第5章 1. 认识传感器-【新课程能力培养】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练习（人教版2019）

练 高中物理选择性必修 第二册 （人教版） 知识点 1 传奇的传感器 1. （多选） 传感器担负着信息采集的任务， 它可以 （ ） A. 将力学量 （如形变量） 转变成电学量 B. 将热学量转换为电学量 C. 将光学量转换为电学量 D. 将电学量转换为力学量 2. 关于传感器及其作用， 下列说法正确的是 （ ） A. 传感器一定是把非电学量转换为电学量 B. 传感器一定是把非电学量转换为电路 的通断 C. 传感器把非电学量转换为电学量是为 了方便地进行测量、 传输、 处理和控制 D. 电磁感应是把磁学的量转换为电学的 量， 所以电磁感应也是传感器 3. （多选） 关于传感器的作用， 下列说法正 确的有 （ ） 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 知识点 ２ 传感器的种类 4. （多选） 如图所示， 电子电路中常用到一 种称为干簧管的元件， 它的结构很简单， 只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成 的簧片。 当磁体靠近干簧管时， 两个簧片 被磁化而接通， 所以干簧管能起到开关的 作用， 操纵开关的是磁场这只看不见的 “手”。 关于干簧管， 下列说法正确的是 （ ） A. 干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B. 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C. 两个磁性材料制成的簧片接通的原因 是被磁化后相互吸引 D. 干簧管接入电路中相当于开关的作用 5. 有一些公共场所的洗手间装有自动干手 机， 洗手后将湿手靠近， 机内的传感器就 开通电热器加热， 有热空气从机内喷出， 将湿手烘干， 手靠近自动干手机能使传感 器工作， 是因为改变了 （ ） A. 湿度 B. 温度 C. 磁场 D. 电容 第五章 传 感 器 1.认识传感器 第 4 题图 基 础 练 习 108 第五章 传 感 器 练 知识点 3 传感器的组成与应用模式 6. 传感器可将非电学量转化 为电学量起自动控制作 用， 如计算机鼠标中有位 移传感器， 电饭煲中有温 度传感器， 电视机、 录像 机、 影碟机、 空调机中有光电传感器， 如 图是演示位移传感器的工作原理图， 物体 M 在导轨上平移时， 带动滑动变阻器的滑 动触头滑动， 通过电压表显示的数据来反 映物体位移的大小， 假设电压表是理想 的， 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， 电路中没有电流 D. 物体 M 不动时， 电压表没有示数 7. 利用现代信息技术进 行的实验叫作 DIS 实 验， DIS 由传感器、 数 据采集器和计算机组 成。 如图所示为 “用 DIS 测变速直线运动 的瞬时速度” 实验的装置图， 图中 ① 所示 的器材为 （ ） A. 位移传感器 B. 速度传感器 C. 时间传感器 D. 光电门传感器 V P x M O -x 第 6 题图 第 7 题图 8. 全面了解汽车的运 行状态 （速度 、 水 箱温度 、 油量 ） 是 确保汽车安全行驶 和驾驶员安全的举 措之一 ， 为模仿汽 车油表原理， 某同学自制一种测定油箱油 量多少或变化多少的装置。 如图所示， 其 中电源电压保持不变， R 是滑动变阻器， 它的金属滑片是金属杆的一端。 该同学在 装置中使用了一只电压表 （图中没有画 出）， 通过观察电压表示数， 可以了解油 量情况， 则电压表应该接在图中的 两点之间， 按照你的接法请回答： 当油箱 中油量减少时， 电压表的示数将 （填 “增大” 或 “减小”）。 9. （多选 ） 如图所示 ， R 1 、 R 2 为定值电阻 ， L 为小灯泡， R 3 为光 敏电阻， 当照射光强 度增大时， 则 （ ） A. 电压表的示数增大 B. R 2 中的电流减小 C. 小灯泡的功率增大 D. 电路的路端电压增大 10. 如图所示是一火警报警器的一部分电路 示意图， 其中 R 2 为用半导体热敏材料制 成的传感器 （温度越高， 阻值越小）， 电 流表为值班室的显示 器， a 、 b 之间接报警 器。 当传感器 R 2 所在 处出现火情时， 显示 浮标 R R′ c d S ab 第 8 题图 V E R 1 L r R 3 R 2 第 9 题图 A E a b R 1 R 2 R 3 第 10 题图 提 升 练 习 r 109 练 高中物理选择性必修 第二册 （人教版） 器的电流 I 2 、 报警器两端的电压 U 的变 化情况是 （ ） A. I 2 变大， U 变大 B. I 2 变小， U 变小 C. I 2 变小， U 变大 D. I 2 变大， U 变小 11. 单位时间内通过管道截面的液体的体积 称为流量， 用 Q 表示， 其单位为 m 3 /s 。 如图为电磁流量计的示意图， 在非磁性 材料制成的圆柱形管道外加一匀强磁场 区域， 磁感应强度大小为 B ， 方向垂直 纸面向里， 当管中导电液 （含有正、 负 离子） 流过此区域时， 可测得管壁上 a 、 b 两点间的电势差为 U ， 根据计算可以求 出流量 Q 。 （ 1 ） 电磁流量计为一个传感器， 它可以 将流速信号转换为电信号， 试判断 a 、 b 两点间电势的高低。 （ 2 ） 设管道的直径为 D ， 试用学过的知 识推导流量 Q 的表达式。 B D a b 第 11 题图 110 参考答案与解析 1.认识传感器 基础练习 1. ABC 【解析】 传感器是将所感受到的不便于测量 的物理量 （如力、 热、 光、 声等） 转换成便于测量的物 理量 （一般是电学量） 的一类元件 ， 故 A 、 B 、 C 对 ， 选项 D 错。 2. C 【解析】 传感器是指一种元件或装置， 它能感 受力、 温度、 光、 声、 磁、 化学成分等非电学量， 并能 把它们按照一定的规律转换为电压、 电流等电学量， 或 转换为电路的通断； 其作用和目的是更方便地测量、 传 输、 处理、 控制非电学量， 找出非电学量和电学量之间 的对应关系。 电磁感应是现象和原理， 不是元件和装 置， 不能称为传感器。 3. BC 【解析】 传感器是通过非电学量转换成电学 量来传递信号的， 不能直接用来进行自动控制， A 选项 错误； 传感器可以用来采集信息， B 选项正确； 传感器 分不同种类， 每种传感器只感受到特定的信号、 并把采 集到的信号转化为电学量， C 正确， D 错误。 4. CD 【解析】 当磁体靠近干簧管时， 两个簧片被 磁化相互吸引而接通， 故选项 B 错误， 选项 C 正确； 当 磁体远离干簧管时， 软磁性材料制成的簧片失去磁性， 所以两簧片又分开， 因此干簧管在电路中相当于开关的 作用， A 错误， D 正确。 5. D 【解析】 根据自动干手机工作的特征， 手靠近 干手机时电热器工作， 手撤离后电热器停止工作， 人是 一种导体， 可以与其他导体构成电容器。 手靠近时相当 于连接一个电容器， 可以确定干手机内设有电容式传感 器， 由于手的靠近改变了电容大小， 故 D 正确； 用湿度 和温度来驱动电热器工作， 理论上可行， 但是假如干手 机是由于温度 、 湿度的变化工作 ， 它就成了室内烘 干机。 6. B 【解析】 由于电压表是理想的， 因此滑片 P 移 动时， 不改变闭合电路的电阻， 电源内的电流不发生变 化， 即电流恒定， A 、 C 错误； 物体 M 运动时， 电压表 所测电压是变化的， M 不动时， 电压表示数恒定， B 正 确， D 错误。 7. D 【解析】 光电门传感器能够测量并记录挡光片 通过光电门的时间 t 。 若挡光片的宽度为 d ， 则瞬时速度 v＝ d t ， 故 D 正确。 提升练习 8. b 、 c 增大 【解析】 由题图可知当油箱内液面高 度变化时， R 的金属滑片将会移动， 从而引起 R 两端电 压的变化， 且当 R′垌R 时， U R ＝IR 可视为 U R 与 R 成正 比， 所以电压表应接在 b 、 c 两点之间； 当油量减少时， 电压表示数将增大。 9. ABC 【解析】 照射光强度增大时， R 3 阻值减小， 外时间性路电阻随 R 3 的减小而减小， R 1 两端电压因干 咱电流增大而增大， 同时肉电压增大， 故路端电压减 小， 而电压表的示数增大， A 正确， D 错误； 由路端电 压减小， 而 R 1 两端电压增大可知， R 2 两端电压必减小， 则 R 2 中电流减小， 故 B 正确； 结合电流增大可知流过 小灯泡的电流必增大， 则小灯泡的功率增大。 故 A 、 B 、 C 正确。 10. D 【解析】 当传感器 R 2 所在处出现火情时， 热 敏电阻 R 2 的阻值减小， 则外电路总电阻减小； 由闭合 电路欧姆定律可知， 电路中总电流将增大； 由 U=E-Ir 可知， 路端电压减小， 则图中报警器两端的电压 U 将减 小； 因总电流 I 总 增大， 则 R 1 两端的电压增大， 并联部 分的电压减小 ， 则可知流过 R 3 中的电流 I 3 减小 ， 流 过 R 2 的电流 I 2 =I 总 -I 3 变大， 故 D 正确。 11. （ 1 ） b 点 电 势 高 于 a 点 电 势 ， 即 U ba >0 （ 2 ） Q= 仔DU 4B 【解析】 （ 1 ） 当正负离子向左流经管道时， 由于磁 场对运动电荷有力的作用， 根据左手定则， 正离子将向 下迁移， 负离子将向上迁移， 这样在 a 、 b 间形成感应 电场， b 点电势高于 a 点电势， 渍 b >渍 a 。 （ 2 ） 当电场力与磁场力平衡时， a 、 b 间形成稳定的 电势差 ， 离子将不再上下迁移 ， 则 qE=qvB ， 故有 U= ED=BvD ， 所以 Q=Sv= 仔D 2 4 · U BD = 仔DU 4B 。 第五章 传 感 器 47