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(xiàng)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(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)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(dāng)a、b兩點(diǎn)間的電壓〃b<0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)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(dāng)a、b兩點(diǎn)間的電壓時(shí)，電壓鑒別器會(huì)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(xiàng)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(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖。其中4為光源，B為由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)勻速

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

線時(shí)，計(jì)數(shù)器就計(jì)數(shù)一次。下列說法正確的是

A.當(dāng)有光照射R］時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓

B.當(dāng)有光照射后時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓

C.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次

D.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)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(dāng)工件擋住4發(fā)出的光時(shí),

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

終勻速運(yùn)動(dòng)，每?jī)蓚€(gè)工件間的距離為0.2m,則下述說法正確的是

乙

A.傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是0.1m/s

B,傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度是0.2m/s

C.該傳送帶每小時(shí)輸送3600個(gè)工件

D.該傳送帶每小時(shí)輸送7200個(gè)工件

4.壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減小。一同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的

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

升降機(jī)靜止時(shí)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(jī)一定向上做勻加速運(yùn)動(dòng)D.升降機(jī)可能向下做勻減速運(yùn)動(dòng)

5.電動(dòng)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(dòng)右把手實(shí)現(xiàn)的，這種轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，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(dòng)，其內(nèi)部的永久磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)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(fù)極性對(duì)調(diào)，將影響車速控制

三、多項(xiàng)選擇題（共1小題；共4分）

6.傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù)，在自動(dòng)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(cè)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(jiǎn)單自動(dòng)報(bào)瞥器的電路圖。下列說法正確的是

A.為了使溫度過高時(shí)報(bào)瞥器響鈴,c應(yīng)接在a處

B,為了使溫度過高時(shí)報(bào)警器響鈴,c應(yīng)接在b處

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

D.如果在調(diào)試報(bào)警器達(dá)最低報(bào)警溫度時(shí)，無論如何調(diào)節(jié)滑片P都不能報(bào)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(dòng)小組自制了一臺(tái)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(huì)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。活動(dòng)小組通過實(shí)驗(yàn)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(qǐng)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(gè)重為2N的托盤，在托盤上放一重物,

電源電動(dòng)勢(shì)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(cè)量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，該裝置是在箱子的

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

無摩擦滑動(dòng)，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(yùn)動(dòng)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(shí)，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(shí)汽車的加速度大小和方向。

（2）求當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dāng)

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

Rl+/?2%+比

B、D錯(cuò)誤。

第二部分

2.B,C

【解析】當(dāng)光線照射比時(shí)，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(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確：

每當(dāng)有人經(jīng)過時(shí)，即沒有光照時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓，信號(hào)處理系統(tǒng)計(jì)數(shù)一次，即信號(hào)處理系

統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)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(yùn)動(dòng)的速度v=^m/s=

0.2m/s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。傳送帶每小時(shí)輸送的工件個(gè)數(shù)n=警史（個(gè)）=3600（個(gè)），選項(xiàng)C

正確，D錯(cuò)誤。

4.B,D

【解析】由題圖乙知電流變?yōu)樵瓉淼亩?，而加在壓敏電阻兩端的電壓不變，說明壓敏電阻的阻值減

小,可知物體對(duì)壓敏電阻的壓力增大，物體所受支持力大于重力，升降機(jī)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(chǎng)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(huì)降低控制的靈敏度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤：

按題圖甲順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)車的右把手《手柄轉(zhuǎn)套），永久磁鐵靠近霍爾器件，磁場(chǎng)增強(qiáng)，霍爾電壓增

大，車速變快，選項(xiàng)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(xiàng)C正確；

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

霍爾電壓極性對(duì)調(diào)不影響車速控制，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

第三部分

6.A,C,D

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

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(xiàng)A正確，B

錯(cuò)誤；若要使啟動(dòng)報(bào)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(duì)應(yīng)的熱

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

警溫度時(shí)不能報(bào)警，說明此時(shí)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(xiàng)D正確，

第四部分

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

【解析】當(dāng)R=160時(shí)，F(xiàn)=0：當(dāng)R=70時(shí),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)