人教版选择性必修二 5.1 认识传感器专题（含答案）

人教版选择性必修二第五章认识传感器专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是( )
A. 给货车称重的地磅使用了光传感器 B. 酒店大厅的自动门使用了力传感器
C. 空调的控温系统使用了温度传感器 D. 夜间自动打开的路灯使用了红外线传感器
2. 在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻发生变化，导致两端电压增大，装置发出警报，此时
A. 变大，且越大，增大越明显 B. 变大，且越小，增大越明显
C. 变小，且越大，增大越明显 D. 变小，且越小，增大越明显
3. 电容式传感器是用来将各种非电信号如位移、速度、压力、角度等转变为电信号如电压、电流、电荷量等的装置当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值关于如图所示的甲、乙、丙、丁四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是( )
A. 甲图的传感器可以用来测量速度 B. 乙图的传感器可以用来测量液体对芯线的浮力
C. 丙图的传感器可以用来测量压力 D. 丁图的传感器可以用来测量速度
4. 如图所示，是温度自动报警器的工作原理图，图中是电磁铁、是衔铁、是触点、是水银温度计水银导电。则下列说法正确的是( )
A. 温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮 B. 温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭
C. 温度高于警戒温度时，电铃报警、指示灯亮 D. 温度低于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮
5. 某种酒精测试仪应用二氧化锡半导体型酒精气体传感器。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，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，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，那么电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是( )
A. 越小，表示越大，与成反比 B. 越小，表示越大，与不成反比
C. 越小，表示越小，与成正比 D. 越大，表示越大，与不成正比
6. 关于传感器工作的一般流程，以下选项中正确的是( )
A. 非电学量敏感元件转换电路电学量转换元件
B. 电学量敏感元件转换电路转换元件非电学量
C. 非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量
D. 非电学量转换电路转换元件敏感元件电学量
7. 在新冠肺炎疫情防控期间。测量体温成为重要的防疫措施之一，医学上常用的水银体温计可以在家庭中使用，红外测温枪在学校、居民区、办公楼、商场等公共场所广泛应用，如图是红外测温枪，下列说法中正确的是( )
A. 水银体温计可以用来测量佛水的温度
B. 红外测温枪和电熨斗中的温度敏感元件相同
C. 红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D. 红外测温检测量人体温度时，离人体越远，显示温度越低
8. 下列说法正确的是( )
A. 狭义相对论的长度变化公式为：
B.
C. 物体做受迫振动时，振动周期由物体的固有周期决定
D. 传感器通常是把被测的电信息，按一定的规律转化为与之对应的非电信息的器件
9. 如图所示，是智能扶手电梯的原理图，其中是压敏电阻。电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。下列说法正确的是( )
A. 电磁铁上端是极
B. 电磁继电器与发电机工作原理相同
C. 电梯上无乘客时，衔铁与触点接触
D. 电梯上有乘客时，压敏电阻的阻值减小
10. 如图所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其简化原理是调节可变电阻使，当有烟雾时，开始触发工作，其中是光敏电阻。由此可知，要使开始工作，则应满足( )
A. B. C. D. 无法判断
二、填空题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 在上海的高架道路上，一般限速，为监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔埋设两个传感器线圈和，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车在本题中可看作质点匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为，经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机对汽车拍照，留下违章证据．根据以上信息，回答下列问题：
试写出微型计算机计算汽车速度的表达式______。
若，，则照相机将______工作。填“会”或“不会”
12. 如图是汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验．采用方法对模型进行测量，其结果如图中电脑屏幕所示．
图中的传感器为________传感器填力电、光电或热电；
图中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面．对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是图电脑屏幕上的________填“”“”或“”；
利用光敏电阻制作的光传感器，可以记录传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器能接收到发光元件发出的光，每当工件挡住发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为则传送带运动的速度是______ ，每分钟能输送______个工件．
13.
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、给货车称重的地磅是利用了压力传感器，故A错误；
B、一般人体都有恒定的体温，一般在，所以会发出特定波长左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的左右的红外线而进行工作的。人走向门口时，门会自动打开，是因为安装了红外线传感器。从而能感知红外线，导致酒店大厅的自动门被打开，故B错误；
C、空调的控温系统使用了温度传感器来控制其电路工作，故C正确；
D、灯要求夜晚亮、白天熄，则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现动控制，因此是利用半导体的光敏性，即为光电传感器，故D错误；
故选：。
本题考查各种传感器的特点、工作原理，以及在仪器设备中的应用，属于对基础知识点的考查，多加积累即可．
2.【答案】
【解析】两端电压增大，传感器两端电压一定减小；故“有药液从针口流出体外”使传感器接触药液时，变小；当时，越大，与并联的电阻越接近增大越明显，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】
电容器的决定式：，当电容器两极间正对面积变化时会引起电容的变化，其他条件不变的情况下成正比。
考查了影响电容器电容的因素，如何改变电容器的容，电容传感器的特点。
【解答】
A.图示电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容，可以用来测量角度，故A错误；
B.图示电容器的一个极板时金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，可以用来测量液面的高度，故B错误；
C.是通过改变极板间的距离，改变电容器的，可以用来测量压力，故C正确。
D.可变电容器，通过改变电介质，改变电容，可以用来测量位移，故D错误；
故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
该图中，温度控制电路的通断，当温度高于警戒温度时，电路接通；通路状态指示灯与电铃二者在显示电路中分属不同的支路，由此分析即可。
该题考查电磁继电器的应用，理解电磁继电器实质上是由电磁铁控制的开关，以及其原理是关键。
【解答】
、温度高于警戒温度时，控制电路的电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过常闭触点与工作电路接通，电路报警，此时通路状态指示灯的电路中没有电流，灯不亮，故A错误，C错误；
、温度低于警戒温度时，控制电路处于开路状态，电磁铁没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，通路状态指示灯亮，电路不报警，故B错误，D正确。
故选：。
5.【答案】
【解析】
【分析】
首先根据电路图分析电路的连接方式，分析酒精气体传感器的电阻的变化，然后根据欧姆定律得到电压表示数与电阻的关系，结合传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，得出电压表示数与酒精气体浓度的关系式，再进行选择。
本题考查了闭合电路的欧姆定律；常见传感器的工作原理。学生要能结合电路电阻的变化根据欧姆定律判断串联电路中的电流和电压的变化。
【解答】
设酒精气体传感器的电阻为，则，是比例系数。
根据欧姆定律得，电压表示数，可见，越大，则越大，但与不成正比，故选D。

6.【答案】
【解析】解：传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量。所以C正确，ABD错误。
故选：。
传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析。
传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会。
7.【答案】
【解析】解：、水银体温计的测量范围一般为，而沸水的温度为，所以水银体温计不可以用来测量沸水的温度，故A错误；
B、红外测温枪使用的是红外线传感器，电熨斗使用的是双金属片，故B错误；
C、红外测温枪是通过测量人体发射出的红外线，从而测量人体温度，故C错误；
D、单位时间内，物体表面单位面积上所发射的总辐射能叫辐射功率，辐射功率与该物体的温度有确定的关系，红外测温枪在测量人体温度时，离人体越远，红外测温枪接受到人体辐射的功率会越小，所以显示温度越低，故D正确。
故选：。
根据水银体温计的测量范围判断；根据红外测温枪和电熨斗的使用原理判断；通过材料理解红外测温枪的测温原理解答。
本题以新冠肺炎疫情防控期间，测量体温经常使用的水银体温计和红外测温枪为命题点进行考查，试题给人眼前一亮的感觉，切合了新课程和新高考提出的“立德树人”的教育理念；同时能够培养学生热爱物理，积极投身于物理课程学习的积极性，也能够体会到物理就在身边的感觉。
8.【答案】
【解析】
【分析】
该题考查到四个不相干的知识点的内容，但都是一些记忆性的知识点的内容，多加积累是做好这一类的题目关键．
根据相对论的尺缩效应解释长度的变化；根据法拉与皮法的单位换算的关系分析；当做受迫振动时周期为驱动力的频率；当驱动力的频率等于固有频率时，物体达共振；传感器把非电学量转化为电学量．
【解答】
A、爱因斯坦狭义相对论的基本结论之一是运动物体长度会收缩，即，它是因时空条件不同而引起的观测效应。故A正确；
B、故B错误；
C、物体做受迫振动时的周期等于驱动力的周期。故C错误；
D、传感器通常是把被测的非电信息，按一定的规律转化为与之对应的电信息的器件。故D错误。
故选A。

9.【答案】
【解析】解：、如图，当闭合开关时，电流从电磁铁的上端进入，根据安培定则可以判断电磁铁的下端是极，上端是极，故A错误；
B、电磁铁是通电流之后具有磁性，断电流时没有磁性，是根据电流的磁效应工作的，发电机是根据电磁感应原理工作的，原理不同，故B错误；
、当没有人乘梯时，电动机转速减慢减少耗电，说明电动机两端的电压减小，电动机和定值电阻串联在电路中，说明衔铁被弹簧拉起，衔铁和上面的触点接通，此时控制电路中的磁性较弱，电路中电阻较大，所以压敏电阻的阻值较大。当有人乘坐电梯时，电动机转速较快，电动机两端的电压较大，只有电动机接入电路，衔铁被电磁铁吸引，衔铁和下面的触点接通，说明电磁铁的磁性较大，控制电路的电流较大，压敏电阻的阻值较小，可以判断压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小，故C错误，D正确。
故选：。
知道电流方向根据安培定则判断电磁铁的磁极。发电机的原理是电磁感应，电磁铁的原理是电流磁效应。首先明确是否有人乘坐电梯，工作电路谁在工作，动触头和哪个静触头连接，分析电磁铁磁性的变化，分析压敏电阻的变化。
此题通过人们日常生活中常用的电梯，考查了电磁继电器原理、欧姆定律、电磁铁磁性强弱影响因素、安培定则、发电机原理等等。
10.【答案】
【解析】解：规定电源负极的电势为零，则，保持不变，而，当有烟雾时，光敏电阻增大，增大，所以当时，控制电路开始工作，故A正确，BCD错误；
故选：。
由光敏电阻的感光变化，导致电阻变化，根据电路的电流变化，来确定电势如何变化．
解决本题的关键掌握因光敏电阻的阻值变化，从而导致电路中电流、电压变化．
11.【答案】；不会
【解析】
【分析】
解答本题要掌握，在时间极短的情况下，可以用平均速度代替瞬时速度，注意速度的单位的换算，难度不大，属于基础题。
微型计算机计算汽车速度时是用短时间内的平均速度代替瞬时速度，所以汽车速度的表达式；
通过计算得出汽车的速度，跟进行比较，若超速，则照相机工作；若不超速，则不工作。
【解答】
微型计算机计算汽车速度时是用短时间内的平均速度代替瞬时速度，所以汽车速度的表达式；
根据代入数据解得：，不超速，故照相机不会工作。
故答案为：；不会。
12.【答案】力电
【解析】
【分析】
测量力大小的传感器是力传感器；
根据重力和支持力的合力提供向心力，比较支持力大小，得到图象与轨道的对应关系；
本题关键熟悉汽车过三种桥时的力学原理，能够通过牛顿第二定律求解出弹力的表达式进行分析讨论。
【解答】
图中的传感器是测量压力大小的，故是力传感器；
甲图是凸形桥，根据牛顿第二定律，有：，故，失重；
乙图中，重力和支持力平衡，故：；
丙图中为凹形桥，根据牛顿第二定律，有：，故，超重；
对于凸形桥甲，压力最下，故对应图中曲线；
故答案为：力电；。

13.【答案】
【解析】解：根据题意结合图象知，相邻工件的时间为，相邻位移为，则传送带的速度．
传送带每小时输送工件个数：．
故答案为：，．
传送带匀速运动工件随皮带也做匀速运动，由可求其速度；传送带每小时输送工件个数：．
考查了传感器的计数特点，速度的定义、个数的计算，能正确理解题意，并运用相关公式进行计算是解答的关键．
第1页，共1页