新教材 人教版高中物理选择性必修第二册第五章传感器 课时练习题及章末测验 含解析

第五章传感器

5.1认识传感器.........................................................-1-

5.2常见传感器的工作原理及应用........................................-1-

章末综合测验...........................................................-9-

5.1认识传感器

5.2常见传感器的工作原理及应用

1.如图所示,在电路中接一段铜丝，闭合开关,灯泡正常发光，当用酒精灯给铜丝加热时灯泡亮

度明显变暗，根据铜丝的上述特性，可用铜丝来制作一个温度传感器，下面的说法中不正确的

是（）

11~~

铜丝灯泡

--------WWW-------0-------

A.该传感器利用了铜丝的物理性质

B.该传感器利用了铜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，铜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。

2.下列关于传感器说法正确的是（）

A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用

B.霍尔元件能够把磁学量（如磁感应强度）转化为电学量（如电压）

C.光敏电阻随光照强度增加电阻增大

D.热敏电阻的阻值随温度的升高而升高

【解析】选B。干簧管接入电路中相当于开关的作用，所以A错误；霍尔元件将磁学量转化为电

学量，所以B正确；光敏电阻随光照强度增加电阻减小，所以C错误；热敏电阻的阻值随温度的

升高而减小，所以D错误。

3.某楼梯口的电灯开关装有传感器,天黑时，出现声音才能发光,而白天即使有声音，电灯也不

能发光,该开关中有两种传感器,它们可能是（）

A.热敏电阻和光敏电阻

B.金属热电阻和光敏电阻

C.热敏电阻和霍尔元件

D.光敏电阻和驻极体话筒

【解析】选D。两种传感器分别把声音信号转换为电信号、把光信号转换为电信号，所以选项

D正确。

4.如图是智能称重地磅，它使用方便快捷、计量精度高、反应速度灵敏、移动方便，这种地磅

安装了应变式力传感器，下列关于应变式力传感器的说法不正确的是（）

A.应变片是由半导体材料制成

B.当应变片的表面拉伸时,其电阻变大;反之,变小

C.传感器输出的是应变片上的电压

I）.外力越大,输出的电压差值也越大

【解析】选C。应变片多用半导体材料制成，故选项A正确；当应变片拉伸时，其电阻变大，故选

项B正确；传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差

值也就越大，故C错误,D正确。本题选错误的，故选Co

5.如图所示的电路中，电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,LED为发光二极管（电流

越大,发出的光越强），且R与LED间距不变,下列说法中正确的是（）

A.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率增大

B.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率减小

C.当滑动触头P向右移动时,L消耗的功率可能不变

D.无论怎样移动触头P.L消耗的功率都不变

【解析】选A。从图中可知，当P向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，由于电源两端

的电压恒定，即两并联支路的电压恒定，所以有二极管支路的总电阻减小，故通过二极管的电

流增加，光照强度增加，从而导致光敏电阻上的光照增强，光敏电阻的阻值R减小，所以根据公

UUU2

式Ui=---------RI=-R---,灯泡两端的电压增加，故再根据公式P=—可得L消耗的功率增加,A正

R+RL--•nR

确，B错误；当P向右滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增加，由于电源两端的电压恒定，即两

并联支路的电压恒定，所以有二极管支路的总电阻增加，故通过二极管的电流减小，光照强度

减小，从而导致光敏电阻上的光照减弱，光敏电阻的阻值R增加，所灯泡两端的电压减小，可得L

消耗的功率减小，C、D错误。

6.如图所示,M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u=311sin134t（V）的正弦交流电源

上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中Rz为用半导体热敏材料制成的传感器，电流

表船为值班室的显示器,显示通过R的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画

出），也为一定值电阻，当传感器R?所在处出现火情时，以下说法中正确的是（）

A.Ai的示数不变,儿的示数增大

B.Ai的示数增大,船的示数增大

C.%的示数增大,5的示数增大

D.%的示数不变,上的示数减小

【解析】选Do当传感器R?所在处出现火情时,通的电阻减小，导致电路的总电阻减小，所以电

路中的总电流将会增大，A,测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线

圈的电流Ai示数也要增大；由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以％的示数不变，

由于副线圈中电流增大,Rs的电压变大，所以L的示数要减小，即R的电压也要减小，所以A2的

示数要减小，A、B、C错误，D正确。

7.抗击新型冠状病毒期间，由于无法外出，某同学在家利用所学物理知识设计能显示拉

力大小的电子健身器材,如图所示是原理图。轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的

电阻不计,P与R间的摩擦不计），弹簧劲度系数为100N/cmo定值电阻Ro=5Q,ab是一根长为

5cm的均匀电阻丝，阻值RL=25。，电源输出电压恒为U=3V,理想电流表的量程为0~0.6A«

当拉环不受力时，滑片P位于a端。下列关于这个电路的说法正确的是()

弹簧拉式

A.当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0A

B.当拉力为400N时，电流表指针指在0.3A处

C.当拉力为400N时，电流表指针指在0.5A处

D.该健身器材能测量力的范围是0~400N

U

［解析］选B。当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，1=-------0.1A,故选项A错

Ro+Ri

误；拉力为400N时，由F=kAx,则△xndcm,对应的电阻为RaP=20Q,R接入电路的电阻口=5Q,

U

由欧姆定律得，I'=--------0.3A,故选项B正确，C错误；在P移动至"b点时Ax'=5cm,由

Ro+Rpb

F=kAx,拉力最大，F=500N,故选项D错误。

【总结提升】力学传感器的分析方法

(D清楚力学传感器的工作原理，明确装置是如何将力这个非电学量转化为电学量是解决该类

问题的关键。

(2)涉及电路计算时,注意欧姆定律及分压原理的应用。

8.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力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2.0kg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，弹簧端点始终紧密连接物体。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10N(g取

10m/s")o

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