人教版選擇性必修2物理 52常見傳感器的工作原理及應(yīng)用 能力提升（含答案）

人教版選擇性必修2物理5.2常見傳感器的工作原理及應(yīng)用能力

一、單項選擇題（共1小題；共4分）

1.如圖甲所示為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內(nèi)的電阻&=

2002,&=1。3、禽=4002,%為熱敏電阻，它的電阻值隨溫度變化的圖線如圖乙所示。

當a、b兩點間的電壓〃b<0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱

內(nèi)溫度升高；當a、b兩點間的電壓時，電壓鑒別器會令開關(guān)S斷開，停止加熱，則恒

溫箱內(nèi)的溫度可保持在

甲

乙

A.10℃B.20℃C.30℃D.40℃

二、雙項選擇題（共4小題；共16分）

2.如圖所示為某商原安裝的光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖。其中4為光源，B為由電動機帶動勻速

運行的自動扶梯，日為光敏電阻，/?2為定值電阻。每當扶梯上有顧客經(jīng)過擋住由A射向心的光

線時，計數(shù)器就計數(shù)一次。下列說法正確的是

A.當有光照射R］時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓

B.當有光照射后時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓

C.信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次

D.信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次

3.利用光敏電陰制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的輸送情況。如圖甲所示為某工廠成品包裝

車間的光傳感記錄器，光傳感器8能接收到發(fā)光元件4發(fā)出的光，每當工件擋住4發(fā)出的光時,

光傳感器就輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電信號與時間的關(guān)系，如圖乙所示。若傳送帶始

終勻速運動，每兩個工件間的距離為0.2m,則下述說法正確的是

乙

A.傳送帶運動的速度是0.1m/s

B,傳送帶運動的速度是0.2m/s

C.該傳送帶每小時輸送3600個工件

D.該傳送帶每小時輸送7200個工件

4.壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小。一同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計了判斷升降機運動狀態(tài)的

裝置，如圖甲所示，將壓敏電阻平放在升降機內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一質(zhì)量為m的物體，

升降機靜止時電流表示數(shù)為某過程中電流表的示數(shù)如圖乙所示，則在此過程中

2/

甲乙

A.物體處于失重狀態(tài)B.物體處于超重狀態(tài)

C.升降機一定向上做勻加速運動D.升降機可能向下做勻減速運動

5.電動自行車是-?種使用廣泛的交通工具，其速度控制是通過轉(zhuǎn)動右把手實現(xiàn)的，這種轉(zhuǎn)動把手稱

為“霍爾轉(zhuǎn)把”，屬于傳感器非接觸控制。轉(zhuǎn)把內(nèi)部有永久磁鐵和霍爾器件等，截面如圖甲。永久

磁鐵的左、右兩側(cè)分別為N、S極，開啟電源時，在霍爾器件的上、下面之間加一定的電壓，形

成電流，如圖乙。隨著轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)動，其內(nèi)部的永久磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動，霍爾器件能輸出控制車速的

霍爾電壓，已知電壓與車速的關(guān)系如圖丙。下列關(guān)于“霍爾轉(zhuǎn)把”的說法正確的是

甲

永久磁鐵霍爾器件車速

乙丙

A.為提高控制的靈敏度，應(yīng)使永久磁鐵的上、下端分別為N、S極

B,按圖甲順時針轉(zhuǎn)動電動車的右把手（手柄轉(zhuǎn)套），車速將變快

C.圖乙中從霍爾器件的前、后面輸出控制車速的霍爾電壓

D,若霍爾器件的上、下面之間所加電壓正、負極性對調(diào)，將影響車速控制

三、多項選擇題（共1小題；共4分）

6.傳感器擔負著信息的采集任務(wù)，在自動控制系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢?/p>

量（如溫度、光、聲等）轉(zhuǎn)換成便于測量的量（通常是電學(xué)量），例如熱敏傳感器主要是應(yīng)用了

半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻。熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻

用作為傳感器制作的簡單自動報瞥器的電路圖。下列說法正確的是

A.為了使溫度過高時報瞥器響鈴,c應(yīng)接在a處

B,為了使溫度過高時報警器響鈴,c應(yīng)接在b處

C.若要使啟動報警的溫度提高些,則應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向左移動

D.如果在調(diào)試報警器達最低報警溫度時，無論如何調(diào)節(jié)滑片P都不能報警，且電路無故障，可

能原因是乙圖中左側(cè)電路中電源電壓太低

四、解答題（共2小題；共26分）

7.某課外活動小組自制了一臺稱重電子秤，其原理結(jié)構(gòu)如圖甲所示。6為定值電阻，R是壓敏電阻,

其阻值會隨所受的壓力廣的變化而變化，變化范圍大約為幾歐到十幾歐，通過電壓表的讀數(shù)可以

得知壓力大小?；顒有〗M通過實驗探究了壓敏電阻阻值R與其所受壓力/大小的關(guān)系，如圖乙所

示。請回答以下問題：

R/n

甲乙

（1）根據(jù)圖乙所示的R-F圖象，寫出R和F的關(guān)系式：o

（2）若圖甲所示的電路中，在壓敏電阻R上水平放置一個重為2N的托盤，在托盤上放一重物,

電源電動勢E=9V,電源內(nèi)阻r=10,3=4.5。，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)為3V,則重物

的重力為No

8.利用如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運動的加速度，該裝置是在箱子的

前、后壁上各安裝一個壓力傳感器，用兩根相同的輕彈簧夾著一個質(zhì)冒為2.0kg的滑塊，滑塊可

無摩擦滑動，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器Q、b上，其壓力大小可直接從傳感器的顯示屏上

讀出?，F(xiàn)將該裝置沿運動方向固定在汽車上，傳感器匕在前，傳感器a在后，汽車靜止時，傳感

器a、b的示數(shù)均為10N。（取g=10m/s2）

（1）若傳感器Q的示數(shù)為14N,b的示數(shù)為6N,求此時汽車的加速度大小和方向。

（2）求當汽車以怎樣的加速度運動時，傳感器。的示數(shù)恰為零。

答案

第一部分

1.C

【解析】由題意可知恒溫箱內(nèi)溫度恒定的條件是%b=0（臨界狀態(tài)），設(shè)電路路端電壓為U,當

u此=0時，有擊〃=曰"解得&=20kn，由題圖乙得對應(yīng)的溫度為30。&選項C正確，A、

Rl+/?2%+比

B、D錯誤。

第二部分

2.B,C

【解析】當光線照射比時，比阻值減小，R總減小，電路中的電流增大，%是定值電阻，/=/治，

/?2兩端電壓增大，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓，所以選項A錯誤，B正確：

每當有人經(jīng)過時，即沒有光照時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓，信號處理系統(tǒng)計數(shù)一次，即信號處理系

統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次，所以選項C正確，D錯誤。

3,B,C

【解析】根據(jù)題意并結(jié)合題圖可知，工件1s內(nèi)的位移為0.2m,則傳送帶運動的速度v=^m/s=

0.2m/s,選項A錯誤，B正確。傳送帶每小時輸送的工件個數(shù)n=警史（個）=3600（個），選項C

正確，D錯誤。

4.B,D

【解析】由題圖乙知電流變?yōu)樵瓉淼亩叮釉趬好綦娮鑳啥说碾妷翰蛔?，說明壓敏電阻的阻值減

小,可知物體對壓敏電阻的壓力增大，物體所受支持力大于重力，升降機勻加速上升或勻減速下降，

處于超重狀態(tài)，故選B、Dq

5.B,C

【解析】若使永久磁鐵的上、下端分別為N、S極，那么磁場方向與霍爾器件中電流方向基本平行，

很難形成霍爾電壓，所以會降低控制的靈敏度，選項A錯誤：

按題圖甲順時針轉(zhuǎn)動電動車的右把手《手柄轉(zhuǎn)套），永久磁鐵靠近霍爾器件，磁場增強，霍爾電壓增

大，車速變快，選項B正確；

由題圖乙可知，磁感線從霍爾器件左、右側(cè)面穿過，霍爾器件上、下面之間加有一定電壓，則在霍爾

器件的前、后面產(chǎn)生霍爾電壓，選項C正確；

若霍爾器件的上、下面之間所加電壓正、負極性對調(diào)，則霍爾電壓的極性也將對調(diào)，由題圖丙可知，

霍爾電壓極性對調(diào)不影響車速控制，選項D錯誤。

第三部分

6.A,C,D

【解析】根據(jù)題圖甲中曲線的趨勢可以得出，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，則當溫度升高時,

熱敏電阻所在電路電流增大，豎直的金屬片被吸到a處，所以開關(guān)c應(yīng)該接在Q處，選項A正確，B

錯誤；若要使啟動報警的溫度提高些，則應(yīng)使相同溫度下電路中的電流小些，由于相同溫度對應(yīng)的熱

敏電阻阻值相同，則應(yīng)使滑動變阻器接入電路的電阻大些，即向左移動滑片，選項C正確；在最低報

警溫度時不能報警，說明此時電路中產(chǎn)生的電流不能讓豎直金屬片與。接觸，這可能是由于題圖乙左

惻電路中電源電壓太低，電路電流太小，導(dǎo)致電磁鐵的磁性太弱，選項D正確，

第四部分

7.(1)R=-2F+16Q

【解析】當R=160時，F(xiàn)=0：當R=70時,F=4.5No代入R=k/+b,解得b=160,k=

-20/N,故R=-2尸+16(0)。

(2)2

【解析】電壓表示數(shù)為3V,根據(jù)閉合電路歐姆定律有

E==(r+R)