新教材2021-2022學(xué)年物理粵教版選擇性必修第二冊課后訓(xùn)練 17 傳感器的應(yīng)用含答案

課后素養(yǎng)落實(shí)（十七）傳感器的應(yīng)用

用傳感器制作自動(dòng)控制裝置

（速議用時(shí)：40分鐘）

[4組基礎(chǔ)鞏固練]

題組一傳感器的應(yīng)用實(shí)例

i.下列關(guān)于傳感器的說法正確的是（）

A.話筒是一種常用的傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)

B.在天黑樓道里出現(xiàn)聲音時(shí)，樓道里的燈才亮，說明它的控制電路中只有

聲音傳感器

C.光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)換為電阻大小變化

D.電子秤中所使用的測力裝置是溫度傳感器

C[A錯(cuò)：話筒是一種常用的傳感器，其作用是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

B錯(cuò)：天黑樓道里出現(xiàn)聲音時(shí)，樓道里的燈才亮，說明它的控制電路中有光

傳感器和聲音傳感器。

C對(duì)：光敏電阻隨光照強(qiáng)弱變化，其阻值發(fā)生變化，即它能夠把光照強(qiáng)弱變

化轉(zhuǎn)換為電阻大小變化。

D錯(cuò);電子秤中所使用的測力裝置是應(yīng)變式力傳感器°]

2.用于火災(zāi)報(bào)警的離子煙霧傳感器如圖所示。在網(wǎng)罩I內(nèi)有電極n和!n,

a、b兩端接電源，IV是一小塊放射性同位素鋸241,它能放射出一種很容易使

空氣電離的粒子。正常情況下鋸241放射出的粒子使兩個(gè)極板間的空氣電離，

在〃、b間形成較強(qiáng)的電流；發(fā)生火災(zāi)時(shí)，大量煙霧進(jìn)入網(wǎng)罩I內(nèi)，煙塵顆粒吸

收其中的帶電粒子，導(dǎo)致電流發(fā)生變化，從而報(bào)警。下列說法中正確的是（）

-IV。,：I

1/'

b

A.銅241射出的是a粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng)

B.錮241射出的是a粒子，有煙霧時(shí)電流減弱

C.銅241射出的是0粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng)

D.銅241射出的是p粒子，有煙霧時(shí)電流減弱

B［放射性同位素鐲241,它能放射出一種很容易使氣體電離的粒子，知該

粒子是G粒子。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧進(jìn)入網(wǎng)罩內(nèi)，煙塵顆粒吸收空氣中的離子和

錮發(fā)出的粒子，使得電流減弱。故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。］

3.小強(qiáng)用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高，無法自動(dòng)控制。

經(jīng)檢查，恒溫箱的控制器沒有故障。參照?qǐng)D，下列對(duì)故障判斷正確的是（）

A.只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障

B.只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障

C.熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障

D.可能是加熱器出現(xiàn)故障

C［由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障

都會(huì)向控制器傳遞錯(cuò)誤信息，導(dǎo)致控制器發(fā)出錯(cuò)誤指令，故C正確，A、B錯(cuò)誤。

若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器一直加熱才會(huì)

使溫度持續(xù)升高，故D錯(cuò)誤。］

4.當(dāng)出現(xiàn)某疫情時(shí)，在機(jī)場、車站等交通出入口，使用紅外線熱像儀通過

紅外線遙感，可檢測出經(jīng)過它時(shí)的發(fā)熱病人，從而可以有效控制疫情的傳播。

關(guān)于紅外線熱像儀，下列說法正確的是（）

A.選擇紅外線進(jìn)行檢測，主要是因?yàn)榧t外線具有熒光效應(yīng)

B.紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測

C.紅外線熱像儀同時(shí)還具有殺菌作用

D.一切物體都能發(fā)射紅外線，而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率

和強(qiáng)度不同

D［紅外線熱像儀是根據(jù)物體發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同而工作的,

故D正確。］

5.（多選）傳感器在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，它的種類多種多樣，其性

能也各不相同。以下有關(guān)傳感器的說法正確的是（）

A?國公大樓的大門能“看到”人的到來和離開而自動(dòng)開或關(guān)，

是光傳感器的應(yīng)用

非觸摸式自動(dòng)水龍頭（自動(dòng)感應(yīng)水龍頭）應(yīng)用的傳感器是生物傳

感器

C.空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會(huì)自動(dòng)停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)

這一功能的傳感器是溫度傳感器

D.電熨斗能夠自動(dòng)控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，能控制

電路的通斷

ACD［辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動(dòng)開和關(guān)，是由于

人體會(huì)發(fā)出紅外線，當(dāng)傳感器探測到人體發(fā)出的紅外線后，門會(huì)自動(dòng)打開，是

光傳感器的應(yīng)用，故A正確；利用紅外線的熱效應(yīng)可以制成多種開關(guān)，本題所

涉及的水龍頭和智能門就是這一應(yīng)用的體現(xiàn)。是利用光傳感器而制成的，故B

錯(cuò)誤；空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會(huì)自動(dòng)停止工作，這是因?yàn)榭照{(diào)

機(jī)使用溫度傳感器，故C正確；電熨斗能夠自動(dòng)控制溫度的原因是它裝有雙金

屬片溫度傳感器，這種傳感器作用是控制電路的通斷，原理是不同的金屬膨脹

系數(shù)不同，故D正確。］

6.（多選）圖示為某電容傳聲器結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)人對(duì)著傳聲器講話，膜片會(huì)

振動(dòng)。若某次膜片振動(dòng)時(shí)，膜片與極板間距離增大，則在此過程中（）

極板空腔支架

電容傳聲器結(jié)構(gòu)示意圖

A.膜片與極板間的電容變小

B.極板的帶電量增大

C.膜片與極板間的電場強(qiáng)度增大

D.電阻R中有電流通過

AD［當(dāng)膜片與極板間距增大時(shí)，膜片與極板間的電容變小，A正確；由E

=彳可知，膜片與極板間的電場強(qiáng)度減小，C錯(cuò)誤；由。=cu可知，極板所帶

電量減少，電容器處于放電狀態(tài)，有電流通過電阻A,B錯(cuò)誤，D正確。］

7.傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖所示是一種測定壓力的電容式

傳感器，當(dāng)待測壓力尸作用于可動(dòng)膜片的電極上時(shí)，以下說法中正確的是()

①若廣向上壓膜片電極，電路中有從。到力的電流

②若廣向上壓膜片電極，電路中有從b到。的電流

③若/向上壓膜片電極，電路中不會(huì)出現(xiàn)電流

④若電流表有示數(shù)，則說明壓力尸發(fā)生變化

⑤若電流表有示數(shù)，則說明壓力尸不發(fā)生變化

A.②④B.①④C.③?D.①?

A［當(dāng)尸向上壓膜片電極時(shí)，板間距離減小，電容器的電容將增大。由于

U不變，由0=CU知。增大，電容器充電，?中電流方向?yàn)閺牧Φ教幑盛谡?/p>

確，①、③錯(cuò)誤；當(dāng)尸變化時(shí)，電容變化，而板間電壓不變，由。=cu,故帶

電量。發(fā)生變化，電容器將發(fā)生充、放電現(xiàn)象，回路中有電流，電流計(jì)有示數(shù)。

反之，電流計(jì)有示數(shù)時(shí)，壓力尸必發(fā)生變化，故④正確，⑤錯(cuò)誤，故選A。］

題組二自動(dòng)控制電路的實(shí)例分析

8.如圖⑻是汽車過橋時(shí)對(duì)不同類型橋面壓力變化的實(shí)驗(yàn)。采用DIS方法對(duì)

模型進(jìn)行測量，其結(jié)果如圖(b)中電腦屏幕所示。

(b)

(1)圖(a)中的傳感器為傳感器；

(2)圖(a)中甲、乙、丙分別為三種不同類型的橋面。對(duì)于凸形橋甲，其相對(duì)

應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是圖(b)電腦屏幕上的(選填“a”“b”或"C”)0

［詳細(xì)分析］該傳感器把力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，屬于力電傳感器；小球經(jīng)過

凸形橋甲的最高點(diǎn)時(shí)，壓力小于重力，其相對(duì)應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是電腦屏幕上的c。

［答案］⑴力電⑵c

9.目前有些居民區(qū)內(nèi)樓道燈的控制，使用的是一種延時(shí)開關(guān)。該延時(shí)開關(guān)

的簡化原理如圖所示。圖中》是紅色發(fā)光二極管(只要有很小的電流通過就能使

其發(fā)出紅色亮光)，R為限流電阻，K為按鈕式開關(guān)，虛線框內(nèi)S表示延時(shí)開關(guān)

電路，當(dāng)按下K接通電路瞬間，延時(shí)開關(guān)觸發(fā)，相當(dāng)于S閉合，這時(shí)釋放K后,

延時(shí)開關(guān)S約在1min后斷開，電燈熄滅。根據(jù)上述信息和原理圖，我們可推斷:

按鈕開關(guān)K按下前，發(fā)光二極管是(填“發(fā)光的”或“熄滅的”),

按鈕開關(guān)K按下再釋放后，電燈L發(fā)光持續(xù)時(shí)間約mine這一過程中

發(fā)光二極管是。限流電阻R的阻值和燈絲電阻RL相比，應(yīng)滿足

RRL的條件。

［詳細(xì)分析］開關(guān)K按下前，S為斷開，有電流經(jīng)過發(fā)光二極管，故發(fā)光二

極管是發(fā)光的。當(dāng)按下開關(guān)K后，延時(shí)開關(guān)S閉合，二極管和R被短路，二極

管不發(fā)光，由于延時(shí)開關(guān)S的1min后斷開，故電燈L能持續(xù)發(fā)光1min,由于

K為限流電阻，且二極管只要有很小的電流通過就能發(fā)光，故應(yīng)滿足K》RL。

［答案1發(fā)光的1熄滅的》

［8組素養(yǎng)提升練］

10.如圖所示的電路中，GMR為一個(gè)磁敏電阻，它的阻值隨所處空間磁場

的增強(qiáng)而增大，電源的內(nèi)阻不可忽略。閉合開關(guān)&和S2后，當(dāng)滑片尸向右滑動(dòng)

時(shí)，貝"）

L.

A.Li、L2都變暗B.Li、L2都變亮

C.Li變暗、L2變亮D.Li變亮，L2變暗

D［當(dāng)滑片尸向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，電源電壓不

變，所以電磁鐵電路中的電流減小，電磁鐵的磁場減弱，磁敏電阻阻值減小，

右邊電路的外電路電阻減小，電流變大，路端電壓減小，故燈泡1/2變暗；由于

通過Li支路的電流變大，故L1變亮，選項(xiàng)D正確。］

11.（多選）家用電熱滅蚊器電熱部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是

由鈦酸鋼等導(dǎo)體材料組成的電阻器，其電阻率〃與溫度，的關(guān)系如圖所示。由于

這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能，若電熱滅蚊器環(huán)境溫度低于力,

以下判斷正確的是（）

A.通電后，其電功率先增大后減小

B.通電后，其電功率先減小后增大

C.當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在人或“不變

D.當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時(shí)，溫度保持在九?打間的某一值不

變

AD［從題圖線上可以看出，如果通電前PTC的溫度fVfi,通電后由于發(fā)

熱的緣故，溫度升高致使電阻率減小，發(fā)熱功率將進(jìn)一步增大，形成正反饋效

應(yīng)，致使溫度大于d隨著溫度的升高，電阻率也增大，功率將減小，形成負(fù)反

饋效應(yīng)，發(fā)熱功率的減小制約了溫度的進(jìn)一步升高。從以上分析可知，IV4時(shí),

溫度會(huì)升高；f＞，2時(shí)，溫度會(huì)降低。故溫控點(diǎn)在〃?5即溫度保持在八?，2間

的某一值。故A、D正確。］

12.如圖所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、〃接在電壓〃=311sin

134?V）的正弦交流電源上，變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中&

為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過拈

的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓（報(bào)警器未畫出），拈為一定值電阻。

當(dāng)傳感器心所在處出現(xiàn)火警時(shí)，以下說法中正確的是（）

A.Ai的示數(shù)不變，Az的示數(shù)增大

B.Ai的示數(shù)增大，Az的示數(shù)增大

C.V1的示數(shù)增大，V2的示數(shù)增大

D.VI的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小

D［當(dāng)傳感器及所在處出現(xiàn)火情時(shí)，&的電阻減小，導(dǎo)致電路的總的電阻

減小，所以電路中的總電流將會(huì)增大，Ai測量的是原線圈中的總的電流，由于

副線圈的電流增大了，所以原線圖的電流Ai示數(shù)也要增大；由于電源的電壓不

變，原副線圈的電壓也不變，所以Vi的示數(shù)不變，由于副線圈中電流增大，飛

的電壓變大，所以V2的示數(shù)要減小，即油的電壓也要減小，所以A2的示數(shù)要

減小，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。］

13.為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開

關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件（照

度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為以）。某光敏電阻心在不同

照度下的阻值如下表：

照度（1X）0.20.40.60.81.01.2

電阻（kC）754028232018

⑴根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诮o定的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并

說明阻值隨照度變化的特點(diǎn)。

80

70

60

50

40

30

20

10

1.01.21.4黑度Ax

(2)如圖所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2V時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明

系統(tǒng)。請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡單電路，給