人教版 (2019)选择性必修 第二册1 认识传感器学案

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考点一 传感器的原理和分类
1．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→转换电路→电学量→转换元件
B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量
C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量
D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量
C [传感器工作的一般流程为非电学量eq \(――→,\s\up7(被))敏感元件eq \(―――――――――→,\s\up7(感知，然后通过))转换元件eq \(―――――――――――――→,\s\up7(转换成电信号，再通过))转换电路eq \(――――――――――→,\s\up7(将此信号转换成),\s\d5(易于传输或测量的))电学量，选项A、B、D错误，C正确。]
2．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，利用的传感器是( )
A．生物传感器 B．红外传感器
C．温度传感器 D．压力传感器
B [自动门实际使用的是红外传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开门，故B正确。]
3．电视机中有一个传感器，能将遥控器发出的红外线信号转化为电信号，下列装置中也利用了这种传感器的是( )
A．电话机的话筒
B．楼道里的声控开关
C．空调中的遥控接收器
D．冰箱中的温控器
C [用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。电话机的话筒是将声音转化为电信号，故A错误；楼道中照明灯的声控开关将声信号转化为电信号，故B错误；空调机接收遥控信号的装置将光信号转化为电信号，故C正确；冰箱中控制温度的温控器将温度转化为电信号，故D错误。]
4．如图所示，电吉他的弦是磁性物质，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是( )
A．电吉他是光电传感器
B．电吉他是温度传感器
C．电吉他是声音传感器
D．弦改用尼龙材料，原理不变
C [由电吉他发声原理可知是将声音变化转变为电流的变化，选项C正确，A、B、D错误。]
5．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
A [B、C、D电路中，温度升高到某一设定值时，传感器会断开，但整个电路不会断开。A电路中，电源开关S闭合后，消毒柜开始工作，当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，整个电路也断开，所以选项A正确。]
6．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是( )
A．红外报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
A [用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。红外线报警装置是感应红外线转换成电学量，从而引起报警，而遥控器调换电视机的频道的过程，也发出红外线，故A正确；走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不正确；自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不正确；电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不正确。]
考点二 常见传感器
7．居民楼的楼道里，夜里只是偶尔有人经过，电灯如果总是亮着会造成很大浪费。科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”，当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开。若将这两种开关配合使用，下列电路符合要求的是( )
A B
C D
D [根据题意可得，声控开关和光控开关串联后共同控制灯泡，即用导线将各元件依次连接起来，故选D。]
8．许多饮水机，可以保证出水温度恒定，采取的方法是( )
A．持续加温
B．设定程式，固定各次加温时间及加热时间间隔
C．水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热
D．人工控制加温按钮
C [饮水机温度控制系统以调节饮水机中水的温度为目的，其输入参数主要是水温信号和设置的设定温度。输出信号主要是温度显示、声光报警和执行加热。工作时传感器将温度传给单片机，当水温低于设定温度时，单片机控制加热模块加热，当温度高于设定温度时，继电器断开，加热停止，从而实现温度控制的目的，故选C。]
9．(多选)如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图。图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R。当油箱内油面下降时，下列分析正确的有( )
A．触点O向下滑动
B．触点O向上滑动
C．电路中的电流增大了
D．电路中的电流减小了
BD [当油箱内油面下降时，浮标下降，由杠杆可以看出触点O向上滑动，变阻器R的阻值变大，电流减小，所以选项A、C错误，B、D正确。]
(建议用时：15分钟)
10．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变
D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
B [当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号变化为电信号，是根据电磁感应原理工作的，故A错误，B正确；膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量是周期性变化的，故C错误；膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，故D错误。]
11．惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度计构造原理的示意图如图所示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块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eq \f(ks,m)
B．方向向右，大小为eq \f(ks,m)
C．方向向左，大小为eq \f(2ks,m)
D．方向向右，大小为eq \f(2ks,m)
D [当指针向左偏离O点的距离为s时，与滑块相连的左边弹簧被压缩s，右边弹簧被拉伸s，因而弹簧对滑块的弹力的大小均为ks，且方向均水平向右，即滑块受到的合力大小为2ks，方向水平向右。由牛顿第二定律可知D正确。]
12．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球。K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( )
A．正在增加，eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(mgd,2q)
B．正在增加，eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(mgd,nq)
C．正在减弱，eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(mgd,2q)
D．正在减弱，eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(mgd,2nq)
B [K闭合时传感器上恰好无示数，说明小球所受电场力和重力平衡，由于小球带正电，所以电容器上极板为负，由楞次定律，可知线圈中的磁场B正在增加。根据分析列出方程：mg＝eq \f(qU,d)＝qneq \f(ΔΦ,Δtd)，解得eq \f(ΔΦ,Δt)＝eq \f(mgd,nq)，可见B选项正确。]
13．如图所示，甲图是录音机的录音电路原理图，乙图是研究自感现象的实验电路图，丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁图是电容式话筒的电路原理图，下列说法错误的是( )
A．甲图中录音机录音时，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．丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化
D．丁图电路中，当声波使膜片振动时，电容发生变化，会在电路中产生变化的电流
B [磁带录音机的录音原理是：录音时，将电信号转换为磁信号，故A正确；乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡立即熄灭，故B错误；光电三极管也是一种晶体管，它有三个电极，当光照强弱变化时，电极之间的电阻会随之变化。当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化，故C正确；电容话筒利用振膜接受空气振动信号 ，振膜与固定的平面电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容容量的变化，在电容两端施加固定频率及大小的电压，通过电容的电流就会变化，故D正确。本题选错误的，故选B。]