（2021新人教版）高中物理选择性必修第二册5.2常见传感器的工作原理及应用检测.docx

1、5.2 常见传感器的工作原理及应用 1图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。乙图为其简化示意图，安 装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠在一起。当 主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警 声。下列有关说法正确的是（） A触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的 B触发器可以由铜制成 C磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作 D本装置是利用电流的磁效应工作的 2酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测。它利用的是一种 二氧化锡半导体型酒精气体传感

2、器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图 所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻。这样，电压表的指针就与酒精气体 浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比， 那么，电压表示数 U 与酒精气体浓度 C 之间的对应关系正确的是（） AU 越大，表示 C 越大，C 与 U 成正比BU 越大，表示 C 越小，但是 C 与 U 不成正比 CU 越大，表示 C 越小，C 与 U 成反比DU 越大，表示 C 越大，但是 C 与 U 不成反比 3在制作光控电路实验中，某同学按图所示电路将元件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接 通

3、电源时，灯泡不发光，原因不可能是（） A二极管两极接反BR1与 RG位置颠倒 CR1阻值太小D灯泡被断路 4有一种测量体重的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传 感器 R（实际上是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（实质上是电流表） ， 不计踏板的质量，已知电流表的量程为 2A，内阻 RG 为 1；电源电动势为 12V，内阻 r 为 1，压 力传感器的电阻 R 随压力 F 变化的函数式为 R=300.01F（F 和 R 的单位分别是 N 和） 。下列说法 正确是（） A压力越大电阻越大 B该秤能测量的最大体重是 2500N C该秤零刻度线

4、（即踏板空载时刻度线）应标在电流表 G 刻度盘 0A 处 D该秤可以通过电路规律转换成 F=3200- 1200 I 关系进行刻度转换 5传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学物理量（如电压、电流、 电量等）的一种元件。如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的 是（） A甲图中两极间的电量不变，若电压减小，可判断出 h 变小 B乙图中两极间的电量不变，若电压增大，可判断出变小 C丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则 x 变小 D丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则 F 变大 6美国科学家 WillardS。Boy

5、le 与 GeorgeESmith 因电荷耦合器件（CCD）的重要发明荣获诺贝尔 物理学奖。 CCD是将光学量转变成电学量的传感器。 下列可将光学量转化为电学量的传感器为 （） A热敏电阻B电视机遥控接收器 C霍尔元件D双金属片 7 （多选）如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中 1 是电磁铁、2 是衔铁，5 是水银温度计 （水银导电） 。常温下 3 触点处于断开状态 4 触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（） A当温度高于警戒温度时电磁铁磁性增强，3 触点闭合 4 触点断开 B此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，指示灯亮 C此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，电铃报警 D要

6、提高报警时的警戒温度应使导线 AB 短些 8 （多选）传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器， 电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器，演示位移传感器 的工作原理如图所示，物体 M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示 的数据，来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（） A物体 M 运动时，电源内的电流会发生变化 B物体 M 运动时，电压表的示数会发生变化 C物体 M 不动时，电路中没有电流 D物体 M 向 x 正方向运动，电压表示数增大 9 （多选）图甲虚线框内所示是电子秤测量部分的

7、原理图，压力传感器的电阻 R 随压力 F 的变化如 图乙所示。开关闭合后，压力传感器两端的电压恒为 6.0 V。电流表的量程为 0.6A。电表的内阻、 踏板和压杆的质量可以忽略不计。则电子秤（） A最大称量值为 1500 NB压力传感器的电阻最小为 0 C空载时，电流表的读数为 20mAD称重为 900N 时，电阻 R 为 120 10 （多选）传感器担负着信息采集的任务，它可以（） A将力学量（如形变量）转变成电学量 B将热学量转变成电学量 C将光学量转变成电学量 D将电学量转变成力学量 11 （多选）如图甲是录音机的录音电路原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是光电传感的 火灾报警器的

8、部分电路图，丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是（） A甲图中录音机录音时，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场 B乙图电路开关断开瞬间，灯泡不会立即熄灭 C丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻 的变化 D丁图电路中，声波的振动会在电路中产生恒定的电流 12 （多选）电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是（） A甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化 的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场 B乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花 C丙图中，在真空冶

9、炼炉中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金 D丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地 测出通过导线中交变电流的大小 13某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图甲 所示，简易自动报警器的电路图如图丙所示，请回答以下问题： （1）用多用电表欧姆档测继电器线圈ed（图乙所示）的电阻时，将选择开关旋至“100”位置，欧 姆调零，测线圈ed电阻发现指针偏转角度过大，则应把选择开关旋至_（填“10”或“1K”） 进行测量，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器的阻值为_； （2）为使温度在达到报警温度时

10、，简易报警器响起，单刀双掷开关C应该接_（选填“a” 或“b”） ； （3）流过继电器线圈ed的电流 0 10mAI 才会报警，若直流电源电动势 1 E为18V（内阻不计） ， 欲实现温度达到或超过60 C 报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择_。 A0 200B0 500 C0 1500 14家用电热水壶上端有一双金属片，当热水壶内的水沸腾时，产生的蒸汽进入蒸汽开关。蒸汽开 关中的双金属片受到蒸汽作用时温度会发生变化，进而变形，自动切断电源，停止加热。某课外实 验小组欲利用如图甲所示的实验电路图，制作一可显示温度的控温器。提供的实验器材有：灵敏电 流表（量程为 3.0mA，内阻为 300）

11、，学生电源（输出电压为 U=6.0V，内阻不计） ，滑动变阻器 R1 （最大阻值为 3000） ，滑动变阻器 R2（最大阻值为 1000） ，单刀双掷开关，热敏电阻 RT，双金属 片（温度为 90时会使电路断开，复位温度未知） ，导线若干。若热敏电阻的阻值与摄氏温度 t（） 的关系为 R=(5t+50）。请回答下列问题。 （1）实验步骤如下，请补充完整。 a、按照图甲电路连接好实验器材； b、为了不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片 P 调整到 a 端；然后将单刀双掷开关掷于 c，调节 滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在_（选填“中央刻线”或“满刻线”）位置，并在以后的 操作中使滑片 P_（选填

12、“位置不变”“置于 a 端”或“置于 b 端”） ； c、 把热敏电阻 RT和双金属片置于可变的温度环境中， 将单刀双掷开关掷于 d， 随着环境温度的升高， 记录若干组灵敏电流表的示数，达到取高温度时，电路断开，断开后，随着环境温度的降低，刚好 到达某个温度时，电路闭合，此时灵敏电流表的示数如图乙所示。 d、根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新绘制灵敏电流表的刻度盘。 （2）根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选_（选填“R1”或“R2”） 。 （3）灵敏电流表的电流 I 与热敏电阻和双金属片所处环境温度 t 之间的函数关系式为 I=_A，温度最高时该灵敏电流表的示数为_

13、A，双金属片的复位温度为 _。 15某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻 R 安装在需要 探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度 超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压 U1=3V，继 电器线圈用漆包线绕成，其电阻 R0为 30。当线圈中的电流大于等于 50mA 时，继电器的衔铁将被 吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。 (1)图甲中警铃的接线柱 C 应与接线柱_相连，指示灯的接线柱 D 应与接线柱_ 相连（均选填“A”或“B”） ； (2)当环境温度升高时

14、， 热敏电阻阻值将_， 继电器的磁性将_ （均选填“增大”、 “减 小”或“不变”） ，当环境温度达到_时，警铃报警； (3)如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是_ A适当减小 U1B适当增大 U1C适当减小 U2D适当增大 U2 16某实验小组利用热敏电阻 Rt制作简易电子温度计，该热敏电阻说明书给出的阻值 R 随温度 t 变 化的曲线如图甲所示。 （1）为检验该热敏电阻的参数是否与图甲一致，测量部分温度下的阻值，设计图乙所示电路。把该 热敏电阻置于恒温箱中，利用如下实验器材测量 70时热敏电阻的阻值。 A蓄电池（电动势 6V，内阻不计 B电压表（量程 6V，内阻约 10k）

15、C电流表（量程 120mA，内阻约 2） D滑动变阻器 R1（最大阻值 20） E滑动变阻器 R2（最大阻值 1000） F开关、导线若干 参照图甲中的参数，滑动变阻器 Rp应选用_（填“R1”或“R2”） ； 单刀双掷开关应接在_（填“1”或“2”） 。 （2）经检测无误后，把该热敏电阻与（1）中蓄电池和电流表串联，制作简易温度计（如图丙所示） 。 当电流表读数为 10mA 时，对应的温度为_，该温度计能够测量的最高温度为_。 测量多组数据，并在电流表表盘上标注出相应的温度值，绘制出表盘刻度。电流值越大，对应的 温度_。 （填“越低”或“越高”） 。 四、填空题四、填空题 17温度传感器是利

16、用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的，它广泛应用于电冰箱、冰柜和室 内空调等家用电器中，现利热敏电阻设计如图甲所示，电路测一特殊电源的电动势和内阻。G 为灵 敏电流计，内阳 g 500R 保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示，闭 合开关 S，当R的温度等于 120时，电流计的示数 1 1.8mAI ，当R的温度等于 20时，电流计 的示数为 2 1.05mAI 。则可求出该电源的电动势E _V，内阻r _。 18行人闯红灯是造成交通事故的违法行为之一，为记录并处罚这种行为，设计了一种闯红灯测量 器，其原理为：路口人行道两头停止处均浅埋阻值 R 随压力 F 变化如图甲所示

17、的压敏电阻，将压敏 电阻接入如图乙所示的电路中，已知控制电路中电源的电动势为 12V，内阻为 12，继电器线圈电 阻为 38，滑动变阻器连入电路的电阻为 100；当控制电路中的电流大于 0.05A 时，衔铁会被吸 引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违法行为。 (1)当绿灯亮起时，光控开关应处于_（选填“闭合”或“断开”）状态。 (2)当红灯亮起时，某人经过人行道停止处，电流表 A 的示数会变_（选填“大”或“小”） 。 (3)质量超过_kg 的行人闯红灯时才会被拍照记录（取重力加速度大小 2 10m/sg ） 。 (4)若要增大“行人闯红灯违法记录仪”的灵敏度，确保体重较小的行人闯红灯时也能被拍照，请提出 一个可行的方案_。 参考答案参考答案 1A 2D 3C 4D 5D 6B 7ACD 8BD 9CD 10ABC 11AC 12ACD 1310220aC 14满刻线位置不变R1 6 20505t 2.410-370 15BA减小增大80A 16R1210（910）80（7085）越高 175.04300 18断开大10滑动变阻器的滑片向 b 端适当移动（适当增大控制电路的电源电动势）