5.1 认识传感器同步练习 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．许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺．在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，这种 检测方法使用的传感器，应为传感器中的哪一类(　　) A．物理传感器 B．化学传感器 C．生物传感器 D．温度传感器 2．关于传感器，下列说法正确的是(　　) A．金属材料不可以制成传感器 B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号 C．传感器都是通过感知电压的变化来传递信号的 D．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的 3．传感器的输出量通常为（ A．非电量信号 ） B．电量信号 C．位移信号 D．光信号 4．温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的.图甲所示为 某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势 E  9.0 V ，内电阻不计，G 为灵敏电流表，其内阻 Rg 保持不变；R 为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示.闭合开关 S，当 R 的温度等于 20℃时，电 流表示数 A． 60℃ I1  2 mA ；当电流表的示数 B． 80℃ I 2  3.6 mA 时，热敏电阻的温度是（　　） C． 100℃ D． 120℃ 5．磁传感器是将磁信号转变为电信号的仪器.如图所示，将探头放在磁场中，可以很方便的测量磁场的强 弱和方向.探头可能是（ A．感应线圈 ） B．热敏电阻 C．霍尔元件 D．干簧管 6．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 7．如图，在电路中接一段钨丝（从旧白炽灯中取出），闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加 热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是 （　　） A．该传感器利用了钨丝的化学性质 B．该传感器的原理是把电学量（电阻）转换为热学量（温度） C．该传感器的敏感元件是钨丝，转换元件是灯泡 D．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性 8．许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控 制灯的“开关”传感器，下面有关该传感器的说法中正确的是 ( 　　 ) A．该传感器能够测量的物理量是位移和温度 B．该传感器能够测量的物理量是位移和光强 C．该传感器能够测量的物理量是光强和声音 D．该传感器能够测量的物理量是压力和位移 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，这种传感器的作用是控制电路的通断 C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电流这个电学量 D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，温度升高，它的电阻值变大 10．如图所示，Rt 为金属热电阻，R1 为光敏电阻，R2 和 R3 均为定值电阻，电源电动势为 E，内阻为 r，V 为 理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是 A．金属热电阻温度升高，其他条件不变 B．金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变 C．光照增强，其他条件不变 D．光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变 11．如图为一种延时开关示意图，M 和 N 是绕在同一个铁芯上的两个线圈，其中 M 与电源 E、开关 S 构成 回路，N 的两端用导线 ab 直接连起来。当闭合 S 后，铁芯吸住衔铁 A，开关触头 B 就将高压电路接通；当 断开 S 时，衔铁仍被铁芯吸住，一会儿后才被弹簧 C 拉上去，从而实现延时断开电路的目的。下列说法正 确的是（　　） A．起延时效果的主要部件是线圈 M B．闭合 S 电路稳定工作后，导线 ab 中有从 a 流向 b 的感应电流 C．断开 S 瞬间，导线 ab 中有从 a 流向 b 的感应电流 D．电源 E 的正负极对调接入后，该装置就没有延时效果 12．电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置。由于电容器的电容 C 取决于极板正对面积 S 、极板间距离 d 以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变 化，从而又可推出另一个物理量的值的变化，如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器 的作用，下列说法不正确的是（　　） A．甲图的传感器可以用来测量角度 B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度 C．丙图的传感器可以用来测量压力 D．丁图的传感器可以用来测量速度 13．测定压力变化的电容式传感器如图所示， A 为固定电极， B 为可动电极，组成一个电容大小可变的电 容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电 容。现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中，当待测压力增大时（ ） A．电容器的电容将减小 B．电阻 R 中没有电流 C．电阻 R 中有从 a 流向 b 的电流 D．电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流 14．下列情况中，应用了温度传感器的是(   ) A．夜间自动打开的路灯 B．商场里的自动玻璃门 C．电视遥控器 D．自动恒温冰箱 15．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿 z 轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度 B=B0+kz（B0、k 均为常数，且 k＞0）。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流 I 不变（方向 如图所示），当物体沿 z 轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在 y 轴方向的上、下表面的电势差 U 也不同。则（　　） A．磁感应强度 B 越大，霍尔元件的前、后表面的电势差 U 越大 DU B．k 越大，传感器灵敏度（ D z ）越高 C．若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高 D．电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差 U 越小 二、填空题（共 4 题） 16．驻极体话筒由内部的驻极体________感受声波，其工作电压为________V。 17．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______。 18．某同学做 DIS 实验时用如图所示的电路，利用该电路可以测量小灯泡的________或者________． 19．青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯 电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照 射光较强(如白天)时电阻几乎为 0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器， 借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图所示.1、2 两接线柱 之间是励磁线圈，3、4 两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于 50 mA 时，电磁铁吸合 铁片，弹簧片和触点分离，3、4 断开；电流小于 50 mA 时，3、4 接通．励磁线圈中允许通过的最大电流 为 100 mA． (1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图 _______________________________ ． 光敏电阻 R1，符号 灯泡 L，额定功率 40 W，额定电压 36 V，符号 保护电阻 R2，符号 电磁开关，符号 蓄电池 E，电压 36 V，内阻很小；开关 S，导线若干． (2)回答下列问题： ① 如果励磁线圈的电阻 R 线为 200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________ V，保护电阻 R2 的阻值范围 为________ Ω. ② 在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱 3、4 之间从断开变为 接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明 _________________ ______________________________________________________________________． ③ 任意举出一个其他的电磁铁应用的例子_______________________________． 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．光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道的路灯自动控制开关就是其应用之一，如图所示为其模 拟电路，其中 A 为光电管，B 为电磁继电器，C 为照明电路，D 为路灯．试简述其工作原理． 22．动圈式话筒的内部结构如图所示，该装置能够将声信号转化为电信号流），再经扩音器放大后传给扬 声器。 （1）请尝试解释动圈式话筒将声信号转化为电信号的工作原理。 （2）如果这类动圈式话筒出现了故障，故障最有可能出现在什么地方？如何检测并排除故障？ 23．要完成以下工作，你认为要用什么传感器？ (1)电子秤称量物体的重力； (2)恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内； (3)楼道自动开关的功能是：晚上有人经过楼道，开关自动接通；白天不管是否有人经过楼道，开关都是断 开的．参考答案： 1．C 2．B 3．B 4．D 5．C 6．B 7．D 8．C 9．B 10．B 11．C 12．D 13．D 14．D 15．B 16． 塑料薄膜 17． 磁 18． 功率 19． 3~6 基本保持不变，可看做匀强磁场 电阻 ； 20； 把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左 160  520 侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4 之间接通；不吸合时，3、4 之间断开； 电磁起重机； 20． 楼道应用了声电传感器，将声音转换成电信号，可以控制灯泡的通断。 自动开关门应用了红外线传感器，当人靠近时，探测到人发出的红外线，从而转换为电信号，控制门的开 启与关闭。 21．光电传感器的使用原理，具体见答案 22． （1）当人对着话筒说话时，以人声通过空