5.1 认识传感器基础巩固 2021—2022 学年高中物理人教版（2019）选 择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．如图所示是电吉他的示意图，在吉他上装有线圈，琴弦是磁性物质．当弦振动时，线圈中产生的感应 电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来．下列关于电吉他说法正确的是 A．工作原理是电流的磁效应 B．琴弦可以用尼龙材料制成 C．利用光电传感器将力学量转换为电学量 D．线圈中产生的感应电流大小和方向均变化 2．下列关于传感器的说法正确的是（） A．所有传感器都是由半导体材料做成的 B．金属材料也可以制成传感器 C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 D．以上说法都不正确 3．机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前 会自动避让并及时转弯。下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是(　　) A．该机器人“眼睛”利用了光传感器 B．该机器人“眼睛”利用了力传感器 C．该机器人“眼睛”利用了温度传感器 D．该机器人“眼睛”利用了声音传感器 4．下列有关传感器叙述，正确的是（　　） A．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作 B．红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作 C．红外线传感器就是温度传感器 D．传感器是将电学量转换成非电学量的一种元件 5．如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图．当动极板和定极板之间的距离 d 变化时， 电容 C 便发生变化，通过测量电容 C 的变化就可知道两极板之间距离 d 的变化的情况．在下列图中能正确 反映 C 与 d 之间变化规律的图象是(　　) A． B． C． D． 6．下列说法正确的是（　　） A．水银温度计是一种传感器 B．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件 D．传感器是将力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具 7．为了防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多装有一个传感器，该传感器是（　　） A．气体传感器 B．声音传感器 C．压力传感器 D．光传感器 8．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（　　） 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 9．美国科学家 WillardS。Boyle 与 GeorgeE．Smith 因电荷耦合器件（CCD）的重要发明荣获诺贝尔物理学 奖。CCD 是将光学量转变成电学量的传感器。下列可将光学量转化为电学量的传感器为（　　） A．热敏电阻 B．电视机遥控接收器 C．霍尔元件 D．双金属片 10．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光， 该开关中有两种传感器，它们可能是( ) A．光敏电阻和驻极体话筒 B．金属热电阻和光敏电阻 C．热敏电阻和霍尔元件 D．热敏电阻和光敏电阻 11．电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称为“霍 尔转把”，属于传感器非接触控制.转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲开启电源时，在霍尔器 件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙.随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍 尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙.以下关于“霍尔转把”叙述正确的是（　　） A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为 N、S 极 B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快 C．图乙中从霍尔器件的左、右侧面输出控制车速的霍尔电压 D．若霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制 12．如图是智能称重地磅，它使用方便快捷、计量精度高、反应速度灵敏、移动方便，这种地磅安装了应 变式力传感器，下列关于应变式力传感器的说法不正确的是（ ） A．应变片是由半导体材料制成 B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小 C．传感器输出的是应变片上的电压 D．外力越大，输出的电压差值也越大 13．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，R1 为光敏电阻、R2 为定值电阻，A、B 接监控装置，则下列说法正确的是 ① 当有人通过而遮蔽光线时，A、B 间的电压增大 ② 当有人通过而遮蔽光线时，A、B 间的电压减小 ③ 当仅增大 R2 的阻值时，A、B 间的电压增大 ④ 当仅减小 R2 的阻值时，A、B 间的电压增大 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 14．如图所示电路中，电流表和电压表均是理想交流电表，变压器是理想变压器．P 处有一个与灯泡 L2 串 联的干簧管，原来 P 处没有磁场．现在让条形磁铁的一端靠近 P 处，则以下说法正确的是（ ） A．干簧管与日光灯电路中的启动器工作原理完全相同，在电路中发挥的作用也相同 B．电压表 V1 的示数不变，电流表 A1 的示数变大 C．电压表 V2 的示数增加、电流表 A2 的示数增加 D．若电压表 V3 的示数是 5 伏，则铁芯中磁通量变化率的最大值是 5 2wb / s 15．近年来，酒驾几乎成为一种“社会公害”．2011 年 2 月 25 日十一届全国人大常委会在京闭幕，会议通过 了刑法修正案，将醉酒驾车列为犯罪．交警用来检测酒驾的酒精测试仪的工作原理如图所示，其中 P 是半 导体型酒精气体传感器，该传感器的电阻 R0 r� 的倒数与酒精气体的浓度 C 成正比， 为定值电阻．以下关于 电流表的示数 I 与酒精气体浓度 C 之间关系的图象，正确的是( ) A． C． B． D． 二、填空题（共 4 题） 16．某同学学习传感器后，用电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关、导线等仪器设计了一个高温报警器， 要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警．电路如图所示，图中仪器还不完整，请完成以下问题： （1）图中的甲还需要放入的元件是_； A．二极管 C．NTC 热敏电阻（阻值随温度升高而减小） B．光敏电阻 D．PTC 热敏电阻（阻值随温度升高而增大） （2）电路正确连接之后，该同学调试过程发现报警时温度比预期偏高了一点点，要求在温度更低一点时 就开始报警，则需要调节滑动变阻器的滑动头往___移动一点。 17．如图所示为电容式位移传感器的示意图，物体沿左右方向运动时，电容将发生变化．如果实验测量出 电容器的电容变大，那么被测物体向______运动（填写“左”或“右”）;如果把图中的电介质板换成介电常数 更大的材料，当物体沿左右方向运动时，传感器的灵敏度___________．（填写“变大” “不变”或“变小”,灵敏 度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标化量大小之比．） 18．在“用 DIS 研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，使用的是______传感器，采集数据绘制 B-d 图线， 得出结论：在螺线管的中间位置一定范围内，磁感应强度______。 19．图所示是利用 DIS 测定电动机效率的电路，试完成下列问题： （1）图中方框 A、B、C 分别为：_______、___________、_____________； A，B，C（选填“电压传感器”、“电流传感器”和“数据采集器”）； （2）在实验中，通过 B、C 测得的物理量的数值分别是 X、Y，电动机的内阻为 r，则此时电动机的输入 功率的表达式 P 入=______； （3）在实验中，电动机的转动使质量为 m 的物体在 t 时间内匀速上升了 h 高度，则电动机的效率 η=________。（重力加速度为 g） 三、综合题（共 4 题） 20．调查学校和你居住的社区里有哪些地方用到了传感器。在老师的指导下，了解其物理原理。 21．请列举一个你认为很“神奇”的利用传感器工作的例子，简单说明它的原理。 22．以下工作中，你认为要用什么传感器？ (1)让孵化器在一定温度下孵化禽蛋； (2)电梯超出负载时，发出报警提示； (3)使汽车排放符合国家标准的尾气。 23．参考“信息浏览”中所列的敏感元件，到电子元件市场调查有哪些敏感元件可以用来做传感器。观察各 种敏感元件，了解它们的型号、价格和用途，写一份调查报告，并与同学交流。 参考答案 1．D 【详解】 试题分析：工作原理是电磁感应，选项 A 错误；琴弦是磁性物质，故不能用尼龙材料做成，选项 B 错误； 该装置将力学量转换成了电学量，但它不是利用光电传感器，选项 C 错误；线圈中产生的感应电流会随弦 的振动而变化，不但大小变化，而且方向也变化，故选项 D 正确． 2．B 【详解】 半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度传感器， A 错误，B 正确； 传感器主要是感知力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并将其转换成电压、电流等电学量或电路的 通断，从而传递信号，CD 错误. 故选 B 3．A 【详解】 遇到障碍物会绕开，说明该机器人“眼睛”利用了光传感器，故选项 A 正确，选项 BCD 错误。 故选 A。 4．B 【详解】 A．交警使用的酒精测试仪主要目的是测量酒精度，它是酒精气体传感器，它的阻值随酒精浓度的变化而 变化，不是利用压力工作的，故 A 错误； B．红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作，故 B 正确； C．红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作，不是温度传感器，故 C 错误； D．传感器是将非电学量转换成电学量的一种元件，故 D 错误。 故选 B。 5．A 【详解】 理解影响电容的因素，电容的决定式 C  变化． S ，可知电容与板间距离成反比，所以能正确反映 c 与 d 之间 4 kd 6．D 【详解】 C．电视遥控接收器中使用了红外线传感器，故 C 错误； ABD．传感器能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便 于传送和处理的可用信号输出，通常转换成的可用信号是电压、电流等电学量，或转换为电路的通断，故 AB 错误，D 正确。 故选 D。 7．D 【详解】 当有烟雾时，光会发生漫反射，火灾报警器将光信号转换成电信号，从而发出警报。所以该传感器是用光 传感器实现报警的。 故 D 正确。 8．B 【详解】 A．磁带录音机的录音原理是：录音