5.3大显身手的传感器基础巩固（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.3大显身手的传感器基础巩固（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 434.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-14 17:12:28 | ||
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文档简介
5.3大显身手的传感器基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．下列物品中应用了力传感器的是（ ）
A．电熨斗 B．电饭锅
C．电冰箱 D．电子台秤
2．下列哪一项不是现代传感器的应用（ ）
A．当你走近自动门时，门会自动打开
B．电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人
C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦
D．将自己的银行卡插进自动取款机里能取钱，而不必麻烦银行工作人员
3．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是( )
A．温度传感器 B．压力传感器
C．声音传感器 D．红外线传感器
4．关于传感器，下列说法中正确的是
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号，
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断
C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成这个电阻电学量
D．光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大
5．电磁炉里面安装了温度感应装置，可以感应器皿温度的变化，控制加热的温度，这种装置最重要的元件是热敏电阻，其特点是( )
A．温度变化，电阻值随之变化
B．温度变化，电阻内部会产生感应电流
C．温度变化，电阻值保持恒定
D．以上说法都不对
6．对于温度传感器的说法，正确的是( )
A．温度传感器的核心部件是热敏电阻
B．温度传感器的核心部件是热胀冷缩金属片
C．热敏电阻的电压随温度变化而变化
D．温度传感器属于生物传感器
7．传感器是在自动控制、航空航天等实际应用中常用的电学元件。下列可将光学量转化为电学量的传感器为（ ）
A．电视机遥控接收器
B．热敏电阻
C．霍尔元件
D．电阻应变片
8．下列说法正确的是（ ）
A．金属热电阻的电阻率随温度升高而减小
B．干簧管是电控开关
C．电熨斗中的双金属片上层膨胀系数比下层大
D．光敏电阻导电性能随光强增强而减小
9．下列有关传感器的叙述中正确的是（ ）
A．自动门上安装了红外线传感器，红外线传感器就是温度传感器
B．干簧管是将磁感应强度转换为电阻的一种元件
C．与热敏电阻相比，金属热电阻的灵敏度差，测温范围小
D．压电晶体的敏感元件就是转换元件
10．下列关于传感器说法中不正确的是（ ）
A．热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏
B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号
C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
D．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
11．通常当人走向银行门口时，门就会自动打开，是因为门上安装的传感器是
A．温度传感器 B．压力传感器 C．声音传感器 D．红外线传感器
12．在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫做“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端电压就变得越高，反之，电压就越低。这样，管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，在实验室中测量它的伏安特性曲线，得到结果正确的是（）
A．
B．
C．
D．
13．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据，根据文中信息，下列说法正确的是（ ）
A．在峪处形成的电容器电容较大
B．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量小
C．在峪处形成的电容器放电较快
D．潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响
14．压敏电阻能够把压力这个力学量转换为电阻这个电学量，压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，R为定值电阻，电流表示数随时间变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（ ）
A．0~时间内，升降机可能匀速运动
B．0~时间内，升降机一定匀速上升
C．~时间内，升降机可能匀速上升
D．~时间内，升降机一定匀加速上升
15．电子秤使用的是( )
A．超声波传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．红外线传感器
二、填空题（共4题）
16．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，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力减小时，电容器的电容将__________（填“增大”或“减小”），电容器的电荷量将_______（填“增大”或“减小”），灵敏电流表的指针向____（填“左偏”或“右偏”）。
17．电阻应变效应：_________在外力作用下发生机械形变时，其电阻也随之变化的现象。
18．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的．如图甲中，电源的电动势E＝9.0 V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg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的R t图线所示，闭合开关，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA，
(1) 电流表G的内阻Rg＝________Ω；
(2) 当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻R的温度是________℃.
19．如图甲是苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在半导体薄膜压力传感器上。的阻值和压力F的关系如图乙所示，越大越灵敏。先调节托盘称压杠杆上的位置，使质量等于分拣标准的大苹果经过托盘秤时，处在最灵敏的压力区间；再调节可调电阻，使两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁。电磁铁具有延时功能，恰好能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态，让大苹果进入下面通道。
（1）说出一种能实现电磁铁延时释放吸动衔铁的方法______________________；
（2）下列选项正确的是____________。
A．观察图甲装置图和图乙的压力—电阻的图像，可以估测出重量大于的苹果都会进入下方通道
B．已经调试好的装置，如果增大传感电路中电源的电动势，分拣出的大苹果质量标准会变小
C．设备处于良好运行状态，如果增大大苹果的质量标准为原来的二倍，则单纯调节使它的阻值适当减小即可
（3）放大电路内没有电源，对外可以简化为三个电极，工作时电流分别从极b和极c流入，极e流出，从极b输入一个较小的电流，就能在极c获得较大的电流，用公式表示为，其中正常工作时是个常数。把这样的放大电路对应接到本装置中，①接极____________，②接极____________，③接极____________，④接极____________。（均填“b”“c”或“e”）
三、综合题（共4题）
20．如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx＝50 Ω，当继电器线圈中的电流Ic大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？
21．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器 R (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(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为 0~3A，电源电动势为 E=15V，内阻为 r=1Ω，电阻R随踏板变化的函数为R=29-0.02F (F和R的单位分别是 N 和Ω)．
（1）求该秤零刻度线 ( 即踏板空载时的刻度线)对应的流强度大小；
（2）求该秤能测量的最大体重；
（3）该秤的刻度(体重刻度)是否均匀
22．如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定金属片，这两块金属片组成一个小电容器，该电容器的电容C可用公式计算，式中常数，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号。设两块金属片的正对面积为40，键未按下时两金属片的距离为0.4 mm，如果电容变化了0.2 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下多少距离？
23．如图所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3V，0.9W”的字样（传感器可看作一个纯电阻），滑动变阻器上标有“，1A”的字样，电流表的量程为0.6A，电压表的量程为3V．
（1）根据传感器上的标注，计算传感器的电阻和额定电流．
（2）若电路元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值时多少？
（3）根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过了，则该传感器就失去作用，实际检测时，将一个恒定的电源加在图中a、b之间（电源电压小于上述所求的电压的最大值），闭合开关S，通过调节来改变电路中的电流和两端的电压，检测记录如右表．若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否还能使用？此时a、b间所加的电压时多少？
电压表示数U/V 电流表示数I/A
1 1.48 0.16
2 0.91 0.22
参考答案
1．D
2．D
3．B
4．B
5．A
6．A
7．A
8．C
9．D
10．A
11．D
12．D
13．C
14．A
15．C
16．减小 减小 左偏
17．金属导体
18．120℃
19．在电磁铁的铁芯上用导线缠绕一个两端接通的多匝线圈 B b e c e
20．温度不小于50 ℃时，电路右侧的小灯泡会发光
21．（1）0.5A；（2）1250N；（3）刻度不均匀
22．0.08mm
23．（1） ， （2） （3） ，可用
一、选择题（共15题）
1．下列物品中应用了力传感器的是（ ）
A．电熨斗 B．电饭锅
C．电冰箱 D．电子台秤
2．下列哪一项不是现代传感器的应用（ ）
A．当你走近自动门时，门会自动打开
B．电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人
C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦
D．将自己的银行卡插进自动取款机里能取钱，而不必麻烦银行工作人员
3．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是( )
A．温度传感器 B．压力传感器
C．声音传感器 D．红外线传感器
4．关于传感器，下列说法中正确的是
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号，
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断
C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成这个电阻电学量
D．光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大
5．电磁炉里面安装了温度感应装置，可以感应器皿温度的变化，控制加热的温度，这种装置最重要的元件是热敏电阻，其特点是( )
A．温度变化，电阻值随之变化
B．温度变化，电阻内部会产生感应电流
C．温度变化，电阻值保持恒定
D．以上说法都不对
6．对于温度传感器的说法，正确的是( )
A．温度传感器的核心部件是热敏电阻
B．温度传感器的核心部件是热胀冷缩金属片
C．热敏电阻的电压随温度变化而变化
D．温度传感器属于生物传感器
7．传感器是在自动控制、航空航天等实际应用中常用的电学元件。下列可将光学量转化为电学量的传感器为（ ）
A．电视机遥控接收器
B．热敏电阻
C．霍尔元件
D．电阻应变片
8．下列说法正确的是（ ）
A．金属热电阻的电阻率随温度升高而减小
B．干簧管是电控开关
C．电熨斗中的双金属片上层膨胀系数比下层大
D．光敏电阻导电性能随光强增强而减小
9．下列有关传感器的叙述中正确的是（ ）
A．自动门上安装了红外线传感器，红外线传感器就是温度传感器
B．干簧管是将磁感应强度转换为电阻的一种元件
C．与热敏电阻相比，金属热电阻的灵敏度差，测温范围小
D．压电晶体的敏感元件就是转换元件
10．下列关于传感器说法中不正确的是（ ）
A．热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏
B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号
C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
D．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
11．通常当人走向银行门口时，门就会自动打开，是因为门上安装的传感器是
A．温度传感器 B．压力传感器 C．声音传感器 D．红外线传感器
12．在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫做“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端电压就变得越高，反之，电压就越低。这样，管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，在实验室中测量它的伏安特性曲线，得到结果正确的是（）
A．
B．
C．
D．
13．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据，根据文中信息，下列说法正确的是（ ）
A．在峪处形成的电容器电容较大
B．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量小
C．在峪处形成的电容器放电较快
D．潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响
14．压敏电阻能够把压力这个力学量转换为电阻这个电学量，压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，R为定值电阻，电流表示数随时间变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（ ）
A．0~时间内，升降机可能匀速运动
B．0~时间内，升降机一定匀速上升
C．~时间内，升降机可能匀速上升
D．~时间内，升降机一定匀加速上升
15．电子秤使用的是( )
A．超声波传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．红外线传感器
二、填空题（共4题）
16．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，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力减小时，电容器的电容将__________（填“增大”或“减小”），电容器的电荷量将_______（填“增大”或“减小”），灵敏电流表的指针向____（填“左偏”或“右偏”）。
17．电阻应变效应：_________在外力作用下发生机械形变时，其电阻也随之变化的现象。
18．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的．如图甲中，电源的电动势E＝9.0 V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg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的R t图线所示，闭合开关，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA，
(1) 电流表G的内阻Rg＝________Ω；
(2) 当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻R的温度是________℃.
19．如图甲是苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在半导体薄膜压力传感器上。的阻值和压力F的关系如图乙所示，越大越灵敏。先调节托盘称压杠杆上的位置，使质量等于分拣标准的大苹果经过托盘秤时，处在最灵敏的压力区间；再调节可调电阻，使两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁。电磁铁具有延时功能，恰好能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态，让大苹果进入下面通道。
（1）说出一种能实现电磁铁延时释放吸动衔铁的方法______________________；
（2）下列选项正确的是____________。
A．观察图甲装置图和图乙的压力—电阻的图像，可以估测出重量大于的苹果都会进入下方通道
B．已经调试好的装置，如果增大传感电路中电源的电动势，分拣出的大苹果质量标准会变小
C．设备处于良好运行状态，如果增大大苹果的质量标准为原来的二倍，则单纯调节使它的阻值适当减小即可
（3）放大电路内没有电源，对外可以简化为三个电极，工作时电流分别从极b和极c流入，极e流出，从极b输入一个较小的电流，就能在极c获得较大的电流，用公式表示为，其中正常工作时是个常数。把这样的放大电路对应接到本装置中，①接极____________，②接极____________，③接极____________，④接极____________。（均填“b”“c”或“e”）
三、综合题（共4题）
20．如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx＝50 Ω，当继电器线圈中的电流Ic大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？
21．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器 R (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(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为 0~3A，电源电动势为 E=15V，内阻为 r=1Ω，电阻R随踏板变化的函数为R=29-0.02F (F和R的单位分别是 N 和Ω)．
（1）求该秤零刻度线 ( 即踏板空载时的刻度线)对应的流强度大小；
（2）求该秤能测量的最大体重；
（3）该秤的刻度(体重刻度)是否均匀
22．如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定金属片，这两块金属片组成一个小电容器，该电容器的电容C可用公式计算，式中常数，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号。设两块金属片的正对面积为40，键未按下时两金属片的距离为0.4 mm，如果电容变化了0.2 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下多少距离？
23．如图所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3V，0.9W”的字样（传感器可看作一个纯电阻），滑动变阻器上标有“，1A”的字样，电流表的量程为0.6A，电压表的量程为3V．
（1）根据传感器上的标注，计算传感器的电阻和额定电流．
（2）若电路元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值时多少？
（3）根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过了，则该传感器就失去作用，实际检测时，将一个恒定的电源加在图中a、b之间（电源电压小于上述所求的电压的最大值），闭合开关S，通过调节来改变电路中的电流和两端的电压，检测记录如右表．若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否还能使用？此时a、b间所加的电压时多少？
电压表示数U/V 电流表示数I/A
1 1.48 0.16
2 0.91 0.22
参考答案
1．D
2．D
3．B
4．B
5．A
6．A
7．A
8．C
9．D
10．A
11．D
12．D
13．C
14．A
15．C
16．减小 减小 左偏
17．金属导体
18．120℃
19．在电磁铁的铁芯上用导线缠绕一个两端接通的多匝线圈 B b e c e
20．温度不小于50 ℃时，电路右侧的小灯泡会发光
21．（1）0.5A；（2）1250N；（3）刻度不均匀
22．0.08mm
23．（1） ， （2） （3） ，可用