5.3 传感器的应用举例同步练习 2021—2022 学年高中物理教科版 （2019）选择性必修第二册 一、选择题（共 15 题） 1．传感器的应用改变了我们的生活，没有传感器，就不可能有现代化的自动控制技术，下列有关传感器 的判断正确的是（ ） A．传感器是将电学量（如电压、电流等）转化成非电学量（如压力温度、位移等）的装置 B．热敏电阻的电压随温度变化而变化 C．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 D．光敏电阻在有光照射时，电阻会变小 2．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是(　　)A．温度传感器 B．压力传感 器 C．声音传感器 D．红外线传感器 3．空调机、电冰箱和消毒柜都使用了（ ） A．温度传感器 C．生物传感器 B．红外线传感器 D．压力传感器 4．传感器是一种采集信息的重要器件.如图所示是一种压力传感器.当待测压力 F 作用在可动膜片电极上时， 可使膜片发生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（ ） A．当 F 向上压膜片电极时，电容将减小 B．当 F 向上压膜片电极时，电容不变 C．若电流计有示数，则压力 F 发生变化 D．若电流计有示数，则压力 F 不发生变化 5．传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示电路为测定压力的电容式传感器，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．下列说法中正确的是（ ） A．当待测压力增大时，则电容器的电容将减小 B．闭合 K，当待测压力增大时，则有向右的电流通过 R C．断开 K，当待测压力减小时，则电容器所带的电量减小 D．断开 K，当待测压力减小时，则两极板问的电势差增大 6．如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻 R1 能接收到发光元件 A 发出的光，每当 工件挡住 A 发出的光，光传感器 B 就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间 的关系，如图乙所示．若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为 5、10、15、20…(单位：cm)，则下述说法正确的是(不计工件挡住的时间)() A．工件加速度为 0.1m/s2 B．工件加速度为 0.4m/s2 C．当无光照射 R1 时，光传感器就输出一次高电压 D．当无光照射 R1 时，光传感器就输出一次低电压 7．关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是 (　　) A．应变片是由金属导体材料制成的 B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变小；反之，变大 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 8．在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息 处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件，某 学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性的实验时，安装好如图所示装置，向杯内加入冷水，温度 计的示数为 20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值 R1，然后向杯内加入热水，温度计的 示数为 60℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是（　　） A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量 B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量 C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡 D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡 9．生活中离不开物理，物理知识在生活中应用非常广泛，下列说法不正确的是 A．电饭锅是利用力传感器原理 B．光控路灯是利用光敏电阻传感器 C．变压器是利用了互感现象原理 D．电磁炉是利用交流电的涡流现象原理 10．下列情况中，应用了温度传感器的是（ ） A．商场里的自动玻璃门 B．夜间自动打开的路灯 C．夜间有声音时就亮的楼梯灯 D．自动恒温冰箱 11．下列说法正确的是（　　） A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁 B．氧化铁在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性 C．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位 D．电饭锅烧水，水开时能自动断电 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．下列器件应用光传感器的是 A．话筒 B．火灾报警器 C．测温仪 14．下列情况中，应用了温度传感器的是(   D．电子秤 ) 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．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 二、填空题（共 4 题） 16．分体式位移传感器是由发射器和______组成的，发射的是______脉冲信号。反射式位移传感器发射__ _____脉冲信号。力传感器使用前必须______，作用力必须与传感器内的______始终保持垂直。 17．热敏电阻：用_____材料制成，氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而____ 18．说明下列各种场合分别选用的传感器（用代码表示，可重复应用） 常用传感器的类型有：a.红外线（光）传感器 b.温度传感器 （1）普通电冰箱中的自动温度控制电路是________． c. 声传感器 d. 压力传感器 （2）马路两侧的路灯控制电路是________． （3）气垫导轨上用的光电门是________． （4）楼梯灯控制电路是________． （5）宾馆的自动门是________． （6）话筒是________． （7）非接触式体温计是________． （8）遥控电视机的接收器是________． 19．如图甲是苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和 小苹果。该装置的托盘秤压在一个以 O1 为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在半导体薄膜压力传感器 R1 上。 ΔR1 R1 的阻值和压力 F 的关系如图乙所示， ΔF 越大越灵敏。先调节托盘称压杠杆上的位置，使质量等于分拣 标准的大苹果经过托盘秤时， R1 处在最灵敏的压力区间；再调节可调电阻 R2 ，使 R2 两端的电压恰好能使 放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁。电磁铁具有延时功能，恰好能够确保大苹果在衔铁上运动时电 磁铁始终保持吸动状态，让大苹果进入下面通道。 （1）说出一种能实现电磁铁延时释放吸动衔铁的方法______________________； （2）下列选项正确的是____________。 A．观察图甲装置图和图乙的压力—电阻的图像，可以估测出重量大于1N 的苹果都会进入下方通道 B．已经调试好的装置，如果增大传感电路中电源的电动势，分拣出的大苹果质量标准会变小 C．设备处于良好运行状态，如果增大大苹果的质量标准为原来的二倍，则单纯调节 小即可 R2 使它的阻值适当减 （3）放大电路内没有电源，对外可以简化为三个电极，工作时电流分别从极 b 和极 c 流入，极 e 流出，从 极 b 输入一个较小的电流，就能在极 c 获得较大的电流，用公式表示为 I c   Ib ，其中 ? 1 正常工作时是 个常数。把这样的放大电路对应接到本装置中，①接极____________，②接极____________，③接极____ ________，④接极____________。（均填“b”“c”或“e”） 三、综合题（共 4 题） 20．如图（a）所示是反射式光纤位移传感器的工作原理图，由恒定光强的光源发出的光进入入射光纤， 并从入射光纤的出射端射向被测物体，使被测物体反射的光部分被接收光纤接收。由图（b）可知，光纤 探头的光照与发射光和接收光的重合面积 B� 有关，试讨论光纤探头的光照随物体距离的变化情况。 21．加速度计是测定物体加速度的仪器，在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船制导系统 的信息源，如图所示为应变式加速度计，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元 件由弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器 R 上 自由滑动，静止时位于滑动变阻器中央,当系统加速时，敏感元件发生位移，并转化成电信号输出．已知敏 感元件的质量为 m，两侧弹簧的劲度系数为 k，电源电动势为 E，内阻不计，滑动变阻器的总阻值为 R，有 效长度为 L，静态时输出电压为 U0，问如何用输出信号的电压 U 来表示待测系统的加速度． 22．电熨斗的构造如图所示,其内部装有双金属片温度传感器来控制温度.请结合如图所示结构图分析电熨 斗的自动控温原理. 23．光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用．街道路灯自动控制就是应用之一，如图所示电路为模拟电 路，其中 A 为一光敏电阻，B 为电磁继电器，C 为电流放大器，D 为路灯．请连成正确的电路，达到日出 路灯熄、日落路灯亮的效果． 参考答案： 1．D 2．B 3．A 4．C 5．D 6．D 7．D 8．D 9．A 10．D 11．C 12．B 13．B 14．D 15．C 16． 接收器 红外线 17． 半导体 减小 18． b 19． 在电磁铁的铁芯上用导线缠绕一个两端接通的多匝线圈 a a a. c 超声波 a c a 调零 接收器 a B b e c e 20． 当物体距探头越远，即 d 越大时，入射光锥和接收光锥的重合面积 B′越大，因此进入接收光纤的光越多， 所以光纤探头的光照随物体距离的增大而增大。 21． a 2kL  U �U 0  mE 22．常温下,上、下触点应是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上部金属膨胀大,下部金 属膨胀小,则双金属片向下弯曲,使触点分离,从而切断电源,停止加热.温度降低后,双金属片恢复原状,重新接 通电路加热,这样循环进行,起到自动控制温度的作用.23．