流表指针指在___________（选填“中央刻线”或“满刻线”）位置，并在以后的操作中使滑片 P___________（选填“位置不变”、“置于 a 端”或“置于 b 端”）；

c、在容器中倒入适量热水，将单刀双掷开关掷于 d 端，随着热水温度的下降，记录若干个灵敏电流表的示数；

d、根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新制作灵敏电流表的刻度盘，改装成温度计。

(1)为使改装的温度计的量程足够大，将实验步骤 b 补充完整。

(2)根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选___________（填“R1 ”或“R2 ”）。

(3)灵敏电流表的电流 I 与热水温度 t 之间的函数关系式为 I=___________ （ A ），该温度计能够测量的最低温度为___________ ℃。

(4)重新制作后的灵敏电流表的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的___________（填“左”或“右”）侧，刻度盘上的刻度___________（填“均匀”或“不均匀”）。

三、综合题（共4题）

20．将一动力传感器接到计算机上，我们可以测量快速变化的力，如图所示的就是用这种方法测得的一光滑小球在半球形碗内的竖直平面内来回运动时，对碗面的压力大小随时间变化的曲线（如图）。试求：

(1)此小球在碗内来回运动的周期为多少？

(2)此小球的质量为多少？（g＝10 m/s2）

21．请用热敏电阻设计制作一个温度计。为此你需要做哪些工作？

22．有一种测量重物的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成．已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.5V ．请回答：

(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘     A处．

(2)如果放一重物在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为30mA, 该重物的重力是     N．

23．小明同学想用一只半导体热敏电阻制作一支能测量水温的温度计，通过查阅资料，他获得该热敏电阻的R-t特性曲线如图甲所示。他要求所制的温度计的测量范围是0~100℃，且在水温是100℃时，电压表指针偏转达到最大位置。根据特性曲线，他设计的水温温度计的电路如图乙所示，图中的定值电阻R0=100Ω，电压表的量程是0~3V。电源电压稳定。

(1)根据特性曲线，该热敏电阻在0℃、50℃、100℃时，阻值分别为多大？

(2)通过计算说明，当水温是0℃时、100℃时，电压表的指针指示是多少？

参考答案

1．B

2．C

3．B

4．D

5．C

6．D

7．A

8．D

9．A

10．A

11．C

12．B

13．B

14．C

15．C

16．大    500    b   

17．弹簧长度    接入电路的滑动变阻器的阻值   

18．120℃

19．满刻线    位置不变    R1        5    右    不均匀   

20．(1)0.8s；(2)0.1kg

21．

将热敏电阻与多用电表串联，将热敏电阻用薄膜包裹，将其侵入不同温度的水中，将温度及电阻读数依次记录，将表盘的电阻刻度换成相应的温度值即可。

22．（1）1.5×10－2

（2）1250

23．(1) 500Ω、150Ω、100Ω；(2)1V；3V