2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修二课时作业 常见传感器的工作原理及应用（含解析）
文档属性
| 名称 | 2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修二课时作业 常见传感器的工作原理及应用（含解析） |
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| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-10-10 00:00:00 | ||
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文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修二课时作业 常见传感器的工作原理及应用
一、单选题
1．如图所示，甲图是录音机的录音电路原理图，乙图是研究自感现象的实验电路图，丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁图是电容式话筒的电路原理图，下列说法错误( )
A.甲图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B.乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花
C.丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化
D.丁图电路中，当声波使膜片振动时，电容发生变化，会在电路中产生变化的电流
2．下图中关于传感器的应用，说法正确的是( )
A.干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的
B.机器人“眼睛”利用了光传感器
C.红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D.火灾报警器是通过感知温度触发报警的
3．关于传感器及其应用，下列说法正确的是( )
A.烟雾散射式火灾报警器都是利用温度传感器来工作的
B.传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的
C.电子秤所使用的测力装置是红外线传感器
D.电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
4．我国航天员要在天宫二号航天器实验舱的桌面上测量物体的质量，可采用的方法如下：质量为的待测物A的前后连接有质量均为的两个力传感器，在某一恒定外力F作用下在桌面上一起运动，如图所示，稳定后待测物A前、后两个传感器的读数分别为、，由此可知待测物体A的质量为( )
A. B. C. D.
5．某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统.如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）.水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小.当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（为定值）时，控制开关自动开启高水位预警.下列说法正确的是( )
A.
B.为压力传感器
C.若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低
D.若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高
6．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换成电信号的过程。下列属于这类传感器的是( )
A.红外报警装置 B.走廊照明灯的声控开关
C.电子体重计的压力传感器 D.自动恒温冰箱
7．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是( )
①温度传感器 ②人体红外线传感器
③声音传感器 ④光敏传感器
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
8．如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法中正确的是( )
A.漏电保护装置利用的原理是自感
B.图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用
C.正常用电时，M和N两点之间没有电压
D.出现漏电时，M和N两点之间没有电压
9．下列关于几种传感器的说法正确的是( )
A.电子秤所使用的测力器件是力传感器
B.光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大
C.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
D.当半导体热敏电阻所在位置温度升高时，热敏电阻阻值明显增大
10．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灯两端的电压波动该装置将报警
11．2025年央视春晚，杭州宇树科技旗下的机器人H1惊艳亮相。这款人形机器人配置了AI驱动的全身运动控制技术，安装了大量的传感器，其中一种传感器叫做电容式传感器，当某待测量发生变化时，能引起电容器的电容变化。如图是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是( )
A.图a的传感器可直接测量速度
B.图b的传感器可直接测量液体的密度
C.图c的传感器可测量压力
D.图d的传感器可直接测量加速度
12．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压力
二、多选题
13．如图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。为压力传感器。为可调电阻，两端电压越大，电磁铁对分拣开关的衔铁吸引越强( )
A.压力越大越大
B.压力越大越小
C.调节的大小可以起到保护电路的作用
D.调节的大小可以改变苹果筛选的标准
14．传感器是智能社会的基础元件.如图所示为电容式位移传感器的示意图，观测电容C的变化即可知道物体位移x的变化，表示该传感器的灵敏度.电容器极板和电介质板长度均为L，测量范围为.下列说法正确的是( )
A.电容器的电容变大，物体向方向运动
B.电容器的电容变大，物体向方向运动
C.电介质的介电常数越大，传感器灵敏度越高
D.电容器的板间电压越大，传感器灵敏度越高
15．某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象，在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器。如图所示，两质量均为2kg的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器。当该同学抱着箱子静止时，顶部的压力传感器示数。重力加速度g取。不计空气阻力，则( )
A.箱子静止时，底部压力传感器示数
B.箱子静止时，底部压力传感器示数
C.箱子静止时，弹簧处于压缩状态
D.若箱子保持竖直从高处自由释放，运动中两个压力传感器的示数均为30N
16．光敏电阻自动计数器原理如图所示，其中为光敏电阻，为定值电阻，A为发光仪器，小圆柱是传送带上的物品。此光电计数器的基本工作原理是( )
A.当有光照射时，信号处理系统获得高电压
B.当有光照射时，信号处理系统获得低电压
C.信号处理系统每获得一次低电压便计数一次
D.信号处理系统每获得一次高电压便计数一次
三、填空题
17．传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，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（电学量），例如热敏传感器。某热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在______（选填“a”或“b”）处。
（2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）移动。
18．如图是某同学用分体式位移传感器测量位移的大小的实验截屏，该同学从轨道底部位置反复将小车反复往上推(该动作瞬间完成)，由图可知前8s内小车经历的路程大约为_____m，该同学第2次推小车发生在_____s，位移传感器的________端安装在轨道的________(填“顶端”或者“底端”)，你判断的依据是___________________________。
四、实验题
19．传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的关系如图所示，压力F在0~200N范围内时图线为直线。
先利用如图乙所示的电路，测量时压敏电阻的阻值。主要器材如下。
压敏电阻R（时的阻值在之间）；
电源（电动势，内阻不计）；
电流表（量程10mA，内阻）；
电流表（量程50mA，内阻约为）；
定值电阻；
滑动变阻器；
开关、及导线若干。
请完成下列问题：
（1）要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线c端应与___________（填“a”或“b”）点连接。
（2）闭合开关、，调节滑动变阻器接入回路部分的阻值，从最大值逐渐减小，电流表读数为40mA时电流表读数为8.0mA，可知___________Ω。
（3）断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表达到满偏，满偏电流刻度处标记。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和内阻之和为___________Ω。保持滑动变阻器阻值不变，当电流表示数为30mA时，压力___________N。
五、计算题
20．图是电容式位移传感器的原理图，1为与被测物体相连的动极板，2为平行板电容器的静止极板（一般称为定极板），1和2之间充满空气的间隙随着物体的位移而发生改变。请说明它的工作原理。
21．如图所示，图甲为热敏电阻的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为。当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势，内阻忽略不计。
（1）试分析应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？
（2）如果要使恒温箱内的温度保持在100 ℃，可变电阻应该调为多少？
参考答案
1．答案：B
解析：A.磁带录音机的录音原理是：录音时，话筒将声音先转变成强弱变化的电流，即声信号转换为电信号（这是利用了电磁感应现象），送到录音磁头；由图可知：录音磁头是一个蹄形电磁铁，它的磁性强弱会随电信号变化，将电信号转换为磁信号（利用了电流的磁效应），故A正确；B.乙图电路中，开关断开瞬间，电感和灯泡并没有形成回来，灯泡立即熄灭，故B错误；C.光电三极管也是一种晶体管，它有三个电极，当光照强弱变化时，电极之间的电阻会随之变化。当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而影响光照强度，表现出电阻的变化，故C正确;D.电容话筒一样利用振膜接受空气振动信号，振膜与固定的平面电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容容量的变化。在电容两端施加固定频率及大小的电压，通过电容的电流就会变化，故D正确。本题选错误的，故选B。
2．答案：B
解析：A.干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；
B.机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确；
C.红外测温枪是接受人体向外发射红外线的强弱，从而测量人体温度，故C错误；
D.火灾报警器是利用烟雾对光的反射工作的，故D错误。
故选B。
3．答案：B
解析：A.烟雾散射式火灾报警器都是利用光的漫反射，从而触发开关报警，故A错误；
B.传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的，故B正确；
C.电子秤所使用的测力装置是力传感器，故C错误；
D.电熨斗通过双金属片温度传感器来控制温度，故D错误。
故选B。
4．答案：B
解析：隔离前面的传感器有
隔离待测物体A有
联立可得
故选B。
5．答案：C
解析：当a、b两端电压大于时，控制开关自动开启低水位预警，说明此时压力传感器电阻值较大，分得的电压较大，定值电阻分得的电压较小；当a、b两端电压小于时，控制开关自动开启高水位预警，说明此时压力传感器电阻值较小，分得的电压较小，定值电阻分得的电压较大，由此可知为压力传感器，，A、B错误；若定值电阻的阻值越大，压力传感器分得的电压越小，水位升高时，压力传感器的电阻减小，分得的电压减小，很容易达到，即开启高水位预警时的水位越低，C正确；水位降低时，压力传感器的电阻增大，分得的电压增大，水位要降得更低，压力传感器阻值更大，分得的电压才能达到，即开启低水位预警的水位越低，D错误.
6．答案：A
解析：用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。
A.红外报警装置利用的是光学传感器；故A符合题意；
B.走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不符合题意；
C.电子体重计的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不符合题意；
D.自动恒温冰箱的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不符合题意。
故选A。
7．答案：D
解析：由题意知，该楼道照明灯具有人体红外线传感器及光敏传感器，D正确。
故选D。
8．答案：C
解析：ACD.若火线和零线电流始终等大反向，则穿过零序电流互感器的磁通量不发生变化，零序电流互感器无感应电动势，则与之构成闭合回路的断路器两端MN间无电压，但若发生漏电，则由火线、用电器、零线构成的闭合回路中，流经火线与零线的电流大小将不再相等，从而使穿过零序电流互感器的磁通量发生变化，产生感应电动势，触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源，保护电路，即此时断路器两端MN间有电压，由此可知漏电保护装置应用了电磁感应的原理而不是利用互感，故C正确，AD错误；B.图2中若零线置于互感器的外面，则发生漏电时，零序电流互感器不能感应到通过火线的电流变化，因此互感器不能正常使用，只有零线与火线同在互感器里面，互感器通过感应相反电流产生的磁场是否变化从而做出反馈，因此图2中零线应该置于互感器的里面，故B错误。故选C。
9．答案：A
解析：A.电子秤所使用的测力装置是力传感器，选项A正确；
B.光敏电阻在光照射下其电阻会显著变小，选项B错误；
C.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，选项C错误；
D.半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越小，选项D错误。
故选A。
10．答案：C
解析：A.烟雾从外罩进入罩内，所以外罩不能密封，故A错误；
BCD.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，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BD错误，C正确。
故选C。
11．答案：C
解析：A.图a的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，可以用来测量角度和角速度，不能直接测量速度，故A错误；
B.图b的电容器的一个极板是金属芯线，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，不可直接测量液体的密度，故B错误；
C.图c的传感器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.图d的可变电容器，通过改变电介质，改变电容，可以用来测量位移，不能直接测量加速度，故D错误。
故选C。
12．答案：D
解析：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，不能测速度，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.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C错误；D.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D正确。故选D。
13．答案：BD
解析：AB.压力越大，若越小，则总电阻越小，总电流越大，故两端电压越大，则电磁铁对分栋开关的衔铁吸引越强，所以大苹果从下面的轨道通过，小苹果从上面轨道通过，可以起到自动分拣大小苹果的效果，反之则不能，故A错误，B正确；
CD.通过调节的大小，可以改变的两端的电压，则可以改变电磁铁对分拣开关的衔铁吸引力的强弱，从而改变苹果筛选的标准，故C错误，D正确。
故选BD。
14．答案：AC
解析：根据电容决定式可知，其他条件不变的情况下，S与电容成正比，则电容变大，S变大，对应电容器极板间的电介质板长度增加，即物体向方向运动，A正确，B错误；其他条件不变，相同时，电介质的介电常数越大，电容变化量越大，越大，传感器灵敏度越高，C正确；电容器的板间电压变化，对电容器的参数没有影响，故传感器灵敏度不变，D错误.
15．答案：BCD
解析：AB.当箱子静止时，对两物块和弹簧组成的系统有
解得
故A错误，B正确；
C.箱子静止时，对上面的物块，受到竖直向下的重力，竖直向下的压力和弹簧竖直向上的支持力，弹簧处于压缩状态，且
故C正确；
D.当箱子自由下落时处于完全失重状态，两个物体所受合力均为mg，则
故D正确。
故选BCD。
16．答案：BD
解析：当有光照射时，的电阻减小，所以两端的电压变小，A错误，B正确;当光线被遮住时，应计数1次，此时的电阻增大，所以两端的电压增大，C错误，D正确。
17．答案：（1）a
（2）右
解析：（1）图乙左端电路开关闭合后，当温度达到一定高度时，电流增大，电磁铁磁性增大，吸引右边的铁片，故c应接在a处。
（2）若要使启动报警的温度降低些，即相同电流下，热敏电阻阻值变大，电路总电阻不变，应将滑动变阻器的滑片P向右移动。
18．答案：2.2；16.4；接收器；顶端；从零时刻开始，小车沿轨道下滑，位移逐渐增大
解析：由图像可知第一次位移极小值到极大值的路程为：，第一次位移极大值到第二次位移极小值的路程为：，第二次位移极小值到第二次位移极大值的路程为：，第二次位移极大值到8s末路程为，可知前8s内小车经历的路程大约为
由图像可知从零时刻开始速度逐渐增大，小车沿轨道下滑，在2s﹣3s之间第二个位移极大值处对小车施加推力，小车沿轨道向上滑动，大约4s小车速度减为零，开始沿轨道下滑，在6s﹣7s之间第二个位移极大值处对小车施加第二次推力，可看出该同学第2次推小车大约发生在6.4s；从零时刻开始，小车沿轨道下滑，位移逐渐增大，所以位移传感器的接收器安装在轨道的顶端。
19．答案：（1）a（2）100（3）140；160
解析：（1）导线c端应接a，和定值电阻串联可当成电压表测量压敏电阻R两端的电压，和的电流之差是通过压敏电阻R的电流，若接b，因的具体内阻未知，不能准确测量R两端的电压值。
（2）闭合开关、，当两电流表、的示数分别为、时，有
（3）断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表达到满偏，滑动变阻器接入电路的阻值为，有
可得
当电流表示数为30mA时，由
得
而图像斜率为
由线性关系可知
解得
20．答案：见解析
解析：若被测物体向上运动，则电容器两个极板间的距离变大，根据平行板电容器的电容表达式可知，电容器的电容变小；同理，若被测物体向下运动，电容器的电容变大。所以根据电容器的电容变化可以计算物体的位移。
21．答案：（1）见解析
（2）
解析：（1）根据题图甲可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而变小。分析题图乙所示电路可知，当温度升高时，继电器控制电路的总电阻减小，电路中的电流增大；结合题中“当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合”，可知升高到一定温度时，动触点与下方的静触点接触，此时恒温箱停止加热，可知恒温箱内的加热器应接在A、B端。
（2）由题图甲可知，时，则时继电器电路中的电流
又
代入数据，解得。
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2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修二课时作业 常见传感器的工作原理及应用
一、单选题
1．如图所示，甲图是录音机的录音电路原理图，乙图是研究自感现象的实验电路图，丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁图是电容式话筒的电路原理图，下列说法错误( )
A.甲图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B.乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花
C.丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化
D.丁图电路中，当声波使膜片振动时，电容发生变化，会在电路中产生变化的电流
2．下图中关于传感器的应用，说法正确的是( )
A.干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的
B.机器人“眼睛”利用了光传感器
C.红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D.火灾报警器是通过感知温度触发报警的
3．关于传感器及其应用，下列说法正确的是( )
A.烟雾散射式火灾报警器都是利用温度传感器来工作的
B.传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的
C.电子秤所使用的测力装置是红外线传感器
D.电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
4．我国航天员要在天宫二号航天器实验舱的桌面上测量物体的质量，可采用的方法如下：质量为的待测物A的前后连接有质量均为的两个力传感器，在某一恒定外力F作用下在桌面上一起运动，如图所示，稳定后待测物A前、后两个传感器的读数分别为、，由此可知待测物体A的质量为( )
A. B. C. D.
5．某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统.如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）.水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小.当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（为定值）时，控制开关自动开启高水位预警.下列说法正确的是( )
A.
B.为压力传感器
C.若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低
D.若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高
6．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换成电信号的过程。下列属于这类传感器的是( )
A.红外报警装置 B.走廊照明灯的声控开关
C.电子体重计的压力传感器 D.自动恒温冰箱
7．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是( )
①温度传感器 ②人体红外线传感器
③声音传感器 ④光敏传感器
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
8．如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法中正确的是( )
A.漏电保护装置利用的原理是自感
B.图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用
C.正常用电时，M和N两点之间没有电压
D.出现漏电时，M和N两点之间没有电压
9．下列关于几种传感器的说法正确的是( )
A.电子秤所使用的测力器件是力传感器
B.光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大
C.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
D.当半导体热敏电阻所在位置温度升高时，热敏电阻阻值明显增大
10．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灯两端的电压波动该装置将报警
11．2025年央视春晚，杭州宇树科技旗下的机器人H1惊艳亮相。这款人形机器人配置了AI驱动的全身运动控制技术，安装了大量的传感器，其中一种传感器叫做电容式传感器，当某待测量发生变化时，能引起电容器的电容变化。如图是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是( )
A.图a的传感器可直接测量速度
B.图b的传感器可直接测量液体的密度
C.图c的传感器可测量压力
D.图d的传感器可直接测量加速度
12．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压力
二、多选题
13．如图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。为压力传感器。为可调电阻，两端电压越大，电磁铁对分拣开关的衔铁吸引越强( )
A.压力越大越大
B.压力越大越小
C.调节的大小可以起到保护电路的作用
D.调节的大小可以改变苹果筛选的标准
14．传感器是智能社会的基础元件.如图所示为电容式位移传感器的示意图，观测电容C的变化即可知道物体位移x的变化，表示该传感器的灵敏度.电容器极板和电介质板长度均为L，测量范围为.下列说法正确的是( )
A.电容器的电容变大，物体向方向运动
B.电容器的电容变大，物体向方向运动
C.电介质的介电常数越大，传感器灵敏度越高
D.电容器的板间电压越大，传感器灵敏度越高
15．某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象，在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器。如图所示，两质量均为2kg的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器。当该同学抱着箱子静止时，顶部的压力传感器示数。重力加速度g取。不计空气阻力，则( )
A.箱子静止时，底部压力传感器示数
B.箱子静止时，底部压力传感器示数
C.箱子静止时，弹簧处于压缩状态
D.若箱子保持竖直从高处自由释放，运动中两个压力传感器的示数均为30N
16．光敏电阻自动计数器原理如图所示，其中为光敏电阻，为定值电阻，A为发光仪器，小圆柱是传送带上的物品。此光电计数器的基本工作原理是( )
A.当有光照射时，信号处理系统获得高电压
B.当有光照射时，信号处理系统获得低电压
C.信号处理系统每获得一次低电压便计数一次
D.信号处理系统每获得一次高电压便计数一次
三、填空题
17．传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，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（电学量），例如热敏传感器。某热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在______（选填“a”或“b”）处。
（2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）移动。
18．如图是某同学用分体式位移传感器测量位移的大小的实验截屏，该同学从轨道底部位置反复将小车反复往上推(该动作瞬间完成)，由图可知前8s内小车经历的路程大约为_____m，该同学第2次推小车发生在_____s，位移传感器的________端安装在轨道的________(填“顶端”或者“底端”)，你判断的依据是___________________________。
四、实验题
19．传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的关系如图所示，压力F在0~200N范围内时图线为直线。
先利用如图乙所示的电路，测量时压敏电阻的阻值。主要器材如下。
压敏电阻R（时的阻值在之间）；
电源（电动势，内阻不计）；
电流表（量程10mA，内阻）；
电流表（量程50mA，内阻约为）；
定值电阻；
滑动变阻器；
开关、及导线若干。
请完成下列问题：
（1）要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线c端应与___________（填“a”或“b”）点连接。
（2）闭合开关、，调节滑动变阻器接入回路部分的阻值，从最大值逐渐减小，电流表读数为40mA时电流表读数为8.0mA，可知___________Ω。
（3）断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表达到满偏，满偏电流刻度处标记。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和内阻之和为___________Ω。保持滑动变阻器阻值不变，当电流表示数为30mA时，压力___________N。
五、计算题
20．图是电容式位移传感器的原理图，1为与被测物体相连的动极板，2为平行板电容器的静止极板（一般称为定极板），1和2之间充满空气的间隙随着物体的位移而发生改变。请说明它的工作原理。
21．如图所示，图甲为热敏电阻的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为。当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势，内阻忽略不计。
（1）试分析应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？
（2）如果要使恒温箱内的温度保持在100 ℃，可变电阻应该调为多少？
参考答案
1．答案：B
解析：A.磁带录音机的录音原理是：录音时，话筒将声音先转变成强弱变化的电流，即声信号转换为电信号（这是利用了电磁感应现象），送到录音磁头；由图可知：录音磁头是一个蹄形电磁铁，它的磁性强弱会随电信号变化，将电信号转换为磁信号（利用了电流的磁效应），故A正确；B.乙图电路中，开关断开瞬间，电感和灯泡并没有形成回来，灯泡立即熄灭，故B错误；C.光电三极管也是一种晶体管，它有三个电极，当光照强弱变化时，电极之间的电阻会随之变化。当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而影响光照强度，表现出电阻的变化，故C正确;D.电容话筒一样利用振膜接受空气振动信号，振膜与固定的平面电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容容量的变化。在电容两端施加固定频率及大小的电压，通过电容的电流就会变化，故D正确。本题选错误的，故选B。
2．答案：B
解析：A.干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；
B.机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确；
C.红外测温枪是接受人体向外发射红外线的强弱，从而测量人体温度，故C错误；
D.火灾报警器是利用烟雾对光的反射工作的，故D错误。
故选B。
3．答案：B
解析：A.烟雾散射式火灾报警器都是利用光的漫反射，从而触发开关报警，故A错误；
B.传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的，故B正确；
C.电子秤所使用的测力装置是力传感器，故C错误；
D.电熨斗通过双金属片温度传感器来控制温度，故D错误。
故选B。
4．答案：B
解析：隔离前面的传感器有
隔离待测物体A有
联立可得
故选B。
5．答案：C
解析：当a、b两端电压大于时，控制开关自动开启低水位预警，说明此时压力传感器电阻值较大，分得的电压较大，定值电阻分得的电压较小；当a、b两端电压小于时，控制开关自动开启高水位预警，说明此时压力传感器电阻值较小，分得的电压较小，定值电阻分得的电压较大，由此可知为压力传感器，，A、B错误；若定值电阻的阻值越大，压力传感器分得的电压越小，水位升高时，压力传感器的电阻减小，分得的电压减小，很容易达到，即开启高水位预警时的水位越低，C正确；水位降低时，压力传感器的电阻增大，分得的电压增大，水位要降得更低，压力传感器阻值更大，分得的电压才能达到，即开启低水位预警的水位越低，D错误.
6．答案：A
解析：用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。
A.红外报警装置利用的是光学传感器；故A符合题意；
B.走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不符合题意；
C.电子体重计的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不符合题意；
D.自动恒温冰箱的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不符合题意。
故选A。
7．答案：D
解析：由题意知，该楼道照明灯具有人体红外线传感器及光敏传感器，D正确。
故选D。
8．答案：C
解析：ACD.若火线和零线电流始终等大反向，则穿过零序电流互感器的磁通量不发生变化，零序电流互感器无感应电动势，则与之构成闭合回路的断路器两端MN间无电压，但若发生漏电，则由火线、用电器、零线构成的闭合回路中，流经火线与零线的电流大小将不再相等，从而使穿过零序电流互感器的磁通量发生变化，产生感应电动势，触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源，保护电路，即此时断路器两端MN间有电压，由此可知漏电保护装置应用了电磁感应的原理而不是利用互感，故C正确，AD错误；B.图2中若零线置于互感器的外面，则发生漏电时，零序电流互感器不能感应到通过火线的电流变化，因此互感器不能正常使用，只有零线与火线同在互感器里面，互感器通过感应相反电流产生的磁场是否变化从而做出反馈，因此图2中零线应该置于互感器的里面，故B错误。故选C。
9．答案：A
解析：A.电子秤所使用的测力装置是力传感器，选项A正确；
B.光敏电阻在光照射下其电阻会显著变小，选项B错误；
C.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，选项C错误；
D.半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越小，选项D错误。
故选A。
10．答案：C
解析：A.烟雾从外罩进入罩内，所以外罩不能密封，故A错误；
BCD.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，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BD错误，C正确。
故选C。
11．答案：C
解析：A.图a的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，可以用来测量角度和角速度，不能直接测量速度，故A错误；
B.图b的电容器的一个极板是金属芯线，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，不可直接测量液体的密度，故B错误；
C.图c的传感器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.图d的可变电容器，通过改变电介质，改变电容，可以用来测量位移，不能直接测量加速度，故D错误。
故选C。
12．答案：D
解析：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，不能测速度，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.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C错误；D.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D正确。故选D。
13．答案：BD
解析：AB.压力越大，若越小，则总电阻越小，总电流越大，故两端电压越大，则电磁铁对分栋开关的衔铁吸引越强，所以大苹果从下面的轨道通过，小苹果从上面轨道通过，可以起到自动分拣大小苹果的效果，反之则不能，故A错误，B正确；
CD.通过调节的大小，可以改变的两端的电压，则可以改变电磁铁对分拣开关的衔铁吸引力的强弱，从而改变苹果筛选的标准，故C错误，D正确。
故选BD。
14．答案：AC
解析：根据电容决定式可知，其他条件不变的情况下，S与电容成正比，则电容变大，S变大，对应电容器极板间的电介质板长度增加，即物体向方向运动，A正确，B错误；其他条件不变，相同时，电介质的介电常数越大，电容变化量越大，越大，传感器灵敏度越高，C正确；电容器的板间电压变化，对电容器的参数没有影响，故传感器灵敏度不变，D错误.
15．答案：BCD
解析：AB.当箱子静止时，对两物块和弹簧组成的系统有
解得
故A错误，B正确；
C.箱子静止时，对上面的物块，受到竖直向下的重力，竖直向下的压力和弹簧竖直向上的支持力，弹簧处于压缩状态，且
故C正确；
D.当箱子自由下落时处于完全失重状态，两个物体所受合力均为mg，则
故D正确。
故选BCD。
16．答案：BD
解析：当有光照射时，的电阻减小，所以两端的电压变小，A错误，B正确;当光线被遮住时，应计数1次，此时的电阻增大，所以两端的电压增大，C错误，D正确。
17．答案：（1）a
（2）右
解析：（1）图乙左端电路开关闭合后，当温度达到一定高度时，电流增大，电磁铁磁性增大，吸引右边的铁片，故c应接在a处。
（2）若要使启动报警的温度降低些，即相同电流下，热敏电阻阻值变大，电路总电阻不变，应将滑动变阻器的滑片P向右移动。
18．答案：2.2；16.4；接收器；顶端；从零时刻开始，小车沿轨道下滑，位移逐渐增大
解析：由图像可知第一次位移极小值到极大值的路程为：，第一次位移极大值到第二次位移极小值的路程为：，第二次位移极小值到第二次位移极大值的路程为：，第二次位移极大值到8s末路程为，可知前8s内小车经历的路程大约为
由图像可知从零时刻开始速度逐渐增大，小车沿轨道下滑，在2s﹣3s之间第二个位移极大值处对小车施加推力，小车沿轨道向上滑动，大约4s小车速度减为零，开始沿轨道下滑，在6s﹣7s之间第二个位移极大值处对小车施加第二次推力，可看出该同学第2次推小车大约发生在6.4s；从零时刻开始，小车沿轨道下滑，位移逐渐增大，所以位移传感器的接收器安装在轨道的顶端。
19．答案：（1）a（2）100（3）140；160
解析：（1）导线c端应接a，和定值电阻串联可当成电压表测量压敏电阻R两端的电压，和的电流之差是通过压敏电阻R的电流，若接b，因的具体内阻未知，不能准确测量R两端的电压值。
（2）闭合开关、，当两电流表、的示数分别为、时，有
（3）断开开关，继续调节滑动变阻器，使电流表达到满偏，滑动变阻器接入电路的阻值为，有
可得
当电流表示数为30mA时，由
得
而图像斜率为
由线性关系可知
解得
20．答案：见解析
解析：若被测物体向上运动，则电容器两个极板间的距离变大，根据平行板电容器的电容表达式可知，电容器的电容变小；同理，若被测物体向下运动，电容器的电容变大。所以根据电容器的电容变化可以计算物体的位移。
21．答案：（1）见解析
（2）
解析：（1）根据题图甲可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而变小。分析题图乙所示电路可知，当温度升高时，继电器控制电路的总电阻减小，电路中的电流增大；结合题中“当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合”，可知升高到一定温度时，动触点与下方的静触点接触，此时恒温箱停止加热，可知恒温箱内的加热器应接在A、B端。
（2）由题图甲可知，时，则时继电器电路中的电流
又
代入数据，解得。
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