物理选择性必修 第二册1 认识传感器练习

第五章分层作业27　认识传感器　常见传感器的工作原理

A级 必备知识基础练

1.有一些洗手间装有自动干手机,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,手靠近自动干手机能使传感器工作,是因为改变了(　　)

A.湿度

B.温度

C.磁场

D.电容

2.如图所示,RT为负温度系数的热敏电阻,R为定值电阻。若往RT上擦些酒精,在环境温度不变的情况下,关于电压表示数的变化情况,下列说法正确的是(　　)

A.变大

B.变小

C.先变大再变小,最后不变

D.先变小再变大,最后不变

3.位移传感器的工作原理如图所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑片P,通过电压表显示的数据,来反映物体M位移的大小x。假设电压表是理想电表,物体M不动时,滑片P位于滑动变阻器正中间位置,则下列说法正确的是(　　)

A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化

B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化

C.物体M不动时,电路中没有电流

D.物体M不动时,电压表没有示数

4.利用现代信息技术进行的实验叫作DIS实验,DIS由传感器、数据采集器和计算机组成。“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验的装置图如图所示,图中①所示的器材为(　　)

A.位移传感器

B.速度传感器

C.时间传感器

D.光电门传感器

5.(2023江苏天一中学高二期中)某小区门口新增了AI人脸识别机,当有人进入“人脸识别区”约0.5 m处时,摄像机会捕捉面部信息,对其面部特征进行快速核对,判断是否是业主。下列传感器可实现这一功能的是              (　　)

A.声传感器和压力传感器

B.光传感器和位移传感器

C.速度传感器和温度传感器

D.压力传感器和加速度传感器

6.图甲为某厂商生产的电容式电子体重计,其内部电路简化图如图乙所示,称重时,人站在体重计面板上,使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动,则下列说法正确的是(　　)

A.上层膜片下移过程中,电流表有b到a的电流

B.上层膜片下移过程中,电容器的电容增大,上下极板间的电压增大

C.上层膜片下移过程中,电容器的电容增大,所带电荷量减小

D.上层膜片稳定后,平行板电容器上下极板均不带电荷

7.(多选)如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻。当入射光强度增大时(　　)

A.电压表的示数增大

B.R2中电流减小

C.小灯泡的功率增大

D.电路的路端电压增大

8.图甲是一火警报警装置的一部分电路,其中R2是半导体热敏阻值(传感器),它的阻值R随温度t变化关系如图乙所示,该电路的输出端a、b接报警器。当传感器所在处出现火情时,通过理想电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比(　　)

A.I变大,U变大

B.I变小,U变小

C.I变小,U变大

D.I变大,U变小

B级 关键能力提升练

9.(多选)利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况。图甲为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器B能接收到发光元件A发出的光。当工件挡住A发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示。若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.2 m,则下列说法正确的是(　　)

A.传送带运动的速度是0.1 m/s

B.传送带运动的速度是0.2 m/s

C.该传送带每小时输送3 600个工件

D.该传送带每小时输送7 200个工件

10.(2023北京模拟)酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否饮酒的一种仪器,它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器,该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r'的倒数与酒精气体的浓度c成正比,则以下说法正确的是(　　)

A.U越大,表示c越小

B.U越大,表示c越大

C.检测到驾驶员喝了酒时,U的示数变小

D.U越大,表示检测到驾驶员喝酒越少

11.(多选)一种常见的身高体重测量仪如图所示,测量仪顶部向下发射波速为v的超声波,超声波遇障碍物经反射后返回,被测量仪接收,测量仪记录发射和接收的时间间隔。测量仪底部有一质量为m0的测重面板置于压力传感器上,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t0,此时输出电压为U0=km0g(g是重力加速度,k是比例常数)。当某同学站上测重台时,测量仪记录的时间间隔为t,输出电压为U,则              (　　)

A.该同学的身高为v(t0-t)

B.该同学的身高为v(t0-t)

C.该同学的质量为

D.该同学的质量为(U-U0)

参考答案

分层作业27　认识传感器　常见传感器的工作原理

1.D　解析 人是一种导体,可以与其他导体构成电容器。手靠近干手机时相当于连接一个电容器,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大小,故D正确;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温度、湿度的变化工作,它就成了室内烘干机。

2.D　解析 往RT上擦酒精后,酒精蒸发吸热,热敏电阻RT温度降低,电阻值增大,根据串联电路的分压特点知,电压表示数变小。当酒精蒸发完毕后,RT的温度逐渐升高到环境温度后不变,所以热敏电阻的阻值逐渐变小,最后不变,故电压表的示数将逐渐变大,最后不变。所以选项D正确。

3.B　解析 电压表为理想电表,则电压表不分流,故滑片移动时不会改变电路的电阻,也就不会改变电路中的电流,故A错误;电压表测的是滑片P左侧电阻分得的电压,故示数随物体M的移动即滑片的运动而变化,故B正确,C、D错误。

4.D　解析 光电门传感器能够测量并记录挡光片通过光电门的时间t,若挡光片的宽度为d,则瞬时速度v=,故D正确。

5.B　解析 根据题意,进行人脸识别需要使用光传感器和位移传感器,故选B。

6.A　解析 根据C=可知,上层膜片下移过程中d减小,电容C增大,由Q=CU知,电容器所带电荷量增大,电容需充电,因此电流表有b到a的电流,电容器两个极板与电源相连,上下极板间的电压不变,故A正确,B、C错误;上层膜片稳定后,平行板电容器上下极板与电源相连,均带电荷,故D错误。

7.ABC　解析 当入射光强度增大时,R3阻值减小,外电路电阻减小,R1两端电压因干路电流增大而增大,即电压表的示数增大,故A正确;干路电流增大,内电压增大,所以电路的路端电压减小,故D错误;由路端电压减小且R1两端电压增大知,R2两端电压必减小,则R2中电流减小,故B正确;干路电流增大,R2中电流减小,流过小灯泡的电流必增大,所以小灯泡的功率增大,故C正确。

8.D　解析 当传感器所在处出现火情时,温度升高,R2的阻值减小,故外电阻减小,干路电流增大,内电压、R4两端的电压均增大,故a、b两端电压减小;内电压、R4两端电压、R1两端电压均增大,故并联电路的电压减小,通过R3的电流减小,而总电流增大,所以R2上通过的电流增大,故D正确。

9.BC　解析 有工件通过时,挡住A射向光传感器B的光,B的电阻增大,输出一个高电压,所以两相邻工件通过时间t=1s,传送带的速度v=m/s=0.2m/s,每小时传送工件3600个。

10.B　解析 图中酒精传感器与R、R0串联,电压表测R0两端的电压,U越大,说明电路中电流越大,酒精传感器的电阻减小,由题意可知,酒精气体传感器电阻r'的倒数与酒精气体的浓度c成正比,可知,c越大,故A错误,B正确;检测到驾驶员喝了酒时,c增大,r'减小,电路中总电阻减小,电路中电流增大,则U的示数增大,故C错误;由上分析可知,U越大,c增大,表示检测到驾驶员喝酒越多,故D错误。

11.BD　解析 由题意,当测重台没有站人时,有2x=vt0,站人时,有2(x-h)=vt,解得人的身高h=v(t0-t),故A错误,B正确;无人站立时,U0=km0g,有人时,U=k(m0g+mg),解得m=(U-U0),故C错误,D正确。