高中物理选修二常见传感器的工作原理及应用同步练习含答案

高中物理选修二常见传感器的工作原理及应用同步练习含答案

卷I（选择题）

一、选择题（本题共计10小题，每题3分，共计30分，）

1.下列物理量中可以用气敏传感器来测量的是（）

A.位移量B.湿度C.烟雾浓度D.温度

2.目前，传感器已经广泛应用于生产、生活、科学研究等各个领域，关于传感器下列

说法不正确的是（）

A.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

B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器：这种传感器作用是

控制电路的通断

C.电子秤所使用的测力装置是力传感器

D.热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量

3.关于传感器，下列说法中正确的是（）

A.电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制

B.动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器

C.金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器

D.火灾报警器都是利用温度传感器实现报警

4.下列生活中利用传感器把光信号变成电信号的是（）

A.用遥控器控制电视机的开关

B.走廊照明灯的声控开关

C.自动洗衣机中的压力传感装置

D.电饭煲中控制加热和保温的温控器

5.关于传感器，下列说法中正确的是（）

A.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

B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器：这种传感器的作用

是控制电路的通断

C.霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电阻这个电学量

D.半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大

6.如图是一火警报警的一部分电路示意图.其中&为用半导体热敏材料制成的传感器，

电流表为值班室的显示器，匕之间接报警器.当传感器&所在处出现火情时，显示

器的电流/、报警器两端的电压U的变化情况是（）

AJ变大，U变大B./变小，U变小C./变小，U变大DJ变大，U变小

7.图为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、

导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警,

则图中的甲、乙、丙分别是（）

A.小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡

B.半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡

C.绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻

D.半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃

8.如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图.光控开关接收到红灯发出的光会自动

闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车

]-----------▲」

辆.下列有关说法正确的是（）

A.只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄

B.机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄

C.只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄

D.若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用

9.交警在检查司机是否酒后驾车时，使用的仪器是（）

A.温度传感器B.湿度传感器C.气敏传感器D.光传感器

10.15®（供选用《选修1-1》物理课教材的学生做）

试卷第2页，总28页

DVD影碟机、电视机等电器中都有可以接收遥控器发出的红外线信号，并能够把红外

线信号转化为电信号的传感器.下列装置都是传感器，其中和上述传感器工作原理相

同的是（）

A.空调机接收遥控信号的装置

B.楼道中照明灯的声控开关

C.烟雾传感器（气敏化学传感器）

D.冰箱中控制温度的温控器

二、多选题（本题共计5小题，每题3分，共计15分，）

11.关于应变式力传感器的说法正确的是（）

A.应变式力传感器是由半导体材料制作的应变片来感知压力的变化

B.应变片的特点是拉伸时电阻变大，收缩时电阻变小

C.在应变片中通有变化的电流，那么电阻的变化就引起电阻两端电压的变化

D.当外力增大时，两个应变片两端的电压差值增大

12.常用的测温仪器使用的元件可以是（）

A.金属热电阻B.红外线敏感元件

C.光敏电阻D.发光二极管

13.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.电子秤使用的是力传感器

14.传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，左边下

面为可动电极，它的两端固定，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而

改变传感器的电容，若流经灵敏电流计的电流方向向左时，指针向右偏，则待测压力

A.电容器的电容增大

B.电容器的电容减少

C灵敏电流计指针向左偏

D.灵敏电流计指针向右偏.

15.如图，甲是研究目感现象的实验电路图，乙是录音机的录音电路原理图，丙是光

电传感的火灾报警器的部分电路图，丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的

是（）

A.甲图中开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花

B.乙图中录音机录音时，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

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.J图电路中，根据电磁感应的原埋，声波的振动会在电路中产生变化的电流

卷II（非选择题）

三、填空题（本题共计10小题，每题3分，共计30分，）

16.（1）:口礴是的简称，中文意思是。口唱基本结构由、

、组成。16.

（2）写出三个常用的传感器名称。

16.

（3）光电门是测量的传感器，为了使测量值更为准确，挡光片的宽度应

o（选填"大些”或"小些"）

17.如图（a）所示为某同学设计的电子秤原理图，其中E是电动势为3V的电源（内阻不

计），力是电流表（在设计中计划被改成电子秤的示数表盘），凡是阻值为5。定值电阻,

R是一根长为6sn、阻值为15。的均匀电阻丝.c是一根金属弹簧（电阻不计），其压缩

量与所受压力户之间的关系如图（6）所示，c顶端连接有一个塑料盘.制作时调整弹

簧的位置，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端.

（1）当电流表示数为0.3A时，所称重物的质量为：

（2）该设计中使用的电流表的量程最小为,该电子秤的称量范围为;

（3）将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点？（请至少写出两个）

试卷第4页，总28页

△£/cm

18.传感器能够感受一些量，并把它们按一定的规律转化为量，就可

以方便地进行测量，传输、处理和控制.

19.如图甲所示为热敏电阻的R-t图象，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200a.当线圈中的电流大于或等于20mA时,

继电器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电电池的电动势E=8V,内阻可以不计.图中

的“电源”是恒温箱加热电源.

（1）图甲说明热敏电阻的阻值随着温度的升高而（选填“增大〃"减小”或“不

变〃）；

（2）应该把恒温箱内加热器接端（选填或"CD〃）；

（3）如果要使恒温箱内的温度保持150。。，滑动变阻器凡接入电路的电阻值为

________Q.

20.模块机器人由传感器、和三个模块组成，相当于人的感觉器官、

大脑和肌肉.

21.机器人有、和执行器三个模块组成，相当于人的感觉器官、大脑

和肌肉.

22.如图是能够自动控制温度的电熨斗结构图.它装有双金属片温度传感器，能够控

制电路的通断.

（1）图中的双金属片上层金属的膨胀系数下层金属（填“大于〃或"小于〃）.

（2）当需要较高温度烫衣服时，调温旋钮应.（填“升〃或“降”）

23.如图是一个汽车车门报警装置逻辑电路图，图中的两个按钮开关分别装在汽车的

两扇门上.只要打开任意•扇门，即电路中任何一个开关处于断开状态，发光二极管

就发光报警.清你根据报警装置的要求，在电路图的虚线框内画出门电路符号，并完

成该门电路的真值表.

输入输出

ABZ

01

101

00

111

24.电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间

的电流变化，还可以与计算机相连，能在很短的时间内画出电流随时间的变化图像.

按图甲连接电路，提供81/直流电源，先使开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过

程可在瞬间完成，然后把开美S掷向2,电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传

入计算机，屏上显示出电流随时间变化的/-T曲线，如图

乙.

Z

（1）图中画出的竖直狭长矩形（图乙最左端），它面积的物理意义是：

（2）估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是C；

试卷第6页，总28页

（3）根据以上数据估算，电容器的电容是F.

25.传感器是能把诸如力、温度、光、声、化学成份等最，按照一定的规律

转换为电压、电流、电阻等量的一类元件.

四、解答题（本题共计10小题，每题10分，共计100分，）

26.简述光电传感器的工作原理。

27.随着科技的进步，手机不再是一种简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式

电子设备。手机的许多功能是通过传感器来实现的。请查阅资料选择手机中使用的一

种传感器，分析其工作原理及用途。

28.市面上的电子秤由于内部的力电转换结构不同而分为两大类：一类测量的是物体的

质量m（原理类似于天平或杆秤）；另一类测量的是物体受到的重力G的大小（原理类

似于弹簧秤），再利用关系式m=£将测量值显示成质量m.这两类电子秤从外表上很

9

难区分，在同一地点测量同一物体质量m的测量值也可以做到相差很小.现有一台内

部的力电转换结构不知的、但能正常使用的电子秤，请设计一个实验方案，判别一下

这台电子秤其实质是测量物体的质量m、还是测量物体所受到的重力G的.要求：

（1）简要说明实验依据；

（2）简要说明实验步骤.

29.有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：

踏板和压力杠杆480、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显

示体重的仪表G（其实质是电流表）.其中4。：3。=5:1.已知压力传感器的电阻与其

所受压力的关系如下表所示：

（1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少亳安处？

（2）利用表中的数据归纳出电阻/?随压力/变化的函数式.

（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20亳安，这个人的体重是多少?

30.（1）光电管是应用光电效应的原理制成的光电元件.如图1所示，当一束单色光

照射光电管时，灵敏电流计G中无电流通过，这可能是因为

A.照射时间太短B.光的强度太小

C.光的频率太低D.光的波长太短30.

（2）某，厂纸张切割车间为防止操作JL人不小心误将手置于切割刀片卜万造成伤害事

故，特意在车床上适当位置安装了由光电管控制的电路自动切断系统.在正常情况下,

光源发出的光照射到光电管上，切割机正常工作.当工人不小心将手伸入切割刀下方

时，带动切割机的电动机。立即停止工作；手离开后，电动机。又能正常工作.请完成

电路的连接如图2.

31.有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：

踏板、压力杠杆48。（0点为固定转动轴）、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小

而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是理想电流表）.其中4。:8。=3:1.已

知压力传感器的电阻R与其所受压力尸的关系如下表所示：

压力F/N050100150200250•••

电阻R/C302622181410・・・

设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为34电源电动势为

压力传感器

12V,内阻为2C,接通电源，贝必-----II~厂-----

（1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少安培处？

（2）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式.

（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为0.8安，这个人的体重是多少牛？

试卷第8页，总28页

（4）该秤能测量的最大体重是多少牛?

32.现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干，如

图所示，试设计一个报警电路.要求外部环境温度高于某一温度时，警告灯自动通电,

低乎某一温度时，又可以自动断电，已知滑动变阻器最大电阻比电磁继电器线圈电阻

小许多，请用画线代替导线，在图中完成将器材连成符合要求的电路图（图中“。〃为接

线柱）.

33.简述的磁电式扭矩传感器的工作原理.

34.如图所示为检测某传感器的电路图.传感器上标有“3V、0.9W”的字样（传感器可

看作一个纯电阻），滑动变阻器&上标有“10。、L4"的字样，电流表的量程为0.64电

压表的量程为3V.求:

（1）传感器的电阻和额定电流.

（2）为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？

（3）如果传感器的电阻变化超过标准值1/2,则该传感器就失去作用.实际检测时，

将一个恒压电源加在图中a、b之间，闭合开关S,通过调节R。.来改变电路中的电流

和飞两端的电压.检测记录如下：

电压表示数U/N电流表示数

第一次1.480.16

第二次0.910.22

若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间

所加的电压是多少？

35.光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一，如

图所示电路为其模拟电路，其中4为光电管，B为电磁继电器，C为照明电路，。为路灯,

请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效

五、实验探究题(本题共计2小题，每题15分，共计30分，)

36.氧化锡是一种对气体中酒精含量敏感的材料：当周围气体中酒精浓度发生变化时，

其阻值也会发生变化.小明为研究某型号氧化锡检测电阻咫的阻值随气体中酒精浓度

变化的关系，采用题图1所示实验装置进行实验：在可以直接测得酒精浓度的容器中喷

入雾状酒精，闭合电路，调节滑动变阻器的阻值至适当值，读出电压表和电流表的示

数，改变喷入雾状酒精的量，重复上述实验，计算出风的值.即可得到电阻的阻值随

气体中酒精浓度变化的关系图线.

(1)每次实验之前，小明都应先将滑动变阻器R的滑动片置于端(选填，〃或

“b”)：

(2)小明在实验中测得多组数据如卜表所示:

实验次数12345678

气体中酒精浓度(mg/L)0.0Z0.020.040.060.070.090.120.15

电压表示数")2.002.402.201.601.401.201.000.86

电流表示数(4)0.100.150.200.200.200.200.200.20

电阻的阻值(。)20118754.3

图1图2图3

请在题图2所示的坐标系中描绘出凡的阻值随气体中酒精浓度变化的关系图线;

(3)我国《道路交通安全法》规定：严禁酒后驾车!参照《车辆驾驶人员呼气酒精含

量阈值与检验标准(G&9522)》，呼气中酒精浓度大于等于0.09?ng/L就属于酒后驾

车.小明用该型号氧化锡检测电阻R制成一个简易的酒驾测试仪.给定下列器材和要求,

请你在题图3中帮他连接实物图：

器材：电源(E=6V,r=2C)、开关S、氧化锡检测电阻心、定值电阻R。、理想电压表、

导线.

试卷第10页，总28页

要求：闭合开关S,检测者呼出气体流经Rx.若电压表读数大于等于1.2匕则检测者

属于酒后驾车；若电压表读数小于L2V,则不属于酒后驾车.

（4）在（3）问中，定值电阻Ro的阻值应为Q.

37.如图甲所示，某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器的挂

钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所

受拉力的关系.

（1）实验过程中，电火花计时器接在交流电源上，调整,使细线与长木板平

行；

（2）该同学将实验器材如图甲所示连接后，沙桶的质量（填"需要"、“不需

要〃）远小于小车及传感器总质量，实验时如将细线拉力当作小车及传感器的合外力,

则（填“需要〃、“不需要〃）先平衡摩擦力；

（3）先接通电源，小车由静止释放，获得的一条纸带如图乙，每打5个点取一个计数

2

点，=3.62cm,x4=5.12cm,由图中数据可求得：小车的加速度为m/s,

第3个计数点与第4个计数点的距离（即与）约为cm.（结果保留三位有效数

字）

参考答案与试题解析

高中物理选修二常见传感器的工作原理及应用同步练习含答案

一、选择题（本题共计10小题，每题3分，共计30分）

1.

【答案】

C

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

气敏传感器通过烟雾的浓度使得电阻发生变化.从而交烟雾浓度信号转化为电信号而

进行处理.

【解答】

解：气敏传感器主要作用是将烟雾信号转化为电信号而进行处理的；故使用气敏传感

器的只有C;

故选：C.

2.

【答案】

A

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得

到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析.

【解答】

解：小话筒是一种常用的声传感器，其作用将声信号转换为电信号，故A不正确；

8、电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片，靠温度来传感，这种传感器作

用是控制电路的，故B正确；

。、电子秤所使用的测力装置是将力转换成电信号的传感器，故C正确；

0、热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，且随着温度升高，其电

阻在减小，故0正确.

本题选不正确的，故选：A.

3.

【答案】

B

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

本题考查的知识点是传感器，但是不同的传感器有不同的具体应用，要具体问题具体

分析.

【解答】

解：4、电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，故4错误；

8、动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从

而让扬声器的膜片振动，产生声音，故B正确；

C、金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏

感元件，故C错误；

试卷第12页，总28页

D、火灾报警器还有用光传感器实现报警的，故。错误；

故选B.

4.

【答案】

A

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得

到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析.

【解答】

解：小电视机遥控器是光传感器，将光信号变成电信号，故A正确；

8、声控开关是声音传感器，将声音信号变成电信号，故B错误；

。、压力传感装置将压力信号转化为电信号，故C错误；

温控器是将温度信号转化为电路的通断，故0错误；

故选：A.

5.

【答案】

B

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

本题考查的知识点是传感器，但是不同的传感器有不同的具体应用，要具体问题具体

分析.

【解答】

解：小动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场,

其作用是将声信号转换为电信号，故力错误；

8、电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，故8正确；

C、霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，不是磁感应强度转换成电阻，故C错误；

。、光敏电阻是半导体材料，光照强度增加电阻减小，故D错误；

故选:B.

6.

【答案】

B

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

R2为用半导体热敏材料制成的传感器，温度升高时，其电阻减小.当传感器&所在处

出现火情时，分析的变化，确定外电路总电阻的变化，分析总电流和路端电压的变

化，即可知U的变化.根据并联部分电压的变化，分析/的变化.

【解答】

解：当传感器&所在处出现人情时，&的阻值变小，外电路总电阻变小，则总电流变

大，电源的内电压变大，路端电压变小，则U变小.电路中并联部分的电压

/（&+「）./变大，其他量不变，则U#变小./也变小.所以/变小，U变小，故8正确,

4CD错误.

故选：B

7.

【答案】

B

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

此题暂无解析

【解答】

解：根据要求，在常温下半导体热敏电阻阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸

下，此时绿灯泡所在电路接通，绿灯泡亮，所以丙为绿灯泡；温度升高，半导体热敏

电阻阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下，丙电路断开，

乙所在电路接通，电铃响，所以乙为小电铃；由以上分析可知，甲是半导体热敏电

阻.故B正确.

故选B.

8.

【答案】

C

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

(1)只有在红灯亮的期间，光控开关才闭合，若此时车辆违规闯纥灯行驶时，会压上压

力开关，压力开关受到机动车的压力会闭合；

(2)光控开关和压力开关都闭合后，电磁铁中有电流通过，产生磁性，电磁铁会将衔铁

吸下，使摄像系统所在的电路接通，摄像机会对违规车辆进行拍照.

【解答】

解：(1)分析题意可知，只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，

因此4和B两个选项的说法是错误的；

(2)分析可见，光控开关和压力开关是相互牵制，相互影响的，因此这两个开关只能串

联，不能并联，所以。选项的说法也是错误的.

故选C.

9.

【答案】

C

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常

由敏感元件和转换元件组成.传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和

控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节.

【解答】

解：根据题意可知，如果测试到的酒精气体浓度越大传感器电阻越小，根据欧姆定律

可知电路中的电流的变化和电压表示数的变化.物理传感器应用的是物理效应，通过

气体浓度大小转换成电信号，故C正确，力8。错误.

故选：C.

试卷第14页，总28页

10.

【答案】

A

【考点】

常见传感器的工作原理

【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.

【解答】

解：4、空调机接收遥控信号的装置将光信号转化为电信号.故A正确.

8、楼道中照明灯的声控开关将声信号转化为电信号.故B错误.

C、烟雾传感器通过烟雾的浓度使得电阻发生变化.故C错误.

0、冰箱中控制温度的温控器将温度转化为电信号.故。错误.

故选4

二、多选题（本题共计5小题，每题3分，共计15分）

11.

【答案】

A,B,D

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

应变式力传感器是由半导体材料制作的，应变片的特点是拉伸时电阻变大，收缩时电

阻变小，在应变片中通有恒定的电流，结合欧姆定律分析。

【解答】

人应变片是由半导体材料制成的，能感知压力的变化，故4正确；

8、当应变片拉伸时，其电阻变大；反之，变小，故8正确；

C、在应变片中通有恒定的电流，根据欧姆定律知：电阻的变化就引起电阻两端电压的

变化，故C错误；

0、外力越大，两个应变片阻值差越大，输出的电压差值也越大，故0正确。

12.

【答案】

A,B

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量.红外线和紫外线都

是不可见光，红外线的热效应强，穿透力强，且任何物体都能发射红外线，其中红外

线夜视仪就是典型的应用.

【解答】

解：热敏电阻或金属热电阻，都有传感器的作用，均是将温度这个非电学量转换成电

学量.

而物体不断地对外辐射红外线，只要利用对红外线敏感的仪器，就可以实现在黑夜里

看到物体，红外线夜视仪就是利用这个原理制成.

对于发光二极管是因通电而发光，与温度无关，故力B正确，CD错误；

故选：AB

13.

【答案】

BQ

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

通过各种传感器的原理进行判断.

【解答】

解：4、干簧管是一种能够感知磁场的传感器.故A错误.

8、霍尔元件能够把磁学量转换为电学量.故B正确.

C、光敏电阻是半导体材料，光照强度增加电阻减小，故C错误.

。、电子称应用的是压力传感器.故。正确.

故选：BD.

14.

【答案】

A,D

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

电容器的电压不变.若尸向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中

形成逆时针方向的电流，电流表指针发生偏转.电流表有示数，则说明压力?发生变化.

【解答】

解：4、由题可知，电容器的电压不变.若F向上压膜片电极，电容增大，故4正确；

8、由题可知，电容器的电压不变.若F向上压膜片电极，电容增大，故8错误；

C、由题可知，电容器的电压不变.若尸向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容

器放电，电路中形成逆时针方向的电流，则灵敏电流计指针向右偏，故C错误；

。、由题可知，电容器的电压不变.若尸向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容

器放电，电路中形成逆时针方向的电流，则灵敏电流计指针向右偏，故。正确；

故选：AD.

15.

【答案】

B,C

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

当通过线圈本身的电流变化时，线圈中会产生自感现象，这是一种特殊的电磁感应现

象，可运用楞次定律分析自感电动势对电流的影响.

录音时，声音先通过话筒转变成变化的电流信号，这样的电流通过录音磁头，产生了

弱变化的磁场.磁带划过磁头时，磁带上的磁粉被强弱不同磁场磁化，于是将声音信

号记录在磁带上.

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.

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亿.

【解答】

解：A、甲图电路中，开关断开瞬间，灯泡立即熄灭，故力错误.

B、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；山图可知；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

试卷第16页，总28页

流的磁效应)，故B正确.

。、光电三极管也是一一种晶体管，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有光的照射，

表现出电阻的变化，故C正确.

。、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。错误.

故选BC.

三、填空题(本题共计10小题，每题3分，共计30分)

16.

【答案】

(1)Dig3|alntanlntanasin〃5yy)e,数字化信息系统,传感器，数据采集器，计算机

(2)位移传感器，力传感器，光电门传感器

(3)瞬时速度，小些

【考点】

传感器在生产、生活中的应用

利用打点计时器研究匀变速直线运动

常见传感器的工作原理

【解析】

此题暂无解析

【解答】

(1)是。M让山/71/。7771砒2九5、$£所的简称，中文意思是数字化信息系统。

[3][4][5]。5基本结构由传感器、数据采集器、计算机组成。

(2)[6]三个常用的传感器名称：位移传感器，力传感器，光电门传感器。

(3)[7][8]光电门是测量瞬时速度的传感器，为了使测量值更为准确，挡光片的宽度

应小些。

17.

【答案】

2kg

0.64,0—6kg

刻度不均匀、左大右小、刻度盘最左侧部分区域无刻度等

【考点】

闭合电路的欧姆定律

常见传感器的工作原理

【解析】

(1)当电流表示数为0.3A时，根据闭合电路欧姆定律求出R接入电路的电阻，得到弹

黄压缩的长度，由AL-F图像读出F的值，即可求出所称重物的质量.

(2)当不称重物时，滑片P刚好处于a端，电路中电流最大.当滑片P滑至仍端时，电

子秤的称量最大.由图读出最大的压力F,即可求出电子秤的称量最大值.

(3)根据闭合电路欧姆定律分析/与R的关系，得到/与F的关系，分析电子秤的刻度是

否均匀等等.

【解答】

当电流表示数为0.34口寸，根据闭合电路欧姆定律得

E3

R=_Ro=Q_2^2—5/2=512

R是一根长为6cm、阻值为150的均匀电阻丝，则滑片P向下移动的距离为△A=噌x

6cm=2cm,即弹簧压缩量为2cm,由△L一F图像读出尸=20N,则所称重物的质量

为m=；=2kg.

当不称重物时，滑片P刚好处于a端，电路中电流最大为〃=5=：4=0-64故该设

计中使用的电流表的量程最小为0.64.

当滑片P滑到b端时，电子秤的称量最大，此时弹簧的压缩量为6cm,则由△/,一"图像

读出尸=60N,电子秤的称量最大值为m=6kg.

由/?=彳一Ro知，R与/不是成正比，而△£(与R成正比，则AL与/不成正比，所以将电

流表的表盘改制成的电子秤示数盘不均匀，与电流是反刻度，左大右小，另外一个特

点是

由于电路中电流不为零，则刻度盘最左侧部分区域无刻度.

18.

【答案】

非电学，电学

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

传感器的定义：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或

装置称为传感器.传感器是一种检测装置.，它能够感受外界信息，并将其转换成为电

信号，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求.它是实现自动检

测和自动控制的首要环节.其感受外界信息的过程称为检测过程.

【解答】

解：传感器是指这样一类元件：它能感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量,

并能把它们按照一定规律转换成便于传输和处理的另一个物理量，或转换为电路的通

断，如果把非电学量转换为电学量，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了.

故答案为非电学量电学量

19.

【答案】

(1)减小

(2)AB

(3)170

【考点】

常见传感器的工作原理

闭合电路的欧姆定律

【解析】

<1)由图即可判断出电阻值随温度的变化关系；

(2)当温度低的时候，电路与相连，此时加热器要工作，所以加热器的电路要与

4B相连］

(3)要使恒温箱内的温度保持150。。，当温度达到150。。时，电路就要断开，即电路

试卷第18页，总28页

要达到20m/L根据闭合电路欧姆定律即可求得电阻的大小.

【解答】

解：(1)由图甲可知热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小.

(2)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

铁与力B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AB端.

(3)当温度达到150。。时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控

制电路的电流要到达20mA=0.024此时热敏电阻的阻值为R'=30。，

根据闭合电路欧姆定律可得：/一

解得：R]=170。，

故滑动变阻器&接入电路的电阻值为170c.

20.

【答案】

控制器，执行器

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

模块机器人由传感器、控制器和执行器三个模块组成.

【解答】

解：模块机器人由传感器、控制器和执行器三个模块组成，相当于人的感觉器官、大

脑和肌肉.

答案为：控制器，执行器

21.

【答案】

传感器，控制器

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

模块机器人由传感器、控制器和执行器三个模块组成.

【解答】

解：模块机器人由传感器、控制器和执行器三个模块组成，相当于人的感觉器官、大

脑和肌肉.

故答案为：传感器、控制器.

22.

【答案】

大于，降

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

温度低时，双金属片都不变，触点接触；当温度高时膨胀系数不一样使金属片向下弯

曲，触点断开，使电熨斗温度不会很高，通过螺丝的升降控制温度的高低.

【解答】

解：平常温度低，双金属片都不变，上下触点接触在一起：电热丝通电加热，双金属

片温度升高，双金属片膨胀系数上层大下层小，温度升到一定时双金属片向下弯曲使

触点断开；需要较高温度熨烫时.，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性钢片

下移，使双金属片稍向下弯曲，这时使触点断开双金属片向下弯曲程度要大一些温度

要更高一些.

故答案为：大于，降.

23.

【答案】

1,0

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

根据题意，该事件只要满足任何一个条件，该事件就会发生，属于或逻辑关系，即为

或门电路.

【解答】

解：根据只要其中任何一个开关处于开路状态（即输入为逻辑1），那么输出也是逻

辑1，发光二极管（警报灯）就发光，可知该逻辑关系为或逻辑关系，为或门电路,

真值表输出如下：

输入输出

ABZ

011

\01

000

111

电路符号：----

故答案为：或门；1,0；

24.

【答案】

在0.1s内电容器的放电量；5.6x10-3；7.0x10-4.

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

（1）由图像的含义可知，横轴与纵轴的乘积即为电量，即可求解：

（2）通过横轴与纵轴的数据，求出一个格子对应的电量，再结合图像所包含的面积，

算出多少个格子，从而即可求解；

（3）根据电容器的电容可知，结合电量与电势差，即可求解.

,J

【解答】

解：（1）根据图像的含义，因Q=〃，所以竖直狭长矩形的面积表示为：在0.1s内电容

器的放电量；

（2）根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电量为0.08X10-3C,由大于半格算一

个，小于半格舍去，因此图像所包含的格子个数为70,

所以释放的电荷量是0.08x10-3。x70=5.6x10-3C：

试卷第20页，总28页

（3）根据电容器的电容C=颉知，（=5空0-3尸=70X10」；

'J8

25.

【答案】

非电学，电学

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学物理量（如电

压、电流、电量等）或者电路的通断的一种元件.

【解答】

解：传感器是能把诸如力、温度、光、声、化学成份等非电学量，按照一定规律转换

为电压、电流、电阻等电学量的一种元件：

故答案为：非电学，电学.

四、解答题（本题共计10小题，每题10分，共计100分）

26.

【答案】

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光

信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光

源、光学通路和光电元件三部分组成。

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。把被测量的变化转换成光

信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。

【解答】

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光

信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光

源、光学通路和光电元件三部分组成。

27.

【答案】

见解析

【考点】

传感器在生产、生活中的应用

电功

常见传感器的工作原理

【解析】

此题暂无解析

【解答】

重力传感器体现在手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向、重力感应类游戏（如滚钢珠）。

原理：利用压电效应实现，传感器内部一

块重物和压电片整合在一起，通过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平方向。

28.

【答案】

（1）实验依据：在竖直向上加速的电梯中，用天平测量，天平的平衡不会被破坏，测

量值不会变化，而用弹簧秤测量，其测量值会发生变化.

（2）实验步骤：分别在静止的电梯和加速向上的电梯中用该电子秤测量同一物体，观

察并比较其读数是否相同.

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

杠杆原理，即杠杆的平衡条件：动力x动力臂=阻力x阻力臂；

天平为等臂杠杆，称量物体质量时，左右两盘受到的力相同、质量相同；杆秤和台秤

为不等臂杠杆.

而弹簧秤利用受力平衡，并由胡克定律来确定.

【解答】

解：（1）在竖直向上加速的电梯中，用天平测量，天平的平衡不会被破坏，测量值不

会变化，而用弹簧秤测量，其测量值会发生变化.

（2）分别在静止的电梯和加速向上的电梯中用该电子秤测量同一物体，观察并比较其

读数是否相同.

答：（1）实验依据：在竖直向上加速的电梯中，用天平测量，天平的平衡不会被破坏,

测量值不会变化，而川弹簧秤测量，其测量值会发生变化.

（2）实验步骤：分别在静止的电梯和加速向上的电梯中用该电子秤测量同一物体，观

察并比较其读数是否相同.

29.

【答案】

（1）该秤零刻度线应标在电流表刻度盘15.5亳安处；

（2）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式为R=300-0.6F；

（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20亳安，这个人的体重是550N.

【考点】

闭合电路的欧姆定律

常见传感器的工作原理

【解析】

（1）踏板空教时，通过表中信息可以得出电阻大小，利用欧姆定律可以求电流；

（2）观察表格中的数据可知，压力每增大50N,压力传感器的电阻减小30。，据此可

归纳出R随压力F变化的函数关系式；

（3）根据电压与电流可求出此时压力传感器的电阻值，再依据表中的变化规律可求出

此时作用在4点的压力的大小，最后根据杠杆的平衡条件得出作用在8点的人的体重；

【解答】

解：（1）读表格可知，当压力为。时，压力传感器的电阻为3000,则电路中的电流

需=。。1564=15.6初;

（2）分析数据可知，当户每增大50N时，电阻R减小30。，因为电阻的最大值为300。,

所以归纳得电阻R随压力/变化的函数关系式为：R=300-0.6F；

（3）当电流为20nM时，压力传感器的电阻为/?2=^=磊=2340,

根据R随压力F的变化函数关系R=300-0.6尸得，F?=（30012-234/2）+0.6=110N,

设人的体重为G,根据杠杆的平衡条件得，F2AO=GBO

试卷第22页，总28页

解得，(;=^=ii0Nx-=550N

BO1

答：(1)该秤零刻度线应标在电流表刻度盘15.5亳安处；

(2)利用表中的数据归纳出电阻R随压力尸变化的函数式为R=300-0.6F：

(3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20亳安，这个人的体重是550N.

30.

【答案】

(1)(C)

(2)电路图如图所示

【考点】

光电效应现象及其解释

常见传感器的工作原理

【解析】

(1)发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，或入射光的波长小于极限波

长，与照射时间、光的强度无关.

(2)根据光电管的特性，可控制电路中电流的通断，应使光电管加上正向电压，通过

控制电磁铁中电流，来控制切割机的电动机。.

【解答】

解：(1)某单色光照射某金属时不能产生光电效应原因是：该单色光的频率小于该金

属的极限频率，或波长大于极限波长，与照射时间和光的强度无关.故。正确，错

误.

(2)电路图如图所示.

31.

【答案】

(1)该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘0.375安培处；

(2)电阻R随压力尸变化的函数式为R=30-0.08F；

(3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为0.8安，这个人的体重是637.5N：

(4)该秤能测量的最大体重是1050N.

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

(1)踏板空载时，由表格可知尸=0,电阻R=30C,由欧姆定律求出电流.

(2)根据表格中的数据可知：压力户增大时，电阻减小，由数学归纳出电阻R随压力F

变化的函数式.

（3）根据电压与电流可求出此时压力传感器的电阻值，再依据表中的变化规律可求出

此时作用在4点的压力的大小，最后根据杠杆的平衡条件得出作用在B点的人的体重；

（4）电子秤测量的最大体重时，其电阻R最小，电路中电流最大，等于电流表的量程

为34.根据欧姆定律求出电流为34时电子秤的电阻.再由电阻R随外力代变化的函数

式求解最大压力，最后根据力矩平衡条件求解人的体重.

【解答】

解：（1）根据闭合电路欧姆定律得/=/-=就=0.3754

R+r2+30

（2）由表格得到：R=30-0.08F①

（3）根据闭合电路欧姆定律得/=9，当/=0.8时，R=13/2；

代入①式得：F=212.5N

根据力矩平衡G,80=F•AO得6=637.5N

（4）由于安培表的量程为34根据闭合电路欧姆定律代入数据得Rmin=2。

代入：R=30-0.08尸得&ax==350N

根据力矩平衡G•8。=/TO得Gmax=1050N

答：（1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘0.375安培处；

（2）电阻R随压力尸变化的函数式为R=30-0.08F：

（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为0.8安，这个人的体重是637.5N；

（4）该秤能测量的最大体重是1050N.

32.

【答案】

符合要求的电路图如上所示.

【考点】

常见传感器的工作原理

【解析】

电热丝是否工作，导致了温度的变化，温度的变化又导致了电磁铁是否吸引衔铁，从

而决定工作电路是否接通即：电热丝是否工作.由此构成了一个自动控制温度的自动

控制装置.

【解答】

解：当温度低于设计值时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下移动，电热

丝通电加热，电热丝所在的电路接通.当温度高于设计值时，控制电路断开，电磁铁

没有磁性，衔铁向上移动，K断开，电热丝停止工作，电热丝所在的电路断开.由此

设计电路如下图：

33.

【答案】

如上所述.

【考点】

试卷第24页，总28页

常见传感器的工作原理

传感器在生产、生活中的应用

【解析】

本题考查了磁电式招矩传感落的丁作原理.

【解答】

解：图是磁电式扭矩传感器的工作原理图.在驱动源和负载之间的扭转轴的两侧安装

有齿形圆盘.它们旁边装有相应的两个磁电传感器.磁电传感器的结构