常見傳感器工作原理練習(xí) 練習(xí) 高中物理新魯科版選擇性必修第二冊(cè)（2022年）

1、5.1常見傳感器工作原理一、單選題1某同學(xué)準(zhǔn)備用一種熱敏電阻制作一只電阻溫度計(jì)。他先通過(guò)實(shí)驗(yàn)描繪出一段該熱敏電阻的I一U曲線，如圖甲所示，再將該熱敏電阻Rt，與某一定值電阻串聯(lián)接在電路中，用理想電壓表與定值電阻并聯(lián)，并在電壓表的表盤上標(biāo)注溫度值，制成電阻溫度計(jì)，如圖乙所示。下列說(shuō)法中正確的是（）A從圖甲可知，該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而增大B圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，溫度越高C溫度越高，整個(gè)電路消耗的功率越小D若熱敏電阻的阻值隨溫度均勻變化，則表盤上標(biāo)注溫度刻度也一定是均勻的2下列說(shuō)法中正確的是（）A紅外體溫計(jì)能將人體紅外線輻射的變化，轉(zhuǎn)化成反應(yīng)體溫的電學(xué)量變化B受迫振動(dòng)的固有頻率會(huì)隨驅(qū)

2、動(dòng)力頻率的變化而變化C單擺的振動(dòng)周期與擺球的質(zhì)量有關(guān)D高速宇宙飛船中的一小時(shí)比地球上的一小時(shí)短32018年春節(jié)期間，按照公安部統(tǒng)一部署，全國(guó)各大中城市進(jìn)行了大規(guī)模集中整治酒駕行動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)酒駕違法者比往年同期下降了40。執(zhí)法交警所使用的酒精測(cè)試儀主要元件是一種氧化物半導(dǎo)體傳感器。這種具有N型導(dǎo)電性的氧化物的電阻會(huì)隨其周圍氣體濃度的變化而變化。這種傳感器的電阻與酒精氣體的濃度c成反比，在如圖所示的簡(jiǎn)化原理圖中，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是（）AU越大，表示c越小，但c與U不成反比BU越大，表示c越小，與U成反比CU越大，表示c越大，但c與U不成正比DU越大，表示c越大，c與U

3、成正比4下列有關(guān)傳感器的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的一種磁傳感器B光電鼠標(biāo)利用了光傳感器C電子秤稱量物體質(zhì)量是利用了力傳感器D2020年初新冠肺炎疫情防控阻擊戰(zhàn)中，槍式測(cè)溫儀成了體溫檢測(cè)的“哨兵”，是利用了溫度傳感器5新冠病毒疫情已被我國(guó)有效控制。為了戰(zhàn)勝疫情，我們的志愿者在社區(qū)、機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所不顧個(gè)人安危，為行人量體溫、查信息，嚴(yán)防死守，確保一方平安。志愿者使用的體溫探檢器通過(guò)非接觸的方法感應(yīng)人體的體溫以此來(lái)排查新型冠狀病毒的疑似感染病例。請(qǐng)問(wèn)這種體溫探檢器是利用了哪種電磁波的特性（）A紅外線B紫外線CX射線D射線6利用電容傳感器可檢測(cè)礦井滲水，及時(shí)發(fā)出安全警報(bào)

4、，從而避免事故的發(fā)生。如圖所示是一種通過(guò)測(cè)量電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)礦井中液面高低的儀器原理圖，A為位置固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，C為導(dǎo)電液體（礦井中含有雜質(zhì)的水），A、B、C構(gòu)成電容器。若礦井滲水（導(dǎo)電液體深度增大），則電流（）A從b向a，A、B、C構(gòu)成的電容器放電B從a向b，A、B、C構(gòu)成的電容器放電C從b向a，A、B、C構(gòu)成的電容器充電D從a向b，A、B、C構(gòu)成的電容器充電7關(guān)于傳感器，下列說(shuō)法正確的是( )A話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)B霍爾元件能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電阻這個(gè)電學(xué)量C半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因?yàn)闇囟仍礁?，它的電?/p>

5、值越大D電熨斗中裝有雙金屬片溫度傳感器，該傳感器通過(guò)控制電路的通斷達(dá)到自動(dòng)控制溫度的目的二、多選題8關(guān)于光敏電阻，下列說(shuō)法正確的是A光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量B硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照射時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好C硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照射時(shí)，載流子較少，導(dǎo)電性能良好D半導(dǎo)體材料的硫化鎘，隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好9如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度減弱時(shí)（）A電壓表的示數(shù)增大BR2中電流增大C小燈泡的功率增大D電路的路端電壓增大10關(guān)于干簧管，下列說(shuō)法正確的是( )A干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用B

6、干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的C干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用D干簧管是作為電控元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的11卡拉OK用的話筒，內(nèi)有將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。其中有一種是動(dòng)圈式的，如圖所示。在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中。聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，就會(huì)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。下列說(shuō)法正確的是（ ）A該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的B該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的C膜片振動(dòng)時(shí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D膜片靜止不動(dòng)時(shí)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)12如圖所示是一種自動(dòng)控制水溫的裝置，P、Q是加熱電路的兩個(gè)觸頭，M、N是熱敏電阻的兩個(gè)觸頭，則下列說(shuō)法正確的是（ ）AP、Q應(yīng)接在a、b之

7、間BP、Q應(yīng)接在c、d之間CM、N應(yīng)接在e、f之間DM、N應(yīng)接在c、d之間13計(jì)算機(jī)光驅(qū)的主要部分是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號(hào)，激光掃描光盤時(shí)，激光頭利用光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器將反射回來(lái)的脈沖信號(hào)傳輸給信號(hào)處理系統(tǒng)，再通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出相應(yīng)信息光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖如圖所示，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是（ ）A當(dāng)有光照射R1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得低電壓B當(dāng)有光照射R1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得高電壓C信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次三、解答題14如圖，電磁繼電器和熱敏電阻R1等元件組成了恒溫箱控制電路，R1處于恒溫箱內(nèi)。電源電

8、動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻不計(jì)，繼電器線圈的電阻R0=100。下右圖為熱敏電阻的R1t圖象，且已知在50150范圍內(nèi)，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律是：R1t=常數(shù)，電阻R2是可變電阻。當(dāng)線圈中的電流增加到20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，已知此時(shí)可變電阻R2=125，恒溫箱保持60恒溫。左圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。(1)60時(shí)，熱敏電阻R1的阻值是多少？(2)應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、B端還是C、D端？(3)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100，可變電阻R2的阻值應(yīng)調(diào)為多少？(4)欲將恒溫箱的溫度調(diào)高一些，應(yīng)將R2的阻值調(diào)大還是調(diào)??？15當(dāng)前大量使用的磁敏器件是霍爾元件與集成電路制作在一起的磁

9、傳感器，它有以下兩種。(1)一種是“線性”的。它是將霍爾元件和放大器集成在一個(gè)芯片內(nèi)，其輸出的電壓與感受到的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比地連續(xù)變化。請(qǐng)你提出一種方案，利用它來(lái)測(cè)量電流的大小。(2)另一種叫作“開關(guān)型”的。當(dāng)磁場(chǎng)增強(qiáng)到一定程度時(shí)它才會(huì)輸出高電勢(shì)，而在磁場(chǎng)弱到一定程度時(shí)輸出低電勢(shì)，它只能像開關(guān)一樣在高、低電勢(shì)之間躍變。請(qǐng)你提出一種方案，利用它來(lái)測(cè)量物體的轉(zhuǎn)速。參考答案1B【詳解】AIU圖象上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率的倒數(shù)表示電阻，由甲圖可知，I越大，電阻越小，而溫度越高，則熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B溫度越高，Rt阻值越小，熱敏電阻Rt與定值電阻R串聯(lián)接在電路中，電路中電流越大

10、，R的電壓越大，電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，因此電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，溫度值越大，選項(xiàng)B正確；C溫度越高，電路中電流越大，由P=IU可知，整個(gè)電路消耗的功率越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D若熱敏電阻的阻值隨溫度線性變化，由閉合電路歐姆定律可知電路中電流I隨溫度是非線性變化的，由電壓表的示數(shù)U=IR可知，U隨溫度是非線性變化的，因此表盤標(biāo)注溫度刻度一定是不均勻的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。2A【詳解】A紅外體溫計(jì)能將人體紅外線輻射的變化，轉(zhuǎn)化成反應(yīng)體溫的電學(xué)量變化，故A正確；B受迫振動(dòng)的固有頻率不會(huì)隨驅(qū)動(dòng)力頻率的變化而變化，故B錯(cuò)誤；C單擺振動(dòng)的周期可知單擺的振動(dòng)周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)。故C錯(cuò)誤；D根據(jù)“尺縮鐘慢”效應(yīng)

11、可知高速宇宙飛船中的一小時(shí)比地球上的一小時(shí)長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤；故選A。3C【詳解】由閉合電路歐姆定律可知，電路電流電壓表示數(shù)傳感器的電阻與酒精氣體的濃度c成反比，酒精濃度c越大，越小，電壓表示數(shù)U越大，所以U越大，越小，c越大，但是c與U不是正比關(guān)系，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。4D【詳解】A霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的一種磁傳感器，故A正確，不符合題意；B光電鼠標(biāo)利用了光傳感器，故B正確，不符合題意；C電子秤稱量物體質(zhì)量是利用了力傳感器，故C正確，不符合題意；D槍式測(cè)溫儀是根據(jù)人體輻射的紅外線來(lái)測(cè)溫的，沒(méi)有利用溫度傳感器，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。5A【詳解】體溫探檢器是利用了紅外線

12、的輻射原理，故A正確BCD錯(cuò)誤。故選A。6D【詳解】由題圖可知，導(dǎo)電液體和導(dǎo)體芯構(gòu)成了電容器，可近似為平行板電容器，由可知，當(dāng)液面升高時(shí)，電容器極板正對(duì)面積S增大，故電容增大，A、C間電勢(shì)差不變，再由 知，電容器電荷量增大，因此電容器處于充電狀態(tài)，電流從a向b，故選D。7D【詳解】A.話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，故A錯(cuò)誤；B.霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電學(xué)量電壓，不是將磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電阻，故B錯(cuò)誤；C.半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因?yàn)闇囟仍礁?，它的電阻值越小，故C錯(cuò)誤；D.電熨斗中裝有雙金屬片溫度傳感器，該傳感器通過(guò)控制電路的通斷達(dá)到自動(dòng)控制溫度的目的，故

13、D正確。8ABD【詳解】A光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，選項(xiàng)A正確；BCD硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照射時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好，且隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好故選項(xiàng)BD正確，C錯(cuò)誤故選ABD。點(diǎn)睛：傳感器能夠?qū)⑵渌盘?hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，它們?cè)谏a(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛，在學(xué)習(xí)中要注意體會(huì)；明確半導(dǎo)體材料的應(yīng)用9BD【詳解】由圖可知，L與R3串聯(lián)后與R2并聯(lián)，再由R1串聯(lián)；當(dāng)光照減弱時(shí)，光敏電阻的阻值增大；則電路中總電阻增大，總電流減小，由U=EIr可知，路端電壓增大，因電流減小，則R1兩端的電壓減小，并聯(lián)部分電壓增大；R2中電流增大，則流過(guò)燈泡的電流減小，故

14、燈泡的功率減小故選BD。10CD【詳解】當(dāng)干簧管處在磁場(chǎng)中，彈性舌簧閉合，電路接通，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制所以干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用，故A錯(cuò)誤，C正確將一對(duì)磁性材料制成的彈性舌簧片密封于玻璃管中，舌簧端面互疊，但留有空隙，當(dāng)干簧管處在磁場(chǎng)中，舌簧由于磁化而吸引，利用磁化及磁極間的相互作用，故B錯(cuò)誤干簧管能將磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)化為電路的通斷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，故D正確故選CD11AC【解析】【詳解】AB聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，彈性膜片帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，故A項(xiàng)符合題意，B項(xiàng)不符合題意；C膜片振動(dòng)時(shí)，彈性膜片帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)

15、中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故C項(xiàng)符合題意；D膜片靜止不動(dòng)時(shí)，線圈中磁通量不變，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故D項(xiàng)不符合題意。12AC【詳解】P、Q應(yīng)該分別接在觸頭a、b之間，同時(shí)，M、N應(yīng)該分別接e、f，其工作原理是當(dāng)水溫升高時(shí)，熱敏電阻阻值減小，電磁鐵中電流增大，吸引力增大，使銜鐵被吸下，a、b斷開，使加熱裝置停止加熱；當(dāng)水溫降低到一定程度時(shí)，熱敏電阻溫度減小，電磁鐵中電流減小，吸引力減小，銜鐵被彈簧拉上去，使a、b之間連接，加熱裝置開始加熱，從而實(shí)現(xiàn)控制水溫。故選AC。13BD【詳解】R1R2和電源組成一個(gè)閉合電路，只有R2兩端獲得高電壓時(shí)，處理系統(tǒng)才能進(jìn)行信號(hào)處理，當(dāng)激光照到光敏電阻時(shí)，R1的阻值變小，總電流變大，則R2兩端獲得高電壓，因此選BD。故選BD。14(1)；(2)AB；(3)；(4)調(diào)大【詳解】(1)因可變電阻R2=125，電流是20mA，電壓6V，則根據(jù)歐姆定律可得解得(2)由圖可知，熱敏電阻R1的阻值隨溫度的升高而減小，可見溫度越高，電路中的電流越大，當(dāng)電流達(dá)到20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，電路應(yīng)當(dāng)斷開，所以應(yīng)該把恒溫箱的加熱器接在A、B端；(3)由題意可知，R1t=常數(shù)，當(dāng)溫度是100時(shí)，則有解得(4)恒溫箱的溫度越高，熱敏電阻的阻值越小，相同電流情況下，可變