2021学年第3节 大显身手的传感器当堂检测题

5.3大显身手的传感器同步练习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．电子秤使用的是

A．超声波传感器 B．温度传感器 C．力传感器 D．光传感器

2．随着科学技术的不断发展，使用“传感器”进行控制的家用电器日益普及，我们日常生活中的空调器和电冰箱都使用了　　

A．压力传感器 B．红外线传感器 C．生物传感器 D．温度传感器

3．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

4．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

5．在突发流行性疾病期间，许多公共场合都使用一种非接触式的仪器快速测量体温．该仪器使用的传感器是 (        )

A．压力传感器 B．红外线传感器 C．声音传感器 D．生物传感器

6．电视机遥控系统中接收信号的设备用的是哪种类型的传感器(　　)

A．电容式传感器 B．电感式传感器

C．电压式传感器 D．红外线传感器

7．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，电热水壶有水烧干自动断电装置，电热水壶内实现这一功能的传感器是（　　）

A．力传感器 B．温度传感器 C．声传感器 D．光传感器

8．如图所示，会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图:罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光,呈现高阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是(　　)

A．进入罩内的烟雾遮挡住了光线，使光线三极管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报

B．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报

C．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报

D．以上说法均不正确

9．传感器的应用改变了我们的生活，没有传感器，就不可能有现代化的自动控制技术，下列有关传感器的判断正确的是(　　)

A．传感器是将电学量(如电压、电流等)转化成非电学量(如压力、温度、位移等)的装置

B．温度传感器中使用到的热敏电阻是利用了一些半导体材料在温度发生变化时电阻不变这一特性而制成的

C．空调机、电冰箱、微波炉和消毒柜等家用电器几乎都要用到红外线传感器

D．卫星遥感、家电遥控系统、生命探测器等使用的是红外线传感器

10．电磁炉里面安装了温度感应装置，可以感应器皿温度的变化，控制加热的温度，这种装置最重要的元件是热敏电阻，其特点是(　　)A．温度变化，电阻值随之变化

B．温度变化，电阻内部会产生感应电流

C．温度变化，电阻值保持恒定

D．以上说法都不对

11．某力敏电阻的阻值随着压力的增大而线性减小。一同学利用该力敏电阻设计了判断小车在水平方向上运动状态的装置。其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块档板固定在绝缘小车上，之间放置一个光滑绝缘重物M，重物与挡板之间通过轻弹簧连接。某次实验中，电流表示数随时间变化关系如图乙所示、已知0-t1时间内，小车处于静止状态，则（　　）

A．0~t1时间内，弹簧处于压缩状态

B．t1~t2时间内，小车的加速度随时间均匀减小

C．t2~t3时间内，小车可能向左做匀减速直线运动

D．t2~t3时间内，小车可能向左做加速度增大的加速直线运动

12．图甲虚线框内所示是电子秤测量部分的原理图，压力传感器的电阻R随压力F的变化如图乙所示。开关闭合后，压力传感器两端的电压恒为6.0 V。电流表的量程为0.6 A。电表的内阻、踏板和压杆的质量可以忽略不计。则电子秤（　　）

A．最大称量值为1500 N B．压力传感器的电阻最小为0

C．空载时，电流表的读数为20mA D．称重为900N时，电阻R为110Ω

13．下列器件应用光传感器的是

A．话筒 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤

14．传感器是一种采集信息的重要器件，图为测定压力的电容式传感器，将电容器、灵敏电电流表、电源连接．施加力的作用使电极发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流计指针偏转．在对膜片开始施加恒定的压力到膜片稳定，灵敏电流表指针的偏转情况为（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏）

A．向右偏到某一刻度后不动 B．向左偏到某一刻度后不动

C．向右偏到某一刻度后回到零刻度 D．向左偏到某一刻度后回到零刻度

15．随着科学的发展与生活水平的提高，传感器已经进入日常生活．如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻（随光照强度的增强，阻值减小）、为定值电阻，接监控装置．则下列说法正确的是

①当有人通过遮蔽光线时，之间的电压升高

②当有人通过遮蔽光线时，之间的电压降低

③当仅增大的阻值时，之间的电压升高

①当仅减小的阻值时，之间的电压升高

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

二、填空题（共4题）

16．说明下列各种场合分别选用的传感器：

(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路是______。

(2)马路两侧的路灯控制电路是________。

(3)气垫导轨上用的光电门是________。

(4)楼梯灯控制电路是________________。

(5)宾馆的自动门是________________。

(6)非接触式体温计是______________。

(7)遥控电视机的接收器是______________。

17．电饭煲的工作原理如图所示，可分为两部分，即控制部分：由S2、R1和黄灯组成．工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁铁限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时，自动断开，且不能自动复位(闭合)，S2是一个双金属片自动开关，当温度达到70～80 ℃时，自动断开，低于70   ℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过的电流必须较小，所以R1、R2起________作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70 ℃，所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接通电源并按下S1后，黄灯灭而红灯亮，R3发热，当温度达到70～80 ℃时，S2断开，当温度达到103 ℃时饭熟，S1断开，当温度降到70 ℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”或“＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象．

18．电动机的自动控制电路如图所示，其中为热敏电阻，为光敏电阻，当温度升高时，的阻值远小于；当光照射时，其阻值远小于，为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中的虚线框内应选____门逻辑电路；若要提高光照时电动机启动的灵敏度，可以___的阻值（填“增大”或“减小”）．

19．学习了传感器之后，某物理兴趣小组找到了一个型金属热电阻，想利用热电阻的阻值随温度的升高而增大的特点来制作一个简易的温度计。兴趣小组查到了该热电阻的阻值随温度变化的一些信息如图甲所示。他们准备的实验器材如下：干电池，电动势为，内阻不计；灵敏毫安表，量程，内阻为；滑动变阻器；开关、导线若干。

（1）若直接将干电池、开关、灵敏毫安表、金属热电阻串接成一个电路作为测温装置，则该电路能测的最低温度为__________。

（2）现在该实验小组想让测温范围大一些，能从开始测，他们又设计了如图乙所示的电路图，并进行了如下操作：

a. 将金属热电阻做防水处理后放入冰水混合物中，过了一段时间后闭合开关，调节滑动变阻器，使毫安表指针满偏；

b. 保持滑动变阻器接入电路的电阻不变，他们在实验室中找来了一瓶热水，他们把金属热电阻放入其中，过了一段时间后闭合开关，发现毫安表的读数为，则测得热水的温度为__________。（保留2位有效数字）

c. 写出毫安表的电流值和温度的关系式__________。

d. 根据关系式将毫安表刻度盘上的电流值改写为温度值。

（3）若干电池用久了后其电源电动势不变，而其内阻变大，不能忽略不计了，其他条件不变。若用此温度计前进行了（2）中a步骤的操作进行了调节，测量结果将会__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

三、综合题（共4题）

20．如图所示是一个应变式力传感器，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片。结合力传感器的特点，叙述它的工作原理。

21．某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力。试推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。

22．某研究性学习小组为了测量物体的质量，找到一个力电传感器，该传感器的输出电压与受压面的压力成正比（比例系数为k），如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0，然后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U．现有力电传感器、质量为的砝码、电压表、滑动变阻器和电池各一个，开关及导线若干，待测物体（可置于力电转换器的受压面上），请完成对该物体质量的测量．

（1）设计一个电路，要求力电转换器的输出电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，请画出完整的测量电路图．

（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m．

（3）请写出实验中可能影响实验结果的因素．

23．光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用．街道路灯自动控制就是应用之一，如图所示电路为模拟电路，其中A为一光敏电阻，B为电磁继电器，C为电流放大器，D为路灯．请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果．

参考答案：

1．C

2．D

3．D

4．C

5．B

6．D

7．B

8．B

9．D

10．A

11．AD

12．C

13．B

14．C

15．C

16．     温度传感器     光传感器     光传感器     光传感器和声传感器     红外线(光)传感器     红外线(光)传感器     红外线(光)传感器

17．     限流     闭合的     >

18．或，增大

19．     75     94          不变

20．在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小。力F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小。传感器把这两个电压的差值输出。力F越大，输出的电压差值也就越大。

21．

22．（1）（2）见解析；（3）力电转换器作为一种测量装置就有量程和零误差问题，所以实验中可能会出现的问题有：①待测物体质量超出转换器量程；②因电源电压不够而输出电压调不到零。

23．