026选择性必修第二册 第五章 传感器第1-3节同步练习

PAGE1PAGE传感器大揭秘同步练习（答题时间：40分钟）1.办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，利用的传感器是（）A.生物传感器 B.红外传感器C.温度传感器 D.压力传感器2.关于传感器的作用，下列说法正确的是（）A.通常的传感器可以直接用来进行自动控制B.传感器可以用来采集信息C.传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量D.传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量3.如图所示，电吉他的弦是磁性物质，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是（）A.电吉他是光电传感器B.电吉他是温度传感器C.电吉他是声音传感器D.弦改用尼龙材料，原理不变4.电子秤使用的是（）A.超声波传感器 B.压力传感器C.温度传感器 D.红外线传感器5.每当地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员。有些救援队借助“生命探测仪”可以发现被深埋在废墟中的人员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了（）A.红外线传感器 B.压力传感器 C.振动传感器 D.电容传感器6.在会议室、宾馆房间的天花板上均装有火灾报警器，当有烟雾进入这种报警器的罩内时它就会发出警报，则火灾报警器中装有的传感器是（）A.光传感器 B.压力传感器 C.声音传感器 D.温度传感器7.当你靠近某些宾馆、酒店的大门时，门就会自动为你打开；当你远离门之后，门又会自动关上。你觉得自动门可能是将下列哪种外界信息转换成了有用的信息（）A.温度 B.紫外线 C.可见光 D.红外线8.关于传感器工作的一般流程，以下选项中正确的是（）A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B.电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C.非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D.非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量*9.某位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P一起移动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想电表，则下列说法正确的是（）A.物体M运动时，电源内的电流会发生变化B.物体M运动时，电压表的示数会发生变化C.物体M不动时，电路中也有电流D.物体M不动时，电压表没有示数10.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，话筒的振动膜表面镀有薄薄的金属层，膜后相距几十微米处有一金属板，金属板和振动膜上的金属层构成电容器的两极板，在它们之间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，声音信号被话筒转化为电信号。导致电容变化的原因可能是电容器（）A.两板间的距离变化 B.两板的正对面积变化C.两板间的介质变化 D.两板间的电压变化*11.如图所示电路中，R为某种半导体气敏元件，其阻值随周围环境中一氧化碳气体浓度的增大而减小。当一氧化碳气体浓度增大时，下列说法中正确的是（）A.电压表V示数增大 B.电流表A示数减小C.电路的总功率减小 D.变阻器R1的取值越大，电压表示数变化越明显*12.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度计构造原理的示意图如图所示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度（）A.方向向左，大小为 B.方向向右，大小为C.方向向左，大小为 D.方向向右，大小为*13.为了行车安全，需要保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有一定的滚动而不是滑动，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控制。为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统。如图是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠近一个铁质齿轮A。齿轮与转动的车轮是同步的，则以下说法正确的是（）A.车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流B.车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化，产生感应电流C.车轮转速减慢时，输出电流的周期变小，电流也变小D.车轮转速减慢时，输出电流的周期变大，电流也变大*14.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的示数就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r'的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，关于电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系，正确的是（）A.U越大，表示c越大，c与U成正比B.U越大，表示c越大，但是c与U不成正比C.U越大，表示c越小，c与U成反比D.U越大，表示c越小，但是c与U不成正比*15.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球。K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是（）A.正在增加，＝B.正在增加，＝C.正在减弱，＝D.正在减弱，＝

传感器大揭秘同步练习参考答案1.【答案】B【解析】自动门实际使用的是红外传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开门，故B正确。2.【答案】BC【解析】通常的传感器是通过将非电学量转换成电学量来传递信号的，一般不直接用来进行自动控制，选项A错误；由于通常的传感器可将非电学量转换成电学量，因此传感器可以用来采集信息，选项B正确；传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量，但并不是将所有感受到的信号都转换为电学量，如干簧管，选项C正确，D错误。3.【答案】C【解析】由电吉他发声原理可知是将声音变化转变为电流的变化，选项C正确，A、B、D错误。4.【答案】B【解析】当电子秤受到压力作用时，会显示相应的力的大小，故使用的是压力传感器，选项B正确。5.【答案】A【解析】人员被深埋在废墟中，借助红外线传感器，可以感知人体发出的红外线，从而探测到被困人员，选项A正确。6.【答案】A【解析】烟雾对光有散射作用，使光路发生变化，有烟雾进入火灾报警器的罩内时，传感器上的光照强度发生变化，进而发出警报，则火灾报警器中装有的传感器是光传感器，选项A正确。7.【答案】D【解析】人走向自动门时，门会自动打开，是因为自动门上安装了红外线传感器，感知到人体发出的红外线后，经过控制系统将门打开，选项D正确。8.【答案】C【解析】传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，选项C正确，A、B、D错误。9.【答案】BC【解析】物体M运动时，电路中电阻没有变化，根据闭合电路欧姆定律可知，电源内的电流不会发生变化，选项A错误；电压表测量滑动变阻器的金属滑杆P左侧的电压，物体M运动时，左侧电阻会变化，则电压表的示数会发生变化，选项B正确；物体M不动时，电路中仍有电流，而且电流不变，选项C正确；只有当金属滑杆P停在变阻器最左端，物体M不动时，电压表才没有示数，当金属滑杆P在其他位置时，电压表均有示数，选项D错误。10.【答案】A【解析】人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使金属层与金属板间的距离发生变化，引起电容变化，使声音信号被话筒转化为电信号，选项A正确，B、C、D错误。11.【答案】D【解析】当一氧化碳气体浓度增大时，R减小，总电阻减小，则总电流增大，内电压增大，路端电压减小，可知通过R1的电流减小，因此电压表V示数减小，电流表A示数增大，选项A、B错误；电路的总功率为P=EI，E不变，I增大，则P增大，选项C错误；变阻器R1的取值越大，R越接近R1与R并联的阻值，R对电路的影响越大，则知变阻器R1的取值越大，电压表示数变化越明显，选项D正确。12.【答案】D【解析】当指针向左偏离O点的距离为s时，与滑块相连的左边弹簧被压缩s，右边弹簧被拉伸s，因而弹簧对滑块的弹力的大小均为ks，且方向均水平向右，即滑块受到的合力大小为2ks，方向水平向右。由牛顿第二定律可知D正确。13.【答案】B【解析】此传感器是利用线圈中磁通量发生变化时产生感应电流的原理来实现检测的。当车轮转动时，带动齿轮转动，相当于将铁块插入和拔出线圈，从而使线圈中磁通量发生变化而产生感应电流，选项A错误，B正确；当车轮转速减慢时，线圈中磁通量的变化减慢，产生的感应电流的周期变大，由E=n可知，感应电动势减小，则电流变小，选项C、D错误。14.【答案】B【解析】由题意可知=kc，电压表测的是R0两端的电压，U=×R0=×R0，由此式可以看出U越大，表示c越大，但是U与c不成正比，选项B正确。15.【答案】B【解析】K闭合时传感器上恰好无示数，说明小球所受电场力和重力平衡，由于小球带正电，所以电容器上极板为负，由楞次定律，可知线圈中的磁场B正在增加。根据分析列出方程：mg＝＝qn，解得＝，可见B选项正确。

深入探究常见的传感器同步练习（答题时间：40分钟）1.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2.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图，现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（）A.如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B.如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C.如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显D.如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显3.下列关于传感器的说法中正确的是（）A.霍尔元件能够把电学量转换为磁学量B.干簧管是一种能够感知电场的传感器C.电子秤应用的是光传感器D.电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制4.如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是（）A.进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B.发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C.发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D.以上说法均不正确5.中国四川汶川地区发生8.0级大地震，地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，如图，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了（）A.红外线传感器 B.压力传感器C.振动传感器 D.电容传感器6.如图所示为用热敏电阻R和电磁铁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。电源甲与电磁铁、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、B端*7.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，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，电源的电动势E＝9.0V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S，当温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；当电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是（）A.60℃ B.80℃ C.100℃ D.120℃*8.为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，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R1间的摩擦不计），弹簧劲度系数为100N/cm。定值电阻R0＝5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25Ω，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处于a端。下列关于这个电路的说法正确的是（不计电源内阻）（）A.小明在电路中连入R0的目的是保护电路B.当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1AC.当拉力为400N时，电流表指针指在0.3A处D.当拉力为400N时，电流表指针指在0.5A处*9.如图甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电荷量Q将随待测物体的上下运动而变化。若Q随时间t的变化关系为Q＝（a、b为大于零的常数），其图像如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是（）A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④*10.电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示。Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电流充电。当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流。当膜片向右运动的过程中，有（）A.电容变大B.电容变小C.导线AB中有向左的电流D.导线AB中有向右的电流11.如图，电容式话筒右侧固定不动的金属板b，与能在声波驱动下沿声源水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b分别通过导线与恒定电源两极相接。声源S做位移为x＝Asin2000πt的振动，则有（）A.a振动过程中a、b板之间的电场强度不变B.a振动过程中话筒会产生电磁波C.导线中的电流的频率为1000HzD.a向右位移最大时，a、b板形成的电容最大

深入探究常见的传感器同步练习参考答案1.【答案】B【解析】电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制温度的，选项A错误；金属热电阻是将热学量转化为电学量的传感器，选项C错误；有的火灾报警器是利用光传感器实现报警，选项D错误。2.【答案】C【解析】如果R为金属热电阻，则读数变大，但不会非常明显，故A、B均错。如果R为热敏电阻，读数变化应非常明显。故选C。3.【答案】D【解析】霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，A错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能起到开关作用，B错误；电子秤应用的是力传感器，C错误；D正确。4.【答案】C【解析】平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。当有烟雾散射的光照射到电光三极管上时，其电阻变小，所连接的电路接通，就会发出警报，C正确。5.【答案】A【解析】伤员被埋在废墟中借助红外线传感器，可以感知人与周围环境温度的差别且伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以探测到活着的被困人员。6.【答案】BD【解析】温度升高时热敏电阻阻值减小，电流增大，电磁铁磁性增强，将衔铁P吸下，B项正确；温度低时要求电热器工作时，所以加热器接在A、B端，D正确。7.【答案】D【解析】如图乙可知，当t＝20℃时，热敏电阻阻值R1＝4kΩ。由闭合电路欧姆定律知E＝I1（R1＋RG），代入数值可求得：RG＝500Ω。当I2＝3.6mA时，设热敏电阻阻值为R2，则E＝I2（R2＋RG），可求得R2＝2kΩ，由图乙可知，这时热敏电阻温度t′＝120℃。故正确选项为D。8.【答案】ABC【解析】若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确。当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，I＝＝0.1A，故B正确。拉力为400N时，由F＝kΔx，则Δx＝4cm，对应的电阻为RaP＝20Ω，R1接入电路的电阻RPb＝5Ω，由闭合电路欧姆定律得，I＝＝0.3A，故D错，C正确。9.【答案】C【解析】平行板电容器间电压恒定，板间场强E＝＝＝＝，故E∝Q，即E∝，故②可能正确。板间电荷量Q＝UC＝U＝，与已知Q随时间的变化关系对比可知d∝（t＋a），即待测物体的运动为匀速运动，故③可能正确。10.【答案】AC【解析】由电容器决定式C＝可知，当膜片向右运动时，相当于电容器两极间的距离变小，电容变大，电源对电容器充电，电流的方向由电源的正极流向负极，故导线AB中有向左的电流。11.【答案】BCD【解析】a振动过程中，a、b间距变化，由平行板电容器公式可知电容C变化，且a向右位移最大时，a、b板电容最大，则A错，D对。A板做简谐运动，两板间场强不是均匀变化的，而是周期性变化的，故话筒会产生电磁波，B正确。振动过程中，电容器不断地充、放电，导线中电流频率与a的振动频率一致，C正确。

如何利用传感器制作自动控制装置同步练习（答题时间：40分钟）1.关于发光二极管，下列说法正确的是（）A.发光二极管能发光，不具有单向导电性B.发光二极管能直接把电能转化为光能C.发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光D.发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光2.如图所示为小型继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱，继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是（）A.A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联B.A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联C.C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联D.C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联*3.如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则（）A.由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B.由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C.如果断开B线圈的电键S2，无延时作用D.如果断开B线圈的电键S2，延时将变长**4.如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻。“”是具有特殊功能的非门，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电压下降到另一个值时，Y会从低电平跳到高电平。在天暗时路灯（发光二极管）会点亮，下列说法中正确的是（）A.天暗时，Y处于高电平B.天暗时，Y处于低电平C.当R1调大时，A端的电压降低，灯（发光二极管）点亮D.当R1调大时，A端的电压降低，灯（发光二极管）熄灭*5.如图是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是（）A.当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B.当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C.当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D.当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声6.烟雾散射式火灾报警器为什么平时不报警，而有烟雾时能报警？7.下图是光控路灯开关电路图，请分析讨论后写出它的工作原理。*8.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度而变化的特性工作的。在图甲中，电源的电动势E＝9.0V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R－t图线所示，闭合开关，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；当电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻R的温度是多少？*9.如图所示为一测速计原理图，其基本原理是把速度这一力学量转换成电流量进行测量。滑动触头P与某运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表有一定的电流通过，从电流表示数可得运动物体速度。已知电源电动势E＝4V，内阻r＝10Ω，AB为粗细均匀的电阻丝，其阻值为R＝30Ω、长度L＝30cm，电容器的电容C＝50μF。今测得电流表示数为0.05mA，方向由b流向a。试求运动物体的速度大小和运动的方向。

如何利用传感器制作自动控制装置同步练习参考答案1.【答案】BD【解析】发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才能处于导通状态，才可能发光，但不一定发光，要求达到一定的电压值，它能直接把电能转化为光能。2.【答案】A【解析】由图可知A、B是继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使继电器相吸或排斥，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用，所以选项A正确。3.【答案】BC【解析】根据题中所提示的信