2019-2020学年高中物理 第三章 传感器 第1节 传感器 第2节 温度传感器和光传感器随堂检测巩固落实（含解析）教科版选修3-2

温度传感器和光传感器 1下列说法错误的是()a干簧管是一种由磁场控制的开关b楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器c光敏电阻能够把光信号转换成电信号d负温度系数的热敏电阻在温度升高时电阻减小解析：选b.传感器是指将非电学量按照一定规律转换成电学量的元件，干簧管是在玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片，当有磁场靠近时，两个簧片被磁化而接通，起到了开关的作用，故选项a正确；楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮说明了在它的控制电路中既有光传感器又有声传感器，故选项b错误；光敏电阻是用电阻率与光照强度有关的材料制成的，当其被光照射时，电阻将发生变化，故选项c正确；用半导体材料制作的热敏电阻，在温度升高时，导电能力增强，即电阻减小，故选项d正确2如图所示，将一个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，用光照射电阻时，表针自左向右偏角为；现用手掌挡住部分光线，表针的自左向右偏角为，则可判断()abd不能确定解析：选b.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，指针自左向右的偏转角度变小3如图所示，在电路中接一段钨丝，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中不正确的是()a该传感器利用了钨丝的物理性质b该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性c该传感器能够把热学量(温度)转换为电学量(电阻)d该传感器能够把电学量(电阻)转换为热学量(温度)解析：选d.由题目中的实验现象可知，钨丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用该特性可以制成温度传感器，传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量故a、b、c正确，d错误4(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体 m，电梯静止时电流表示数为i0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列判断中正确的是()a甲图表示电梯可能做匀速直线运动b乙图表示电梯可能做匀加速上升运动c丙图表示电梯可能做匀加速上升运动d丁图表示电梯可能做匀减速下降运动解析：选ab.甲图中电流表示数和静止时相等，故可能做匀速直线运动，a正确乙图中电流表示数为2i0，且保持不变，故压敏电阻所受压力增大，电阻变小，物体超重，电梯可能匀加速上升，b正确丙、丁图中电流表的示数随时间变化，故电梯的加速度是变化的，不可能是匀加速或匀减速，c、d错误5如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与一热敏电阻rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间若往rt上擦一些酒精，表针将向_(填“左”或“右”)移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向_(填“左”或“右”)移动解析：若往rt上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻rt温度降低，电阻值增大，所以电流减小，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻rt温度升高，电阻值减小，电流增大，指针向右偏答案：左右 一、单项选择题1传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号这种计算机键盘使用的是()a温度传感器b压力传感器c磁传感器d光传感器解析：选b.计算机键盘上的键被按下时，电容发生变化，故使用的是压力传感器2自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器都使用了()a温度传感器b红外线传感器c生物传感器d压力传感器解析：选b.自动门发出红外线，人挡住红外线时，门会自动打开，家电遥控系统都发出红外线信号，家电接收红外线会按一定程序工作，人体能自动发出红外线，可通过红外传感器接收，防盗防火报警器，当温度升高时发出的红外线增强，因此这四种都用了红外传感器，b正确，a、c、d错误3温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势e9.0 v，内电阻不计；g为灵敏电流表，其内阻rg保持不变；r为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关s，当r的温度等于20 时，电流表示数i12 ma；当电流表的示数i23.6 ma时，热敏电阻的温度是()a60 b80 c100 d120 解析：选d.由题图乙知，当r的温度等于20 时，热敏电阻的阻值r14 k，则由i1可得rg0.5 k，当电流i23.6 ma时，由i2，可得r22 k，结合图乙知此时温度为120 ，故选d.4如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压u，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，使话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两极板间的()a距离变化b正对面积变化c介质变化d电压变化解析：选a.说话时对着振动膜，在振动膜上有金属层，与金属板形成电容器，说话时振动膜振动，改变膜与板之间距离，从而改变了电容电容变化，在电容器两端的电量就变化，形成电流到放大器，从而将声信号转换成电信号，故选a.5如图所示为用热敏电阻r和继电器l等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接则()a当温度降低到某一数值，衔铁p将会被吸下b当温度升高到某一数值，衔铁p将会被吸下c工作时，应该把恒温箱内的加热器接在c、d端d工作时，应该把恒温箱内的加热器接在a、c端解析：选b.当温度降低到某一数值时，热敏电阻r的阻值增大，电路中电流减小，继电器l对衔铁p的吸引力减小，p将不会被吸下，故a错误当温度升高到某一数值时，热敏电阻r的阻值减小，电路中电流增大，继电器l对衔铁p的吸引力增大，p将会被吸下，故b正确恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由以上分析可知，温度升高后，a、b端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在a、b端，故c、d错误6如图是一火警报警装置的一部分电路示意图，其中r2是半导体热敏传感器，它的电阻随温度升高而减小，a、b接报警器当传感器r2所在处出现火情时，电流表的电流i和a、b两端电压u与出现火情前相比()ai变大，u变大bi变小，u变小ci变小，u变大di变大，u变小解析：选d.当传感器r2所在处出现火情时，温度升高，r2电阻减小，电路的总电阻减小，总电流i增大，路端电压uabeir减小，i(rr1)增大，u并ei(rr1)减小，通过r3电流i3减小，通过r2的电流i2ii3增大，d对二、多项选择题7下列说法正确的是()a热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量b金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差c电熨斗中的双金属片是温度传感器d霍尔元件是能够把磁学量磁感应强度转换为电压的传感元件解析：选bcd.热敏电阻是把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，选项a错误金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度比热敏电阻差，选项b正确电熨斗中的双金属片就是利用热胀冷缩原理制成的，是温度传感器霍尔元件是能够把磁学量(磁感应强度)转换为电压(电学量)的传感元件，选项c、d正确8有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的a、b两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()a置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻b置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻c用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻d用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻解析：选ac.热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化9随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，使热空气从机内吹出，将湿手烘干某型号干手机的说明书中有如下一段文字：“功能与特点：采用红外线感应原理，即感应即动作，卫生、方便超高温保护，即过热、过电流双重保护采用内热式的再循环原理，低噪音、高转速、烘干能力强高强度塑钢外壳，牢固可靠，美观大方”据此可判断()a自动干手机内装有由温度传感器组成的保护电路b自动干手机是靠位移传感器来感知使用者手的靠近c自动干手机消耗的电能转化为空气的内能及动能d自动干手机是靠红外线传感器来感知使用者手的靠近解析：选acd.由说明书中“功能与特点”的第二项可知，自动干手机具有过热保护功能，其中必然要用温度传感器来感知热空气的温度，温度过高从而自动控制电路断开，a正确；由说明书中“功能与特点”的第一项可知，d正确，b错误；从能量守恒的角度知c正确10如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中r1为光敏电阻，r2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是()a当有光照射r1时，信号处理系统获得高电压b当有光照射r1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就计数一次d信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：选ac.r1为光敏电阻，当有光照射时，r1的阻值变小，r2上的电压变大，信号处理系统获得高电压由题意知，当传送带上的物体挡住光时，信号处理系统获得低电压，这种电压高低交替变化的信号转化为相应的数字，实现自动计数的功能，达到自动计数的目的故a、c正确三、非选择题11如图所示，图甲为热敏电阻的rt图像，图乙为用此热敏电阻r和继电器组成一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为200 .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e6 v，内阻可以不计图中的“电源”是恒温箱加热器的电源(1)应该把恒温箱内的加热器接在_端(填“a、b”或“c、d”)(2)如果要使恒温箱内的温度保持100 ，可变电阻r的值应调节为_.解析：(1)当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与ab部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在a、b端(2)当温度达到100 时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要达到20 ma，根据闭合电路欧姆定律可得，i，由图甲可知，当100 时热敏电阻阻值为50 ，因此：0.02，解得r50 .答案：(1)a、b(2)5012用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由压敏电阻组成的压力传感器用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 n(取g10 m/s2)(1)若传感器a的示数为14 n，传感器b的示数为6 n，求此时汽车的加速度大小和方向(2)当汽车以多大的加速度运动时，传感器a的示数为零？解