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．下列器件是应用力传感器的是(　　) A．鼠标器 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤 2．下列关于几种传感器的说法错误的是：（ ） A．双金属温度传感器是用来控制温度的，应用于日光灯启动器 B．光敏电阻传感器是用来控制光照强度的，应用于卧室 C．烟雾传感器，应用于宾馆的天花板，防止火灾的发生 D．压力传感器可应用于电容式话筒 3．在地震救援中，救援队员用多种生命探测仪搜寻废墟下幸存者的具有生命迹象的信息．有一种生命探 测仪与自动门、电视机遥控器应用的是同一种类型的传感器，这种生命探测仪应用的传感器是（　　） A．温度传感器 B．声音传感器 C．红外线传感器 D．压力传感器 4．传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种．某一食品消毒柜 就是利用温度传感器来自动控制电路的．常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传 感器自动断开，从而切断整个电路．下列关于该消毒柜的几种电路图中(图中 S 为电源开关)，连接正确的 是(　　) A． B． C． D． 5．实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片铆合在一起的，双金属片的弯曲程度随 温度的变化而变化，如图乙所示。已知图甲中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列叙述中不正 确的是（　　） A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属 B．该温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的 C．由图甲可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数 D．由图乙可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁 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．人类发射的绕地球运转的所有航天器在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把 太阳能转化为电能得到的.要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求，用来感知太阳方位的传感器 应为（） A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．生物传感器 8．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 9．在下列有关一些电阻应用的说法中，错误的是(　) ） A．热敏电阻可应用于温度测控装置中 B．光敏电阻是一种光电传感器 a C．电阻丝可应用于电热设备中 D．电阻在电路中主要起通过直流、阻碍交流的作用 10．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置， 如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体 m，当升降机静止时电流表示数 为 I0，某过程中电流表的示数为 2I0，如图乙所示，则在此过程中（　　） A．物体处于失重状态 B．物体可能处于匀速运动状态 C．升降机一定向上做匀加速运动 D．升降机可能向下做匀减速运动 11．下列仪器或装置不是利用传感器的是 A．汽车防盗报警器 B．宾馆房间内的火灾报警器 C．工兵用的地雷探测仪 D．用钥匙打开房门 12．利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计。图甲表示该半导体的电阻 R 随摄 氏温度 t 变化的情况。把该半导体与电动势为 E、内阻为 r 的电源，理想电压表和保护电阻 R0 连成如图乙 所示的电路。用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电 子温度计。下列说法正确的是（　　） A． B． tA tB 应标在电压较大的刻度上 应标在电压较大的刻度上 C．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的 D．若电池用久后内阻 r 变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏低 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．药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某监控温度波动的报警 原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警器就会自 动报警。下列说法正确的是（　　） A．温度升高，报警器两端电压减小 B．温度降低，热敏电阻的热功率一定增大 C．滑动变阻器接入电路的阻值大，报警器容易报警 D．滑动变阻器接入电路的阻值与报警器是否容易报警无关 15．常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶．如图所示，热电偶由 N 型半导体和 P 型半导体串联 而成，N 型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，P 型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且 电荷量等于元电荷 e．若两种半导体相连一端和高温热源接触，而另一端 A、B 与低温热源接触，两种半 导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在 A、B 两端形成稳定的电势差，且电势差的大小与高 温热源、低温热源间的温度差有确定的函数关系．下列说法正确的是（ ） A．B 端是温差发电装置的正极 B．热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反 C．温差发电装置供电时不需要消耗能量 D．可以利用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器 二、填空题（共 4 题） 16．DIS 数字化信息系统主要包括________、处理和显示三个部分。如图所示传感器的名称为________传 感器。 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．有一种角速度计可以测量航天器转动的角速度，其结构如图所示，角速度计固定在待测装置上，组件 A 可在光滑杆上滑动，静止时，电压表的示数刚好为零.当系统绕竖直轴 OO’转动时，组件 A 在光滑杆上产 生位移，电压表的示数发生变化，成为航天器制导系统的信息源，已知 A 的质量为 m，弹簧的劲度系数为 l0  k，自然长度为 ，电源的电动势为 E，内阻不计，滑动变阻器 B 的总长度为 l，当系统以角速度 转动时， 电压表的示数 U 与  的函数关系为_____ 19．热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化。学校科技小组欲利用热敏电阻制作一个体温计： （1）先用多用电表的欧姆挡粗测热敏电阻的阻值。选择开关打到“ �100 ”挡，按正确步骤操作，测量热敏 电阻的阻值，示数如图甲中虚线所示，为了较准确测量，应将选择开关打到________（选填“ �1k ”或“ �10 ” 挡，进行_______，再测量热敏电阻的阻值，示数如图甲中实线所示，则热敏电阻的阻值为___________  ； （2）用伏安法测量热敏电阻在不同温度下的阻值，若提供的电压表的内阻约为 80kΩ ，电流表的内阻约为 2Ω ，则应选用电流表_______（选填“内接法”或“外接法”）测量热敏电阻的阻值。根据测得的热敏电阻在 不同温度下的阻值，用描点法得到热敏电阻的阻值 RT 与温度 t 的关系图像如图乙所示。 （3）将热敏电阻 RT 与电源（电动势 E 为 1.5V，内阻不计）、电流表 A（量程为 9mA，内阻为 4Ω）、保 护电阻 R0、开关 S 连成图丙所示电路，用热敏电阻 RT 做测温探头，把电流表的表盘刻度改为相应的温度刻 度，就得到了一个简单的“热敏电阻体温计”。若要求电流表指针满偏的位置标为 45℃，则电阻 R0=__________Ω，电流表 6mA 处应标为___________℃。（结果均保留两位有效数字） 三、综合题（共 4 题） 20．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆 AOB、压力传感器 R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表 G（其实质是电流表）． 其中 AO:BO=4:1．已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示： 压力 F/N 电阻 R/  0 10 15 20 25 30 … 0 0 0 0 0 … 50 30 27 24 21 18 15 12 … 0 0 0 0 0 0 0 … 设踏板和杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为 4.5V，则： (1)利用表中数据归纳出电阻 R 随压力 F 变化的函数关系式； (2)该电子秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？ (3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为 20mA，这个人的体重是多少？ 21．化学实验常用到恒温箱。如图（a）所示为简单恒温箱温控电路图，它由热敏电阻 RT 和继电器组成。 如图（b）所示为热敏电阻的 R  t 图像。设继电器线圈中电流大于或等于 20mA 时，继电器衔铁吸合。若 继电器线圈电阻为150Ω ，为继电器线圈供电的电源 E  6V （内阻可以不计）时，要使恒温箱内温度保持 120℃，可变电阻 R1 的值应调节为多少。 22．角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示，当系统绕 OO′轴转动时，元件 A 发生位移并输出电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源，已知 A 的质量为 m，弹簧劲度系数 为 k、自然长度为 l，电源电动势为 E、内阻不计，滑动变阻器总长度为 l，电阻分布均匀，系统静止时 P 在 a 点，当系统以角速度 ω 转动时，推导输出电压 U 和 ω 的函数关系式． 23．把蜂鸣器、光敏电