（新教材適用）高中物理第5章傳感器1認(rèn)識傳感器2常見傳感器的工作原理及應(yīng)用課后習(xí)題新人教版選擇性

1.認(rèn)識傳感器2.常見傳感器的工作原理及應(yīng)用課后訓(xùn)練鞏固提升一、基礎(chǔ)鞏固1.傳感器可以進行信息采集并把采集到的信息轉(zhuǎn)換為易于控制的量,其工作過程可能是()A.將力學(xué)量(如形變量)轉(zhuǎn)換成磁學(xué)量B.將電學(xué)量轉(zhuǎn)換成熱學(xué)量C.將光學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量D.將電學(xué)量轉(zhuǎn)換成力學(xué)量答案:C解析:傳感器是指能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測量,并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號是電壓、電流等電學(xué)量或電路的通斷,故只有C項正確。2.有一電學(xué)元件,溫度升高時電阻卻大幅度地減小,則這種元件使用的材料可能是()A.金屬導(dǎo)體 B.絕緣體C.半導(dǎo)體 D.超導(dǎo)體答案:C解析:金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大,超導(dǎo)體的電阻幾乎為零,某些半導(dǎo)體的阻值隨溫度的升高而大幅度地減小。3.用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程,實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程。下列屬于這類傳感器的是()A.紅外報警裝置B.走廊照明燈的聲控開關(guān)C.自動洗衣機中的壓力傳感裝置D.電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器答案:A解析:紅外報警裝置正是把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的器件。4.(多選)電子電路中常用到一種稱為“干簧管”的元件(如圖所示),它的結(jié)構(gòu)很簡單,只是玻璃管內(nèi)封入兩個軟磁性材料制成的簧片。當(dāng)磁體靠近干簧管時,兩個簧片被磁化而接通,所以干簧管能起到開關(guān)的作用,操縱開關(guān)的是磁場這只看不見的“手”。關(guān)于干簧管,下列說法正確的是 ()A.干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用B.干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的C.兩個磁性材料制成的簧片接通的原因是被磁化后相互吸引D.干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用答案:CD解析:當(dāng)磁體靠近干簧管時,兩個簧片被磁化相互吸引而接通,故選項B錯誤,選項C正確;當(dāng)磁體遠離干簧管時,軟磁性材料制成的簧片失去磁性,所以兩簧片又分開,因此干簧管在電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用,選項A錯誤,選項D正確。5.下列關(guān)于傳感器的說法不正確的是()A.熱敏電阻能夠把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量B.電子秤所使用的測力裝置是力傳感器,它是把電信號轉(zhuǎn)化為力信號C.金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,用金屬絲可以做溫度傳感器D.光敏電阻能夠把光照強弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量答案:B解析:電子秤所使用的測力裝置是力傳感器,利用通過應(yīng)變片的電流一定,壓力越大,電阻越大,應(yīng)變片兩端的電壓差越大,將力信號變成電信號,故B錯誤;金屬電阻率隨溫度升高而增大,金屬和熱敏電阻都可做溫度傳感器,把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量,故A、C正確;光敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成的,其電阻隨光照的增強而減小,故它能夠把光照強弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量,故D正確。6.辦公大樓的自動門能“看到”人的到來或離去而自動開關(guān),其中利用了下列傳感器中的()A.生物傳感器 B.紅外線傳感器C.壓力傳感器 D.位移傳感器答案:B解析:辦公大樓的自動門當(dāng)人到來或離去時,能自動開關(guān),是利用了紅外線傳感器,因為人能輻射紅外線。故B正確。7.(多選)利用光敏電阻制作的光傳感器,記錄了傳送帶上工件的輸送情況。圖甲為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器,光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光。每當(dāng)工件擋住A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,如圖中乙所示。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()A.傳送帶運動的速度是0.1m/sB.傳送帶運動的速度是0.2m/sC.該傳送帶每小時輸送3600個工件D.該傳送帶每小時輸送7200個工件答案:BC解析:有工件通過時,擋住A射向光傳感器B的光,傳感器輸出一個高電壓,故知兩相鄰工件通過的時間t=1s,傳送帶的速度v=0.21m/s=0.8.嫦娥三號衛(wèi)星上裝有8種24件探測儀器,其中可能有()A.味覺傳感器 B.氣體傳感器C.聽覺傳感器 D.視覺傳感器答案:D解析:嫦娥三號月球衛(wèi)星是為探測月球而發(fā)射的在軌衛(wèi)星,而月球上無氣體,所以不需要氣體傳感器和聽覺傳感器,當(dāng)然也用不到味覺傳感器,真正需要的是為月球“畫像”的視覺傳感器——立體相機。本題主要考查傳感器的應(yīng)用,提高學(xué)生的理論分析能力和科學(xué)思維。9.如圖所示,將一光敏電阻接入多用電表兩表筆之間,多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋,用光照射光敏電阻時,表針自左向右的偏轉(zhuǎn)角度為θ?，F(xiàn)用手掌擋住部分光線,表針自左向右的偏角為θ',則可判斷 ()A.θ'=θ B.θ'<θC.θ'>θ D.不能確定答案:B解析:光敏電阻的阻值隨光照的減弱而增大,所以用手掌擋住部分光線后光敏電阻的阻值變大,多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度變小。10.有一些星級賓館的洗手間裝有自動干,洗手后將濕手靠近,機內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱,有熱空氣從機內(nèi)噴出,將濕手烘干。手靠近自動干能使傳感器工作,是因為改變了()A.濕度 B.溫度 C.磁場 D.電容答案:D解析:根據(jù)自動干工作的特征,手靠近干時電熱器工作,手撤離后電熱器停止工作,人是一種導(dǎo)體,可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器。手靠近時相當(dāng)于連接一個電容器,可以確定干內(nèi)設(shè)有電容式傳感器,由于手的靠近改變了電容大小,故D正確;用濕度和溫度來驅(qū)動電熱器工作,理論上可行,但是假如干是由于溫度、濕度的變化工作,它就成了室內(nèi)烘干機。二、能力提升1.傳感器可將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或電路的通斷,起自動控制作用,如計算機鼠標(biāo)中有位移傳感器,電飯煲中有溫度傳感器,電視機、錄像機、影碟機、空調(diào)機中有光電傳感器,右圖是演示位移傳感器的工作原理圖,物體M在導(dǎo)軌上平移時,帶動滑動變阻器的滑片滑動,通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體位移的大小。假設(shè)電壓表是理想的,則下列說法正確的是()A.物體M運動時,電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化B.物體M運動時,電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C.物體M不動時,電路中沒有電流D.物體M不動時,電壓表沒有示數(shù)答案:B解析:由于電壓表是理想的,因此滑片P移動時,不改變閉合電路的電阻,電源內(nèi)的電流不發(fā)生變化,即電流恒定,A、C錯誤;物體M運動時,電壓表所測電壓是變化的,M不動時,電壓表示數(shù)恒定,B正確,D錯誤。本題主要考查傳感器在自動控制裝置中的應(yīng)用,提高學(xué)生的理論分析能力和科學(xué)思維。2.某力敏元件的阻值隨所受壓力的增大而減小,有位同學(xué)利用該力敏元件設(shè)計了判斷小車運動狀態(tài)的裝置,其工作原理如圖甲所示,將力敏元件和一塊擋板固定在絕緣小車上,中間放置一個絕緣重球。小車向右做直線運動過程中,電流表示數(shù)的變化規(guī)律如圖乙所示,下列判斷正確的是()甲乙A.從t1到t2時間內(nèi),小車做勻速直線運動B.從t1到t2時間內(nèi),小車做勻加速直線運動C.從t2到t3時間內(nèi),小車做勻速直線運動D.從t2到t3時間內(nèi),小車做勻加速直線運動答案:D解析:在t1~t2內(nèi),電流I變大,力敏元件阻值變小,壓力變大,小車做變加速運動,A、B錯誤。在t2~t3內(nèi),電流I不變,壓力恒定,小車做勻加速直線運動,C錯誤,D正確。3.(多選)如圖所示,用光敏電阻LDR和燈泡制成一種簡易水污染指示器,下列說法正確的是 ()A.嚴(yán)重污染時,LDR是高電阻B.輕度污染時,LDR是高電阻C.無論污染程度如何,LDR的電阻不變,阻值大小由材料本身因素決定D.該儀器的使用會因為白天和晚上受到影響答案:AD解析:嚴(yán)重污染時,透過污水照到LDR上的光線較少,LDR電阻較大,選項A正確,B錯誤;LDR由半導(dǎo)體材料制成,受光照影響電阻會發(fā)生變化,選項C錯誤;白天和晚上自然光強弱不同,或多或少會影響LDR的電阻,選項D正確。4.如圖所示,RT為負溫度系數(shù)的熱敏電阻,R為定值電阻,若往RT上擦些酒精,在環(huán)境溫度不變的情況下,關(guān)于電壓表示數(shù)的變化情況,下列說法正確的是()A.變大 B.變小C.先變大后變小再不變 D.先變小后變大再不變答案:D解析:往RT上擦酒精后,酒精蒸發(fā)吸熱,熱敏電阻RT溫度降低,電阻值增大,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點,電壓表示數(shù)變小。當(dāng)酒精蒸發(fā)完畢后,RT的溫度逐漸升高到環(huán)境溫度后不變,所以熱敏電阻的阻值逐漸變小,最后不變。故電壓表的示數(shù)將逐漸變大,最后不變。所以選項D正確。本題主要考查熱敏電阻的應(yīng)用,提高學(xué)生的理論分析能力和科學(xué)思維。5.(多選)如圖所示,RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻,R1為光敏電阻,R2和R3均為定值電阻,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,V為理想電壓表?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,可能的原因是()A.熱敏電阻溫度升高,其他條件不變B.熱敏電阻溫度降低,其他條件不變C.光照增強,其他條件不變D.光照減弱,其他條件不變答案:BD解析:因R3為定值電阻,電壓表示數(shù)變大說明流經(jīng)R3的電流增大,由電路結(jié)構(gòu)可知,這可能是由于RT減小或R1增大,由熱敏電阻和光敏電阻特性知,可能是由于溫度降低或光照減弱,故B、D正確,A、C錯誤。6.小強在用恒溫箱進行實驗時,發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高,無法自動控制。經(jīng)檢查,恒溫箱的控制器沒有故障。參照示意圖,下列對故障判斷正確的是()A.只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B.只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障C.熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障D.可能是加熱器出現(xiàn)故障答案:C解析:由題意,恒溫箱內(nèi)溫度持續(xù)升高,說明加熱器沒損壞,不能選D。無法自動控制,而經(jīng)檢查控制器又沒有故障,說明控制器沒問題。熱敏電阻或溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障都能使溫度持續(xù)升高,在沒有確定條件下選C而不選A、B。7.(多選)傳感器是自動控制設(shè)備中不可缺少的元件,已經(jīng)滲透到宇宙開發(fā)、環(huán)境保護、交通運輸乃至家庭生活等多個領(lǐng)域。下圖為三種電容式傳感器。下列說法正確的是 ()甲乙丙A.圖甲是測定液面高度h的傳感器,液面高度h發(fā)生變化時,兩電極之間的距離發(fā)生變化,從而使電容發(fā)生變化B.圖乙是測定壓力的傳感器,壓力發(fā)生變化時,兩電極之間的距離發(fā)生變化,從而使電容發(fā)生變化C.圖丙是測定角度θ的傳感器,角度θ發(fā)生變化時,兩電極之間的正對面積發(fā)生變化,從而使電容發(fā)生變化D.三個圖中傳感器都是通過改變兩電極之間的正對面積來改變電容的答案:BC解析:題圖甲中液面高度h發(fā)生變化時,兩個電極間的正對面積發(fā)生了變化,從而使電容發(fā)生變化,所以選項A錯誤;題圖乙中當(dāng)待測壓力作用在可動電極上且發(fā)生變化時,兩電極之間的距離發(fā)生變化,從而使電容發(fā)生變化,所以選項B正確;題圖丙中當(dāng)角度θ發(fā)生變化時,兩電極之間的正對面積發(fā)生變化,從而使電容發(fā)生變化,所以選項C正確;因為題圖乙是通過改變兩電極之間的距離來改變電容的,所以選項D錯誤。8.(2020湖南瀏陽檢測)在信息技術(shù)高速發(fā)展、電子計算機廣泛應(yīng)用的今天,擔(dān)負著信息采集任務(wù)的傳感器在自動控制、信息處理技術(shù)中發(fā)揮著越來越重要的作用,其中熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號轉(zhuǎn)換成電信號的元件。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用多用電表研究熱敏特性實驗中,安裝好如圖所示裝置。向杯內(nèi)加入冷水,溫度計的示數(shù)為20℃,多用電表選擇適當(dāng)?shù)谋堵?讀出熱敏電阻的阻值R1。然后向杯內(nèi)加入熱水,溫度計的示數(shù)為60℃,發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大,則下列說法正確的是 ()A.應(yīng)選用電流擋,溫度升高換用大量程測量B.應(yīng)選用電流擋,溫度升高換用小量程測量C.應(yīng)選用歐姆擋,溫度升高時換用倍率大的擋D.應(yīng)選用歐姆擋,溫度升高時換用倍率小的擋答案:D解析:多用電表與熱敏電阻構(gòu)成的回路中未接入電源,故不能用電流表,A、B錯誤;當(dāng)溫度升高時多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度較大,說明熱敏電阻的阻值變小了,應(yīng)該換用倍率小的擋,C錯誤,D正確。9.溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中,它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特殊性來工作的。如圖甲所示,電源的電動勢E=9V,內(nèi)阻不計;G為