2025人教版高中物理选择性必修第二册强化练习题（有解析）--1　认识传感器

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2025人教版高中物理选择性必修第二册
第五章　传感器
1　认识传感器
基础过关练
题组一　神奇的传感器
1.(多选题)关于传感器的作用,下列说法正确的是 (　　)
A.通常的传感器可以直接用来进行自动控制
B.传感器可以用来采集信息
C.通常的传感器可以将感受到的信号转换为电学量
D.所有的传感器都将感受到的信号转换为电学量
2.下面哪一项不是现代传感器的应用 (　　)
A.将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱,而不必麻烦银行工作人员
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.当人走近自动门时,门会自动打开
3.(经典题)(多选题)如图所示是电子电路中常用到的一种称为“干簧管”的元件。关于干簧管,下列说法正确的是 (　　)
A.干簧管接入电路中相当于电阻
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.干簧管接入电路中相当于开关
D.干簧管是一种能感知磁场的传感器
题组二　传感器的种类
4.(2023浙江高二联考)传感器在生产、生活中已广泛应用,下列关于传感器的说法正确的是 (　　)
A.额温枪测人体的体温主要利用了红外线传感器
B.城市路灯的自动控制利用了温度传感器
C.电子秤主要利用了光传感器
D.酒店大厅的自动门利用了力传感器
5.(教材习题改编)(多选题)关于传感器的实际应用,下列说法正确的是 (　　)
A.让孵化器在一定温度下孵化禽蛋,要用光传感器
B.电梯超出负载时,发出报警提示,要用压力传感器
C.使汽车排放符合国家标准的尾气,要用化学成分传感器
D.交警使用的酒精检测仪应用了葡萄糖生物传感器
6.(2024北京石景山联考改编)下列关于传感器的说法正确的是 (　　)
A.话筒是一种常用的传感器,其作用是将电信号转换为声音信号
B.在天黑且楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,它的控制电路中只需要用到声音传感器
C.烟雾散射火灾报警器是应用温度传感器实现火灾报警的
D.人脸识别系统需要使用光传感器和位移传感器
7.(教材习题改编)(多选题)在公共场所装有自动干手机,洗手后将湿手靠近,机内的传感器就开通电热器加热,有热空气从机内喷出,将湿手烘干。关于自动干手机的传感器,下列说法可能正确的是 (　　)
A.手靠近自动干手机改变了磁场
B.手靠近自动干手机改变了电容
C.自动干手机使用力传感器
D.自动干手机使用红外线传感器
题组三　传感器的组成与应用模式
8.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
9.(2024江苏南通开学考试)如图所示为火灾报警器的部分电路,下列说法中正确的是 (　　)
A.图中的外罩必须是密封的
B.图中的挡板必须是透明挡板
C.如有烟雾颗粒进入该装置即可能报警
D.仅LED灯两端的电压波动能使该装置报警
10.(2024山东青岛期末)如图是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体,3是空心线圈,软铁芯2部分插在线圈3中,并且可以随着物体1在线圈中左右平移。要能够准确反映出物体1的左右位置变化,那么应该 (　　)
A.在a、b间串接干电池和灵敏电流计
B.在a、b间接灵敏电流计
C.在a、b间串接交流电源和灵敏电流计
D.在a、b间接电压表
11.(2024四川达州期中)动车上装有烟雾报警装置,其原理如图所示,M为烟雾传感器,其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化,N为定值电阻,滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置,电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时,烟雾浓度增大,导致N两端的电压增大,装置发出警报。下列说法正确的是　 (　　)
A.烟雾浓度增大时,RM的阻值减小
B.烟雾浓度增大时,通过滑动变阻器的电流增大
C.滑片P向右移动可以提高报警灵敏度
D.烟雾浓度增大时,烟雾传感器消耗的功率一定增大
12.(经典题)(2024浙江浙南名校期中联考)某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置,如图所示,条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧,两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上,磁铁可以相对小车无摩擦左右移动。下列说法正确的是 (　　)
A.小车向右做匀速直线运动的过程中,电流表示数变大
B.小车向右做匀减速直线运动的过程中,电压表示数变小
C.小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中,电流表示数变大
D.小车向左做匀减速直线运动的过程中,电压表示数变小
答案与分层梯度式解析
第五章　传感器
1　认识传感器
基础过关练
1.BC　通常的传感器是通过将非电学量转换成电学量来传递信号的,一般不直接用来进行自动控制,选项A错误;由于通常的传感器可将非电学量转换成电学量,因此传感器可以用来采集信息,选项B正确;通常的传感器可以将感受到的信号转换为电学量,但并不是所有传感器都将感受到的信号转换为电学量,如干簧管,选项C正确,D错误。
2.A　将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱,应用了磁记录技术,与现代传感器无关,故A符合题意;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,应用了压力传感器,故B不符合题意;电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦,应用了温度传感器,故C不符合题意;人走近自动门时,门会自动打开,应用了微波雷达或红外线传感器,故D不符合题意。
3.CD　将两个软磁性材料制成的簧片密封于玻璃管中,簧片端面互叠,但留有空隙,当干簧管处在磁场中时,两个簧片因被磁化而接通,以实现自动控制,所以干簧管接入电路中相当于开关,可见干簧管是一种能够感知磁场的传感器。选项A、B错误,C、D正确。
导师点睛　对传感器的进一步理解
(1)不同的传感器的原理不同,但大多数传感器是把非电学量的变化转变为电学量的变化。
(2)传感器输出的电学量可能为电流、电压、电阻等。
4.A　额温枪测人体的体温主要利用了红外线传感器,A正确;城市路灯的自动控制利用了光传感器,B错误;电子秤主要利用了压力传感器,C错误;酒店大厅的自动门利用了红外线传感器,D错误。故选A。
5.BC　让孵化器在一定温度下孵化禽蛋,要用温度传感器,A错误。电梯超出负载时,发出报警提示,利用了压力传感器,通过将力转变为电信号,来控制电路,B正确。使汽车排放符合国家标准的尾气,要用化学成分传感器,通过将尾气的成分、浓度等转变为电信号,来控制电路,C正确。酒精检测仪应用了酒精气体传感器,D错误。故选B、C。
6.D　话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声音信号转换为电流信号,故A错误;楼道里的灯只有天黑且出现声音时才亮,使用了光传感器和声传感器,故B错误;烟雾散射火灾报警器是利用光传感器实现火灾报警的,故C错误;人脸识别时,人站在固定位置,摄像机会捕捉人的面部信息,需要使用光传感器和位移传感器,故D正确。
7.BD　可能自动干手机内设有电容式传感器,由于手的靠近改变了电容,从而使传感器开通电热器加热,故A错误,B正确;此外,因为人体体温恒定,会发射特定波长的红外线,如果传感器检测到该红外线后,触发开关,也可以使自动干手器工作,所以也可能设置有红外线传感器,故C错误,D正确。
8.C　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,选项C正确,A、B、D错误。
导师点睛　传感器的工作流程
非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量
9.C　烟雾从外罩进入罩内,所以外罩不能密封,故A错误;LED灯和光电三极管用一不透明的挡板隔开,没有险情时光电三极管不能收到LED灯发出的光,发生火灾时烟雾进入罩内,使光发生散射,部分光线照在三极管上,将光信号转换成电信号(破题关键),电阻变小,与传感器相连的电路检测出这种变化,发出警报,所以该传感器是利用光传感器实现报警的,所以LED灯两端的电压波动无法使该装置报警,故B、D错误,C正确。故选C。
10.C　软铁芯2随着物体1向左平移,可以使线圈3的自感系数增大,同理软铁芯2随着物体1向右平移,可以使线圈3的自感系数减小,这一变化通过转换电路表现为电路中电流的变化。则应将线圈3与灵敏电流计串联后与交流电源相连,线圈自感系数的变化将使它对交变电流的感抗发生变化,从而引起电路中电流的变化(破题关键),再由灵敏电流计显现出来,故选C。
11.A　定值电阻N两端的电压增大,干路电流增大,传感器两端的电压一定减小,则并联部分电阻一定减小,可知烟雾浓度增大时,RM的阻值减小,故A正确。烟雾浓度增大时,RM的阻值减小,并联部分电压减小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小,故B错误。滑动变阻器接入电路的阻值越大,滑动变阻器与烟雾传感器并联的电阻越接近RM,烟雾浓度增大时,N两端的电压增大得越明显,即能够提高报警灵敏度,可知滑片P向左移动可以提高报警灵敏度,故C错误。烟雾浓度增大时,RM的阻值减小,干路电流增大,烟雾传感器两端的电压一定减小,通过滑动变阻器的电流减小,通过烟雾传感器的电流增大,其消耗的功率可能增大,也可能减小或不变,故D错误。
方法技巧　该题中的传感器将烟雾浓度的变化转换成电阻大小的变化,解决含有此类传感器的直流电路动态问题时,首先要明确该传感器阻值大小的变化规律,然后根据闭合电路欧姆定律及串、并联电路的特点来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况。
12.C　当小车向右做匀速直线运动的过程中,磁铁没有加速度,受力平衡,与磁敏电阻距离保持不变,磁敏电阻阻值不变,电路中电流不变,A错误;当小车向右匀减速时,磁铁具有向左的加速度,受到的合力向左,因为小车做匀减速直线运动,故加速度恒定,弹簧形变量保持不变(易错点),磁铁与磁敏电阻距离保持不变,磁敏电阻阻值不变,电路中电流不变,电压表示数不变,B错误;当小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中,磁铁具有向左的加速度,受到的合力向左,因为磁铁加速度逐渐增大,故弹簧形变量逐渐增大,磁铁向右远离磁敏电阻R,R阻值减小,电路中的电流增大,电流表的示数变大,C正确;当小车向左匀减速时,磁铁具有向右的加速度,受到的合力向右,因为小车做匀减速直线运动,加速度恒定,弹簧形变量保持不变,磁铁与磁敏电阻距离保持不变,磁敏电阻阻值不变,电路中电流不变,电压表示数不变,D错误。
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