5.2常见传感器的工作原理及应用 基础（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.2常见传感器的工作原理及应用 基础（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 213.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-22 08:05:32 | ||
图片预览
文档简介
人教版选择性必修2物理 5.2常见传感器的工作原理及应用 基础
一、单项选择题（共11小题；共44分）
1. 如图所示是测定位移的电容式传感器。其下作原理是下列哪个量的变化，造成其电容的变化
A. 电介质进入极板的长度 B. 两极板间距
C. 两极板正对面积 D. 极板所带电量
2. 有一热敏电阻的电阻值随温度变化的 图象如图所示，现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电子温度计，为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值，现想使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在温度范围内，欧姆表的倍率不变）
A. 段 B. 段 C. 段 D. 段
3. 如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警的结构原理图：罩内装有发光二极管 、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管收不到 发出的光呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是
A. 进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B. 光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C. 进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D. 以上说法均不正确
4. 传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示，是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力 作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器 、 灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么
A. 若电容减小，则力 增大 B. 若电容增大，则力 减小
C. 若电容变大，则力 增大 D. 以上说法都不对
5. 在图所示的实验装置中，平行板电容器的极板 与一灵敏的静电计相接，极板 接地。若极板 稍向上移动一点，由观察到的静电计指针偏角变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是
A. 两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小
B. 两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大
C. 极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小
D. 极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大
6. 如图所示是一火警报警器的部分电路示意图。其中 为用半导体热敏材料制成的传感器。值班室的显示器为电路中的电流表， 、 之间接报警器。当传感器 所在处出现火情时，显示器的电流 、报警器两端的电压 的变化情况是
A. 变大， 变大 B. 变大， 变小
C. 变小， 变小 D. 变小， 变大
7. 如图所示电路，电源电动势为 ，内阻为 ， 为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）.现增加光照强度，则下列判断正确的是
A. 电源总功率变小 B. 两端电压变大
C. 灯变亮， 灯变暗 D. 灯变暗， 灯变亮
8. 下图是一火警报警电路的示意图。其中 为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器 所在处出现火情时，显示器的电流 、报警器两端的电压 的变化情况是
A. 变大， 变小 B. 变小， 变大
C. 变小， 变小 D. 变大， 变大
9. 某同学设计的路灯控制电路如图所示， 为路灯， 是可变电阻， 是半导体光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。控制开关电路具有下列特性：当 点电势 时，控制开关处于断路状态；当 时，控制开关接通电路， 开始发光。电源两端电压恒定，下列说法正确的是
A. 光照强度增大时， 点电势降低
B. 可变电阻 阻值调大时， 点电势降低
C. 可变电阻 阻值调大时，路灯将会在天色更暗时开始工作
D. 若电源两端电压降低，要求路灯仍能准点工作，应将可变电阻 调大
10. 如图所示，平行板电容器与灯泡串联，接在交流电源上的灯泡正常发光，则
A. 把电介质插入电容器，灯泡一定变亮
B. 把电容器两极板距离增大，灯泡一定变亮
C. 使电容器两极板正对面积减小，灯泡一定变亮
D. 使交流电频率增加，灯泡变暗
11. 【 海淀二模 】如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面 和下表面 之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。若匀强磁场的磁感应强度为 ，金属板宽度为 、厚度为 ，通有电流 ，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为 。则下列说法中正确的是
A. 在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向下
B. 达到稳定状态时，金属板上表面 的电势高于下表面 的电势
C. 只将金属板的厚度 减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为
D. 只将电流 减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为
二、双项选择题（共1小题；共4分）
12. 如图，电源的电动势为 、内阻为 ， 为电容器， 和 为定值电阻， 为光敏电阻（阻值随光照增强为减小）， 为理想电流表， 为灵敏电流计，已知 。当开关 闭合且电路稳定后，在逐渐增大对 的光照强度的过程中
A. 表的示数变大 B. 电源的输出功率变小
C. 电源内部消耗的热功率变大 D. 表中有从 至 的电流
三、多项选择题（共3小题；共12分）
13. 下列说法正确的是
A. 传感器负担着信息采集的任务
B. 干簧管是一种磁传感器
C. 传感器不是电视遥控接收器的主要元件
D. 传感器是力、温度、光、声、化学成分等非电学量转换为电信号的主要工具
14. 传感器担负着信息的采集任务，在自动控制系统中发挥着重要作用。传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻 作为传感器制作的简单自动报警器的电路图。下列说法正确的是
A. 为了使温度过高时报警器响铃， 应接在 处
B. 为了使温度过高时报警器响铃， 应接在 处
C. 若要使启动报警的温度提高些，则应将滑动变阻器的滑片 向左移动
D. 如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑片 都不能报警，且电路无故障，可能原因是乙图中左侧电路中电源电压太低
15. 如图所示，有一金属块放在垂直于表面 的匀强磁场中，当有稳恒电流沿平行平面 的方向通过时，下列说法中不正确的是
A. 金属块上表面 的电势高于下表面 的电势
B. 电流增大时， 、 两表面间的电压 增大
C. 磁感应强度增大时， 、 两表面间的电压 减小
D. 金属块中单位体积内的自由电子数减少， 、 两表面间的电压 减小
答案
第一部分
1. A
【解析】当电介质进入极板的长度变化时，电容器的介电常数发生了变化。
2. B
【解析】在 段，电阻阻值对温度的变化率很大，因此在这段温度范围内温度计对温度的变化反应较敏感。
3. C
【解析】由报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，故C 正确。
4. C
5. D
6. C
【解析】当出现火情时，热敏电阻 的阻值减小，则外电路总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流将增大；由 可知，路端电压减小，则图中报警器两端的电压 将减小；因总电流增大，则 两端的电压增大，并联部分的电压减小，则可知流过 中的电流 减小，故C正确。
7. B
【解析】【命题立意】 本题考查了闭合电路欧姆定律、电功率等知识.难度中等.
【解题思路】 增加光照强度， 电阻减小，总电流变大，电源的总功率 是增大的，选项 A 错误；路端电压变小，通过灯泡 的电流变小，故通过电阻 所在支路的电流增大， 两端电压变大，选项 B 正确；流过灯 的电流变小，灯 的功率变小，故变暗， 和灯 并联的电阻变小，灯 两端电压变小，灯 的功率变小，故变暗，选项 CD 错误.
8. D
9. C
【解析】当光照强度增大时，半导体光敏电阻 ，其阻值减小，则电路中的电流增大，则变阻器分担的电压增大，所以 点的电势升高，故A错误；
可变电阻 阻值调大时，导致电路的电流减小，则 点电势升高，故B错误；
可变电阻 阻值调大时，导致电路的电流减小，则 点电势升高，由于当 点电势 时，控制开关处于断路状态；当 时，控制开关接通电路，所以此时需要光敏电阻的电阻值更大时，即天色更暗时路灯开始工作。故C正确；
若电源两端电压降低，则控制电路获得的电压减小，所以要求路灯仍能准点工作，应将可变电阻 减小，故D错误。
10. A
【解析】由电容器电容的决定式 可知：插入电介质，电容 增大；极板间距离 增大， 减小；减小两极板正对面积， 减小。因电容越大，容抗越小，对交变电流的阻碍作用越小，故A正确，B 、C错；
电容器具有"通高频、阻低频"的作用，交流电频率越高，对电流阻碍作用越小，故D错误。
11. D
第二部分
12. A， C
【解析】逐渐增大对 的光照强度时， 减小，故干路总电阻减小，干路电流增大，故A正确；
根据电源的输出功率随外电阻变化规律，由于 ，即外电路总电阻初始时大于内阻，当光强增大，外电路总电阻减小，电源的输出功率在增大，故B错误；
根据焦耳定律，，干路电流增大，电源内部消耗的热功率增大，故C正确；
电容与 并联， 减小，由动态电路串反并同可知电容上电压减小，根据 ，电量也减小，电容上极板接电源正极，电容放电，故由 到 的电流通过电流表 ，故D错误；
故选AC。
第三部分
13. A， B， D
【解析】遥控接收通常用的是红外线传感器。
14. A， C， D
【解析】根据题图甲中曲线的趋势可以得出，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则当温度升高时，热敏电阻所在电路电流增大，竖直的金属片被吸到 处，所以开关 应该接在 处，选项A正确，B错误；若要使启动报警的温度提高些，则应使相同温度下电路中的电流小些，由于相同温度对应的热敏电阻阻值相同，则应使滑动变阻器接入电路的电阻大些，即向左移动滑片，选项C正确；在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中产生的电流不能让竖直金属片与 接触，这可能是由于题图乙左侧电路中电源电压太低，电路电流太小，导致电磁铁的磁性太弱，选项D正确。
15. A， C， D
【解析】根据左手定则，知电子向上表面偏转，上表面 带负电，下表面 带正电，所以上表面 比下表面 电势低。故A错误；
电流的微观表达式为 ，电流 增大，则 增大，又 ，则 增大，B正确；
最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有：，得 ，故 增大时， 、 两表面间的电压 增大，故C错误；
根据 ，则 ，单位体积内的自由电子数越少，则电压表的示数越大，故D错误。
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共11小题；共44分）
1. 如图所示是测定位移的电容式传感器。其下作原理是下列哪个量的变化，造成其电容的变化
A. 电介质进入极板的长度 B. 两极板间距
C. 两极板正对面积 D. 极板所带电量
2. 有一热敏电阻的电阻值随温度变化的 图象如图所示，现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电子温度计，为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值，现想使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在温度范围内，欧姆表的倍率不变）
A. 段 B. 段 C. 段 D. 段
3. 如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警的结构原理图：罩内装有发光二极管 、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管收不到 发出的光呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是
A. 进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B. 光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C. 进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D. 以上说法均不正确
4. 传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示，是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力 作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器 、 灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么
A. 若电容减小，则力 增大 B. 若电容增大，则力 减小
C. 若电容变大，则力 增大 D. 以上说法都不对
5. 在图所示的实验装置中，平行板电容器的极板 与一灵敏的静电计相接，极板 接地。若极板 稍向上移动一点，由观察到的静电计指针偏角变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是
A. 两极板间的电压不变，极板上的电荷量变小
B. 两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大
C. 极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变小
D. 极板上的电荷量几乎不变，两极板间的电压变大
6. 如图所示是一火警报警器的部分电路示意图。其中 为用半导体热敏材料制成的传感器。值班室的显示器为电路中的电流表， 、 之间接报警器。当传感器 所在处出现火情时，显示器的电流 、报警器两端的电压 的变化情况是
A. 变大， 变大 B. 变大， 变小
C. 变小， 变小 D. 变小， 变大
7. 如图所示电路，电源电动势为 ，内阻为 ， 为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）.现增加光照强度，则下列判断正确的是
A. 电源总功率变小 B. 两端电压变大
C. 灯变亮， 灯变暗 D. 灯变暗， 灯变亮
8. 下图是一火警报警电路的示意图。其中 为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器 所在处出现火情时，显示器的电流 、报警器两端的电压 的变化情况是
A. 变大， 变小 B. 变小， 变大
C. 变小， 变小 D. 变大， 变大
9. 某同学设计的路灯控制电路如图所示， 为路灯， 是可变电阻， 是半导体光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。控制开关电路具有下列特性：当 点电势 时，控制开关处于断路状态；当 时，控制开关接通电路， 开始发光。电源两端电压恒定，下列说法正确的是
A. 光照强度增大时， 点电势降低
B. 可变电阻 阻值调大时， 点电势降低
C. 可变电阻 阻值调大时，路灯将会在天色更暗时开始工作
D. 若电源两端电压降低，要求路灯仍能准点工作，应将可变电阻 调大
10. 如图所示，平行板电容器与灯泡串联，接在交流电源上的灯泡正常发光，则
A. 把电介质插入电容器，灯泡一定变亮
B. 把电容器两极板距离增大，灯泡一定变亮
C. 使电容器两极板正对面积减小，灯泡一定变亮
D. 使交流电频率增加，灯泡变暗
11. 【 海淀二模 】如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面 和下表面 之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。若匀强磁场的磁感应强度为 ，金属板宽度为 、厚度为 ，通有电流 ，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为 。则下列说法中正确的是
A. 在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向下
B. 达到稳定状态时，金属板上表面 的电势高于下表面 的电势
C. 只将金属板的厚度 减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为
D. 只将电流 减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为
二、双项选择题（共1小题；共4分）
12. 如图，电源的电动势为 、内阻为 ， 为电容器， 和 为定值电阻， 为光敏电阻（阻值随光照增强为减小）， 为理想电流表， 为灵敏电流计，已知 。当开关 闭合且电路稳定后，在逐渐增大对 的光照强度的过程中
A. 表的示数变大 B. 电源的输出功率变小
C. 电源内部消耗的热功率变大 D. 表中有从 至 的电流
三、多项选择题（共3小题；共12分）
13. 下列说法正确的是
A. 传感器负担着信息采集的任务
B. 干簧管是一种磁传感器
C. 传感器不是电视遥控接收器的主要元件
D. 传感器是力、温度、光、声、化学成分等非电学量转换为电信号的主要工具
14. 传感器担负着信息的采集任务，在自动控制系统中发挥着重要作用。传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻 作为传感器制作的简单自动报警器的电路图。下列说法正确的是
A. 为了使温度过高时报警器响铃， 应接在 处
B. 为了使温度过高时报警器响铃， 应接在 处
C. 若要使启动报警的温度提高些，则应将滑动变阻器的滑片 向左移动
D. 如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑片 都不能报警，且电路无故障，可能原因是乙图中左侧电路中电源电压太低
15. 如图所示，有一金属块放在垂直于表面 的匀强磁场中，当有稳恒电流沿平行平面 的方向通过时，下列说法中不正确的是
A. 金属块上表面 的电势高于下表面 的电势
B. 电流增大时， 、 两表面间的电压 增大
C. 磁感应强度增大时， 、 两表面间的电压 减小
D. 金属块中单位体积内的自由电子数减少， 、 两表面间的电压 减小
答案
第一部分
1. A
【解析】当电介质进入极板的长度变化时，电容器的介电常数发生了变化。
2. B
【解析】在 段，电阻阻值对温度的变化率很大，因此在这段温度范围内温度计对温度的变化反应较敏感。
3. C
【解析】由报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，故C 正确。
4. C
5. D
6. C
【解析】当出现火情时，热敏电阻 的阻值减小，则外电路总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流将增大；由 可知，路端电压减小，则图中报警器两端的电压 将减小；因总电流增大，则 两端的电压增大，并联部分的电压减小，则可知流过 中的电流 减小，故C正确。
7. B
【解析】【命题立意】 本题考查了闭合电路欧姆定律、电功率等知识.难度中等.
【解题思路】 增加光照强度， 电阻减小，总电流变大，电源的总功率 是增大的，选项 A 错误；路端电压变小，通过灯泡 的电流变小，故通过电阻 所在支路的电流增大， 两端电压变大，选项 B 正确；流过灯 的电流变小，灯 的功率变小，故变暗， 和灯 并联的电阻变小，灯 两端电压变小，灯 的功率变小，故变暗，选项 CD 错误.
8. D
9. C
【解析】当光照强度增大时，半导体光敏电阻 ，其阻值减小，则电路中的电流增大，则变阻器分担的电压增大，所以 点的电势升高，故A错误；
可变电阻 阻值调大时，导致电路的电流减小，则 点电势升高，故B错误；
可变电阻 阻值调大时，导致电路的电流减小，则 点电势升高，由于当 点电势 时，控制开关处于断路状态；当 时，控制开关接通电路，所以此时需要光敏电阻的电阻值更大时，即天色更暗时路灯开始工作。故C正确；
若电源两端电压降低，则控制电路获得的电压减小，所以要求路灯仍能准点工作，应将可变电阻 减小，故D错误。
10. A
【解析】由电容器电容的决定式 可知：插入电介质，电容 增大；极板间距离 增大， 减小；减小两极板正对面积， 减小。因电容越大，容抗越小，对交变电流的阻碍作用越小，故A正确，B 、C错；
电容器具有"通高频、阻低频"的作用，交流电频率越高，对电流阻碍作用越小，故D错误。
11. D
第二部分
12. A， C
【解析】逐渐增大对 的光照强度时， 减小，故干路总电阻减小，干路电流增大，故A正确；
根据电源的输出功率随外电阻变化规律，由于 ，即外电路总电阻初始时大于内阻，当光强增大，外电路总电阻减小，电源的输出功率在增大，故B错误；
根据焦耳定律，，干路电流增大，电源内部消耗的热功率增大，故C正确；
电容与 并联， 减小，由动态电路串反并同可知电容上电压减小，根据 ，电量也减小，电容上极板接电源正极，电容放电，故由 到 的电流通过电流表 ，故D错误；
故选AC。
第三部分
13. A， B， D
【解析】遥控接收通常用的是红外线传感器。
14. A， C， D
【解析】根据题图甲中曲线的趋势可以得出，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则当温度升高时，热敏电阻所在电路电流增大，竖直的金属片被吸到 处，所以开关 应该接在 处，选项A正确，B错误；若要使启动报警的温度提高些，则应使相同温度下电路中的电流小些，由于相同温度对应的热敏电阻阻值相同，则应使滑动变阻器接入电路的电阻大些，即向左移动滑片，选项C正确；在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中产生的电流不能让竖直金属片与 接触，这可能是由于题图乙左侧电路中电源电压太低，电路电流太小，导致电磁铁的磁性太弱，选项D正确。
15. A， C， D
【解析】根据左手定则，知电子向上表面偏转，上表面 带负电，下表面 带正电，所以上表面 比下表面 电势低。故A错误；
电流的微观表达式为 ，电流 增大，则 增大，又 ，则 增大，B正确；
最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有：，得 ，故 增大时， 、 两表面间的电压 增大，故C错误；
根据 ，则 ，单位体积内的自由电子数越少，则电压表的示数越大，故D错误。
第1页（共1 页）