高中物理沪科版（2020）选修第二册第九章 传感器第二节 常见传感器的工作原理习题

这是一份高中物理沪科版（2020）选修第二册第九章 传感器第二节 常见传感器的工作原理习题，共8页。试卷主要包含了当你走近某些宾馆，图7是观察电容器放电的电路，传感器已广泛应用在生产，新冠病毒疫情已被我国有效控制，电子打火机的点火原理是压电效应，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，如图为电路原理图。图中，直流电源电动势为3V，内阻可不计，R为可变电阻，RG为光敏电阻，其在不同照度下的阻值如下表（照度是描述光的强弱的物理量，光越强照度越大，lx是它的单位）。若控制开关两端电压升至2V时将自动开启照明系统，则以下说法正确的是（ ）
A．若将R接入电路的阻值调整为20 k，则当照度降低到0 lx时启动照明系统
B．若要使照明系统在照度降低到0.8 lx时启动，则要将R接入电路的阻值调整为46 k
C．R接入电路的阻值不变时，照度越大，控制开关两端的电压越大
D．若要在光照更暗时启动照明系统，应将R接入电路的阻值调大
2．与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。下列说法中正确的是( )
A. 若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作
B. 换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作
C. 琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化
D. 拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号
3．当你走近某些宾馆．酒店的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上．你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息( )
A．温度B．紫外线C．可见光D．红外线
4．图7是观察电容器放电的电路。先将开关S与1端相连，电源向电容器充电，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，在屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图8所示。则下列判断正确的是
A. 随着放电过程的进行，该电容器的电容逐渐减小
B. 根据I-t曲线可估算出该电容器的电容大小
C. 根据I-t曲线可估算出电容器在整个放电过程中释放的电荷量
D. 电容器充电过程的I-t曲线电流应该随时间的增加而增大
5．传感器已广泛应用在生产．生活中，下列关于传感器的说法正确的是
A．火警报警器使用了压力传感器
B．冰箱控温系统使用了温度传感器
C．商场里的自动门使用了光传感器
D．夜间自动打开的路灯使用了温度传感器
6．新冠病毒疫情已被我国有效控制。为了战胜疫情，我们的志愿者在社区．机场等公共场所不顾个人安危，为行人量体温．查信息，严防死守，确保一方平安。志愿者使用的体温探检器通过非接触的方法感应人体的体温以此来排查新型冠状病毒的疑似感染病例。请问这种体温探检器是利用了哪种电磁波的特性（ ）
A．红外线B．紫外线
C．X射线D．γ射线
7．电子打火机的点火原理是压电效应．压电片在受到压力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电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
8．如图所示，图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=（a．b为大于零的常数），其图象如图2所示，那么图3．图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是
A. ①和③B. ①和④C. ②和③D. ②和④
9．下列说法正确的是（）
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制 电路的通断
C．街边的路灯夜晚自动亮白天自动熄灭是利用了热敏电阻实现自动控制
D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值一定越大
10．交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测器使用的传感器是（ ）
A．温度传感器 B．压力传感器 C．湿度传感器 D．气体传感器
11．用电流传感器研究自感现象的电路如图甲所示，线圈L中未插入铁芯，直流电阻为R。闭合开关S，传感器记录了电路中电流i随时间t变化的关系图象，如图乙所示，t0时刻电路中电流达到稳定值I。下列说法中正确的是（ ）
A. t=t0时刻，线圈中自感电动势最大
B. 若线圈中插入铁芯，上述过程电路中电流达到稳定值经历的时间小于t0
C. 若线圈中插入铁芯，上述过程中电路达到稳定时电流值仍为I
D. 若将线圈匝数加倍，上述过程中电路达到稳定时电流值仍为I
12．传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力．温度．光．声．化学成分等物理量，并把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量（通常是电压．电流等电学量），或转换为电路的通断。空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是（ ）
A. 力传感器B. 温度传感器
C. 光传感器D. 声传感器
13．如图所示为一种常见的身高体重测量仪测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔质量为的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为，输出电压为，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学的身高和质量分别为
A.
B.
C.
D.
14．在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，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．手靠近干手机能使传感器工作，是因为 ( )
A．改变了湿度 B．改变了温度
C．改变了磁场 D．改变了电容
15．许多楼道照明灯具有这样的功能：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，它的控制电路中可能接入的传感器是( )
①温度传感器 ②光传感器 ③声音传感器 ④热传感器
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
参考答案与试题解析
1．【答案】D
【解析】【来源】2021届浙江省宁波市镇海中学高三（下）5月选考适应性测试物理试题
A．将R接入电路的阻值调整为20 k，则当照度降低到0 lx时RG为20 k，此时控制开关两端电压升为总电压一半1.5V，还未启动照明系统，故A错误；
B．使照明系统在照度降低到0.8 lx时启动，根据串联电路特点，将R接入电路的阻值调整为
解得
故B错误；
C．R接入电路的阻值不变时，照度越大，光敏电阻阻值变小，分压变小，故C错误；
D．若要在光照更暗，光敏电阻更大时启动照明系统，根据串联电路特点可知，应将R接入电路的阻值调大，故D正确。
故选D。
2．【答案】D
【解析】试题分析：电吉他是将琴弦与线圈所围成的面积放入于磁场中，当琴弦振动时所围成面积的磁通量发生变化，导致线圈产生感应电流，最后通过扩音器放大经扬声器播出．
若失去磁性则无法产生电磁感应，因此吉他不能正常工作，故A错误；电吉他不可以使用尼龙线做琴弦．若是尼龙线则不能构成回路，故B错误；琴弦振动时，线圈中产生感应电流的大小和方向均是变化的，若是恒定，则声音全是一种调，更何况也不可是恒定电流的，故C错误；电吉他是属于磁生电的应用，是根据电磁感应原理工作的．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号，故D正确．
3．【答案】D
【解析】【来源】黑龙江省大庆四中2018-2019学年高二下学期第二次月考物理试题
【详解】
人走向门口时，门会自动打开，是因为安装了红外线传感器。从而能感知红外线，导致门被打开，故选D。
4．【答案】C
【解析】
5．【答案】B
【解析】【来源】2017-2018学年 物理 人教版 选修2-1 6.4 传感器 同步练习
【详解】
A．火警报警器使用了温度传感器，故A错误。
B．冰箱控温系统使用了温度传感器，故B正确。
C．一般人体都有恒定的体温，一般在37℃，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的人走向门口时，门会自动打开，是因为安装了红外线传感器从而能感知红外线，导致门被打开，故C错误。
D．灯要求夜晚亮．白天熄则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现动控制，因此是利用半导体的光敏性，即为光电传感器，故D错误。
故选B。
【点睛】
本题考查各种传感器的特点．工作原理，以及在仪器设备中的应用，属于对基础知识点的考查，多加积累即可．
6．【答案】A
【解析】【来源】2020届上海市青浦区高三（下)二模物理试题
【分析】
【详解】
体温探检器是利用了红外线的辐射原理，故A正确BCD错误。
故选A。
7．【答案】C
【解析】【来源】2017-2018学年高二物理粤教版选修3-2章末综合测评3
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，故选项AD错误，选项BC正确．故选BC.
8．【答案】C
【解析】试题分析：电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，由．与得：Q与C成正比，而C与d成反比，则E与d成反比，所以E与Q成正比．则由Q与t关系可得，E与t的关系：选第②；Q随时间t的变化关系为又由于Q与d成反比．所以d与t成线性关系．故选第③
故选C
考点：考查了常见传感器工作原理
点评：运用各公式去寻找变量间的关系，最终得出正确答案．
9．【答案】B
【解析】
10．【答案】D
【解析】
11．【答案】C
【解析】
【详解】A．t=t0时刻，线圈中电流稳定，自感现象消失，线圈中没有自感电动势，故A错误；
B．若线圈中插入铁芯，线圈自感系数增大，自感现象延长，所以若线圈中插入铁芯，上述过程中电路中电流达到稳定值经历的时间大于t0，故B错误；
C．线圈中插入铁芯，但线圈的直流电阻不变，所以稳定时电流不变，故C正确；
D．若将线圈匝数加倍，线圈直流电阻增大，稳定时电流减小，故D错误。
故选C。

12．【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是温度传感器，所以B正确；ACD错误；
故选B。
13．【答案】D
【解析】
14．【答案】D
【解析】【来源】2012届江苏省高三高考一轮复习第十章第3单元物理试题（带解析)
解析：根据自动干手机工作的特征，手靠近电热器开始工作，手撤离电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容．手靠近时相当于连接一个电容，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．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湿度．温度的变化而工作就成了室内烘干机．
15．【答案】B
【解析】
照度/lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻RG/k
75
40
28
23
20
18