第五章　传感器 第二节　传感器的应用 课时训练（有解析）高中物理粤教版选择性必修第二册

第五章　传感器 第二节　传感器的应用
基础对点练
1．如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断(　　)
A．θ′＝θ B．θ′＜θ
C．θ′＞θ D．不能确定
2．电梯是高层住宅用户必不可少的日常工具，但有些小朋友不懂事，总做出一些危险行为．某小朋友在电梯门口放了一障碍物，发现电梯门不停地开关，这是电梯门上安装了传感器的结果，他以此为乐，殊不知这种行为有一定的危险性．下列说法中正确的是(　　)
A．电梯门上安装了温度传感器
B．电梯门上安装了光传感器
C．电梯门上的传感器将温度信号转变为电信号
D．电梯门上的传感器将电信号转化为光信号
3．(多选)在数码摄像器材中，使用了一种新型的敏感元件，叫电荷耦合器(CCD)，下列关于CCD的说法正确的是(　　)
A．它能将光信号转换成模拟电信号
B．它能将模拟电信号转换为数字电信号
C．它是一种硅半导体芯片，上面布有数百万个光敏元件
D．它是一种硅半导体芯片，上面布有数百万个热敏元件
4．(多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了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B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A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0.2 m，则下列说法正确的是(　　)
A．传送带运动的速度是0.1 m/s
B．传送带运动的速度是0.2 m/s
C．该传送带每小时输送3 600个工件
D．该传送带每小时输送7 200个工件
5．传感器已广泛应用于日常生活．下列关于传感器的说法正确的是(　　)
A．电容式传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量
B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的，在电路中能起到开关的作用
C．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，但是金属热电阻不能
D．电阻应变片是利用金属的电阻应变效应制成的，即金属丝受拉力时电阻变小，受压力时电阻变大
6．如图甲是“液面报警器”的原理示意图，其中T是热电式元件．当T未露出液面时，指示灯不亮；当T露出液面时，指示灯亮，如图乙所示．对这个装置，下列判断正确的是(　　)
A．T是热电阻
B．T是热敏电阻
C．T元件的电阻率随温度的升高而增大
D．图甲中T的温度高于图乙中T的温度
综合提升练
7．酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车的现场检测，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，这样显示仪表的示数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r′的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，关于电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系，正确的是(　　)
A．U越大，表示c越大，U与c成正比
B．U越大，表示c越大，但是U与c不成正比
C．U越大，表示c越小，U与c成反比
D．U越大，表示c越小，但是U与c不成正比
8．磁传感器是将磁信号转变为电信号的仪器．如图所示，将探头放在磁场中，可以很方便地测量磁场的强弱和方向．探头可能是(　　)
A．感应线圈 B．热敏电阻
C．霍尔元件 D．干簧管
9．传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似．不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能．关于图中应用传感器的实际情境，下列说法错误的是(　　)
　
A．图甲传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器
B．图乙光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器
C．图丙利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器
D．传感器感受力、温度、光、声等信号，把电学信号转换成非电学信号
答案解析
1、【答案】B　【解析】光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部分光线，阻值变大，指针自左向右偏转角度变小，B正确．
2、【答案】B　【解析】电梯能够识别障碍物，并不断开关电梯门，是因为电梯门安装了光传感器，这个传感器能够将光信号转变为电信号，B正确，A、C、D错误．
3、【答案】AC　【解析】CCD是一种硅半导体芯片，上面布有数百万个光敏元件，每个光敏元件都把它所受到的光转换成相应量的电荷，于是整块CCD就把一幅图像的光信号转换成相应的模拟电信号，然后再通过A/D转换器转换为数字信号，以便于计算机处理，故A、C正确．
4、BC　【解析】从乙图可知，每间隔1 s的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是v＝ m/s＝0.2 m/s，故A错误，B正确；传送带每小时传送的距离为s＝vt＝0.2×3 600 m，工件个数为n＝ 个＝3 600 个，故C正确，D错误．
5、【答案】A　【解析】电容式传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量，A正确；干簧管是利用簧片的磁性变化的原理制成的，在电路中能起到开关的作用，B错误；热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，金属热电阻也能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，C错误；电阻应变片是利用金属的电阻应变效应制成的，即金属丝受拉力时，长度变长、横截面积变小，导致电阻变大，当金属丝受到压力时，长度变短、横截面积变大，导致电阻变小，D错误．
6、【答案】B　【解析】由图可知，T在未露出液面时和露出液面由于温度不同而导致电阻不同，故T是热敏电阻，A错误，B正确；当T未露出液面时的温度应低于露出液面时的温度，而当T未露出液面时，指示灯不亮，说明此时电阻较大，故温度越低，电阻越大，其电阻率越大，C、D错误．
7、【答案】B　【解析】由题意可知＝kc，电压表测的是R0两端的电压，U＝×R0＝×R0，由此式可以看出U越大，表示c越大，但是U与c不成正比，故选B．
8、【答案】C　【解析】将探头放在磁场中，可以很方便地测量磁场的强弱和方向，将磁信号转变为电信号，所以探头可能是霍尔元件．
9、【答案】D　【解析】图甲中，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动．如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化，所以图甲传感器是位移传感器，A正确；图乙中，A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高．这种高低交替变化的信号经过处理，就会转化为相应的数字，实现自动计数的功能，B正确；图丙中，在两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，霍尔电压为0，可将该点作为位移的零点．当霍尔元件沿着z轴正、负方向移动时，则有霍尔电压输出，且电压大小与位移大小成正比，从而能够实现微小位移的测量，C正确；传感器能感受力、温度、光、声等信号，把非电学信号转换成电学信号，D错误．