第9.1节 传感器及其敏感元件-【帮课堂】2024-2025学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海选择性必修第二册）

第九章 传感器 9．1 传感器及其敏感元件 课程标准 1. 了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义。 2. 了解传感器的种类，知道传感器的组成与应用模式。 物理素养 物理观念：建立传感器是把非电学量转化为电学量的物理观念。 科学思维：学习把难以测量的非电学量转换为可测量的电学量的转换思维方法。 科学探究：探索传感器工作原理。 科学态度与责任：体会传感器在生活、生产、科技领域的广泛使用，激发学生的学习兴趣。 1． 传感器(sensor) 一种检测装置（元件），能感受到被测量的信息，并将其转化为电信号进行输出。 具体的说，它能够感受诸如力、温度、光、声、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，或转化为电路的通断。 2．传感器的结构 传感器的结构如下图所示。 ① 非电学量：如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等。 ② 敏感元件：光敏电阻，热敏电阻，压力传感器的应变片等。 ③ 转化器件：将非电信号转化为电信号，如应变片受力后弯曲，一侧伸长，一侧缩短，需将长度信息转化为电阻信息，但一般电信号还比较微弱。 如敏感元件输出的是电信号，则敏感元件和转化元件合二为一。 ④ 转换电路：对电信号进行调整和放大。 ⑤ 电学量：如电压值、电流值、电荷量等。 例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．将热学量转变成电学量 C．将电学量转变成光学量 D．将电学量转变成力学量 【答案】AB 【解析】传感器将非电信号转化为电信号，所以AB正确。 3． 敏感元件 (1). 光敏电阻 主要特性：光照强度增大，电阻值减小。 材料：由半导体材料制成，如硫化镉。 机制：在无光时，自由电荷（载流子）极少，导电性能不好，即电阻R大； 随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，即R明显减小。 (2). 热敏电阻 材料：热敏电阻用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显。 主要性质：正温度系数（PTC）热敏电阻器：电阻值随温度上升而增加； 负温度系数（NTC）热敏电阻器：电阻值随温度上升而减小，一般非线性， 临界温度电阻（CTR）：某一温度下，电阻值随温度的增加激剧减小，具有很大的负温度系数。 电阻率随温度变化图像，如下图：斜率表示随温度变化的敏感程度，即变化率。 应用：测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿。 (3). 金属热电阻 金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的金属也可以制作温度传感器，称为金属热电阻。 (4). 热敏电阻和金属热电阻的区别 温度升高，金属热电阻电阻增大，而不同热敏的电阻可能增大也可能减小； 相比较而言，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，而热敏电阻的灵敏度较高。 例2. 光照传感器在大棚种植中得到了广泛的应用，技术人员通过光敏电阻设计了如图所示的光控电路，增加植物光照时间，有效地提高了作物的产量。电阻箱阻值调整为，闭合开关后，秋天傍晚6点时，灯泡L两端的电压达到一定值，恰好能发光。已知光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，电流表、电压表均为理想电表，灯泡的光对光敏电阻的影响不计，不考虑灯泡电阻的变化。下列说法正确的是（　　） A．光照减弱的过程中电流表示数增大 B．光照减弱的过程中电压表和电流表示数比值不变 C．光照减弱的过程中电压表和电流表变化量绝对值的比值变大 D．若电阻箱阻值大于，则秋天傍晚6点之后L才可能发光 【答案】D 【详解】A．光照减弱的过程中，光敏电阻的阻值增大，整个回路的电阻增大，电流表示数减小，故A错误； B．电压表和电流表示数的比值为并联部分总电阻，光照减弱的过程中，电压表和电流表示数的比值增大，故B错误； C．根据闭合电路欧姆定律可知电压表和电流表变化量绝对值的比值为，恒定不变，故C错误； D．若电阻箱阻值大于，则当光敏电阻阻值大于傍晚6点时的阻值时，灯泡才可能发光，故D正确。 4．传感器的分类 (1) 常用传感器根据测量目的不同，可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类。 ①物理传感器：包括力传感器、磁传感器、声传感器等物理传感器； ②化学传感器：包括离子传感器、气体传感器等化学传感器； ③生物传感器：包括酶传感器、微生物传感器，细胞传感器等生物传感器。 (2) 物理型传感器的分类 ①按测量的物理量分类，可分为位移、力、温度、磁场传感器等; ②按工作原理分类，可分为热电偶、霍尔器件、光电传感器等; ③按感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等; ④按输出信号的性质则可分为输出数字信号 (1和0)、模拟信号。 例3.（单选）人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位（ ） A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．生物传感器 【答案】　B 【解析】　太阳帆的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，选项B正确，选项A、C、D错误。 题型01 光敏电阻在电路中的应用 例4.（22-23高二下·上海徐汇·期中）如图所示是用光敏电阻实现自动计数的原理示意图。其中为光敏电阻，为定值电阻。于是每当流水线上有元件遮挡了照射光束，则（　　） A．阻值变小，信号系统获得电压降低 B．阻值变小，信号系统获得电压升高 C．阻值变大，信号系统获得电压降低 D．阻值变大，信号系统获得电压升高 【答案】C 【详解】每当流水线上有元件遮挡了照射光束，光敏电阻阻值变大，整个电路的电阻变大，电动势不变，则电流减小，两端的电压减小，由于信号系统获得电压等于两端电压，则信号系统获得电压降低。 故选C。 题型02 热敏电阻在电路中的应用 例5.（2022·上海青浦·二模）利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计。图甲表示该半导体的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把该半导体与电动势为E、内阻为r的电源，理想电压表和保护电阻R0连成如图乙所示的电路。用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是（　　） A．电压较大的刻度对应较高的温度 B．电压刻度0V对应的就是0℃ C．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的 D．若电池用久后内阻r变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高 【答案】D 【详解】AB．由图像可知 可知温度越高，U越小， 电压较大的刻度对应较低的温度，电压刻度0V对应的温度较高的刻度，不是0℃，选项AB错误； C．根据 可知，该电子温度计表盘上温度的刻度是不均匀的，选项C错误； D．若电池用久后内阻r变大，根据 可知相同的R值时U值偏小，则对应的温度偏高， 即用该温度计测量的温度要比真实值偏高，选项D正确。 故选D。 1．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该水位自动感应装置采用的传感器是（ ） A．温度传感器 B．压力传感器 C．生物传感器 D．红外线传感器 【答案】B 【解析】传感器是通过压力的变化来感知水位的高低，B正确。 2．关于光敏电阻，下列说法正确的是（ ） A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好 C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较多，导电性良好 D．半导体材料硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性变好 【答案】ABD 【解析】硫化镉随着光照增强，载流子增多，导电性变好，由它做成的光敏电阻随着光照增强，电阻变小 3．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（ ） A．红外报警装置 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 【答案】A 【解析】红外线是光信号，红外报警装置是把光信号转化为电信号，A正确； 声控开关是把声音信号转化为电信号，B错误； 压力传感装置是把力信号转化为电信号，C错误； 温控器是把温度信号转化为电信号，D错误。 4．（24-25高三上·上海松江·阶段练习）传感器一般是将非电学量转换成易于传输或测量的 量。分体式位移传感器由发射器和接收器组成，研究小车在轨道上的运动情况时，固定在小车上的发射器同时向接收器发射红外线脉冲和 脉冲。 【答案】 电学量 超声波 【详解】[1]传感器一般是将非电学量转换成易于传输或测量的电学量； [2]分体式位移传感器由发射器和接收器组成，研究小车在轨道上的运动情况时，固定在小车上的发射器同时向接收器发射红外线脉冲和超声波脉冲。 5． 烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平常光电三极管收不到LED发出的光，呈现________电阻状态。当有烟雾时因其对光的散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变________。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。 【答案】高 小 6．（单选）如图所示是一自动控制电路示意图，R1为光敏电阻，当照射到R1处的光消失时，电流表A中的电流I及ab间的电压U的变化情况是（ ） A．I变大，U变大　　　 B．I变小，U变小 C．I变小，U变大 D．I变大，U变小 【答案】： A 【解析】：光敏电阻无光照射时其阻值变大，并同串反，A符合题意。 7．如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时（ ） A．R1两端的电压增大 B．电流表的示数增大 C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱 【答案】C 【解析】负温度系数的热敏电阻，温度降低时，电阻增大。并同串反，L变亮，电流表和R1两端电压都变小，C正确。 8． 下图为某温度报警的电路图。蜂鸣器两端的电压超过某一数值时会鸣响，热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小，为定值电阻，电源的内阻不能忽略。某温度下蜂鸣器不响，温度升高时（  ） A．电压表的示数增大 B．电源输出功率一定增大 C．电源的总功率一定减小 D．温度升高到某一温度时，蜂鸣器可能会鸣响 【答案】D 【详解】A．温度升高时，热敏电阻的阻值减小，干路电流增大，电压表示数 减小，故A错误； B．由于不知道外电阻与内阻的关系，无法判断输出功率如何变化，故B错误； C．干路电流增大，电源的总功率 P=EI 增大，故C错误； D．当减小时，两端的电压 增大，当其达到蜂鸣器的域值时，蜂鸣器就会鸣响，D正确。 故选D。 9．（2023·上海宝山·一模）酒精测试仪的工作原理如图所示，其中电源的电动势为E、内电阻为r，P是半导体型酒精气体传感器，该传感器电阻rʹ的倒数与酒精气体的浓度C成正比，R0为定值电阻。为了判断浓度C增大时电压表读数如何变化，我们用到的主要物理规律有（请写出一个）： ，当浓度C趋于无穷大时电压表读数将趋于 。 【答案】 闭合电路欧姆定律 【详解】[1] 酒精气体传感器电阻rʹ的倒数酒精气体的浓度C成正比。酒精气体的浓度C的变化会影响酒精气体传感器电阻，电路总电阻会变化，由闭合电路欧姆定律可知回路中电流会变化，电压表读数会变化。因此为了判断浓度C增大时电压表读数如何变化，我们用到的主要物理规律是闭合电路欧姆定律。 [2] 当浓度C趋于无穷大时，酒精气体传感器电阻rʹ趋于零。由闭合电路欧姆定律得 电压表读数 10.（2022·上海浦东新·模拟预测）图（a）是某生鲜超市流水线上的产品输送及计数装置示意图，其中K为光源，电源电动势E =6V，内阻为r。R1为定值电阻，R2为光敏电阻（无光照射时阻值大，有光照射时阻值小）。产品随传送带匀速运动，当产品通过光源K与R2之间时，射向R2的光束会被挡住。合上电键S，R2两端的电压U随时间t变化的关系如图（b）所示。则每分钟通过计数装置的产品个数为 个，有光照射和无光照射时R2的功率之比为 。 【答案】 30 1∶1 【详解】[1]由图（b）可知，每隔2s通过一个产品，因此每分钟通过产品数为30个； [2] 由图（b）可知，有光照时，光敏电阻两端的电压为 流过回路的电流 无光照时，光敏电阻两端电压为 流过回路的电流 根据 可知，有光照射和无光照射时的功率之比 11. 在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是元件，元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率随温度的变化关系如图所示，由于这种特性，元件具有发热、保温双重功能。对此，以下判断正确的是（ ） ①通电后，其电功率先增大，后减小 ②通电后，其电功率先减小，后增大 ③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在不变 ④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在和之间的某一值不变 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 【答案】D 【解析】当温度由升到的过程中，电阻率随温度升高而减小，其电阻随之减小，由于加在灭蚊器上的电压保持不变，热功率随之增大，当时，达到最大。 当温度由升高到的过程中，增大，增大，减小； 而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率也就越大；因此在这之间的某一温度会有，为保温点； 当，，使温度自动升高到；当，，使温度自动降为，实现自动保温。 （恒温点在t1或小于t1时，当温度降低时，加热功率和散热功率都减小，不利于控制升温； 同理恒温点等于或大于t3，当温度升高时，加热功率和散热功率都增大，不利于控制降温； 只有温度降低时，加热功率增大，散热功率减小，那一定会升温；温度升高时，加热功率减小，散热功率增大，那一定会降温，所以恒温点在t1和t2之间最合理可行。） 12. 如图所示为一实验小车利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是________；小车速度的表达式为v=________；行程的表达式为s=________。 【答案】车轮半径R和齿轮的齿数P 【解析】小车的速度等于车轮周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积。设车轮的半径为R，单位时间内车轮转动圈数为k，则有v=2πRk。若齿轮的齿数为P，则齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为P，已知单位时间内的脉冲数为n，所以单位时间内齿轮转动圈数为。由于齿轮与车轮同轴相连，他们在单位时间内转动圈数相等，即。由以上两式可得，。同理，设车轮转动的累计圈数为k＇，则有s=2πRk＇，且，所以。可见，要测出小车的速度v和行程s，除单位时间内的脉冲数n和累计脉冲数N外，还必须测出车轮半径R和齿轮的齿数P。 （24-25高一上·上海普陀·期中）传感器 传感器是一种能够检测和测量物理量的装置，通过将物理量转化为电信号或其他可感知的形式，可以帮助我们获取关于物理世界的信息。 13．有关位移传感器的说法不正确的是（　　） A．位移传感器的发射器装有红外线和超声波发射器，接收器装有红外线和超声波接收器 B．测量时，发射器向接收器只发射一种红外脉冲，接收器只接收红外线脉冲信号 C．开始计时起，接收器接收红外和超声信号的时间分别为和，计算机根据二者的时间差和空气中的声速，计算出发射器和接收器之间的距离 D．位移传感器忽略红外线传播的时间，因为其对实验的影响忽略不计 14．“用DIS测定瞬时速度”的实验装置如图所示，挡光片宽度为m，当小车从高处滑下时，实验中挡光片通过光电门的时间为0.02s，则小车上的挡光条开始挡光时的近似瞬时速度为 m/s，这个计算出的瞬时速度值比真实的瞬时速度值 。（选填“偏大”、“偏小”或“两者相等”） 15．如图甲所示，通过一拉力传感器（能测力大小的装置）水平向右拉一水平面上质量5.0kg的木块，A端的拉力均匀增加，0～时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在后做匀速直线运动。计算机对数据拟合处理后，得到图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是（g取10）（　　） A．当F=6.0N时，木块与水平面间的摩擦力 B．若继续增大拉力至F=10.0N，则木块与水平面间的摩擦力 C．木块与水平面间的动摩擦因数为 D．木块与水平面间的动摩擦因数为 【答案】13．B 14．0.25 偏大 15．C 【解析】13．ABD．位移传感器中装有红外线和超声波发射和接收装置。测量时，固定在被测物体上的发射器向接收器发射红外脉冲和超声波信号，接收器也会接收红外线脉冲信号和超声波信号。由于红外线和超声波在空气中的传播速度不同，根据时间差可以计算出距离，由于红外线信号传播速度为光速，故而传播时间趋近于0，因此可以忽略不计。AD正确，B错误； C．根据ABD选项中的解析可得发射器和接收器之间距离为 C正确。 本题选不正确的，故选B。 14．[1][2]小车上的挡光条开始挡光时的近似瞬时速度为 小车做匀加速直线运动，所求得的平均速度，等于小车上的遮光条挡光时间段中间时刻的速度，大于小车上的遮光条开始挡光时的速度。 15．A.由图像得，木块与水平面间最大静摩擦力为8.5N，若 F=6.0N 拉力没有达到最大静摩擦力，木块与水平面间的摩擦力为静摩擦力， 故摩擦力为 f1=F=6.0N 故A错误； B.若 F=10N，拉力大于最大静摩擦力，木块与水平面间的摩擦力为滑动摩擦力， 由图乙可得 f2=8.0N 故B错误;； CD.由图乙可知木块与水平面的滑动摩擦力大小 f2=8.0N 由 f2 =μN = μmg 得，木块与水平面的动 摩擦因数为 μ= =0.16 故 D错误，C正确。故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第九章 传感器 9．1 传感器及其敏感元件 课程标准 1. 了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义。 2. 了解传感器的种类，知道传感器的组成与应用模式。 物理素养 物理观念：建立传感器是把非电学量转化为电学量的物理观念。 科学思维：学习把难以测量的非电学量转换为可测量的电学量的转换思维方法。 科学探究：探索传感器工作原理。 科学态度与责任：体会传感器在生活、生产、科技领域的广泛使用，激发学生的学习兴趣。 1． 传感器(sensor) 一种检测装置（元件），能感受到被测量的信息，并将其转化为电信号进行输出。 具体的说，它能够感受诸如力、温度、光、声、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，或转化为电路的通断。 2．传感器的结构 传感器的结构如下图所示。 ① 非电学量：如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等。 ② 敏感元件：光敏电阻，热敏电阻，压力传感器的应变片等。 ③ 转化器件：将非电信号转化为电信号，如应变片受力后弯曲，一侧伸长，一侧缩短，需将长度信息转化为电阻信息，但一般电信号还比较微弱。 如敏感元件输出的是电信号，则敏感元件和转化元件合二为一。 ④ 转换电路：对电信号进行调整和放大。 ⑤ 电学量：如电压值、电流值、电荷量等。 例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．将热学量转变成电学量 C．将电学量转变成光学量 D．将电学量转变成力学量 3． 敏感元件 (1). 光敏电阻 主要特性：光照强度增大，电阻值减小。 材料：由半导体材料制成，如硫化镉。 机制：在无光时，自由电荷（载流子）极少，导电性能不好，即电阻R大； 随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，即R明显减小。 (2). 热敏电阻 材料：热敏电阻用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显。 主要性质：正温度系数（PTC）热敏电阻器：电阻值随温度上升而增加； 负温度系数（NTC）热敏电阻器：电阻值随温度上升而减小，一般非线性， 临界温度电阻（CTR）：某一温度下，电阻值随温度的增加激剧减小，具有很大的负温度系数。 电阻率随温度变化图像，如下图：斜率表示随温度变化的敏感程度，即变化率。 应用：测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿。 (3). 金属热电阻 金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的金属也可以制作温度传感器，称为金属热电阻。 (4). 热敏电阻和金属热电阻的区别 温度升高，金属热电阻电阻增大，而不同热敏的电阻可能增大也可能减小； 相比较而言，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，而热敏电阻的灵敏度较高。 例2. 光照传感器在大棚种植中得到了广泛的应用，技术人员通过光敏电阻设计了如图所示的光控电路，增加植物光照时间，有效地提高了作物的产量。电阻箱阻值调整为，闭合开关后，秋天傍晚6点时，灯泡L两端的电压达到一定值，恰好能发光。已知光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，电流表、电压表均为理想电表，灯泡的光对光敏电阻的影响不计，不考虑灯泡电阻的变化。下列说法正确的是（　　） A．光照减弱的过程中电流表示数增大 B．光照减弱的过程中电压表和电流表示数比值不变 C．光照减弱的过程中电压表和电流表变化量绝对值的比值变大 D．若电阻箱阻值大于，则秋天傍晚6点之后L才可能发光 4．传感器的分类 (1) 常用传感器根据测量目的不同，可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类。 ①物理传感器：包括力传感器、磁传感器、声传感器等物理传感器； ②化学传感器：包括离子传感器、气体传感器等化学传感器； ③生物传感器：包括酶传感器、微生物传感器，细胞传感器等生物传感器。 (2) 物理型传感器的分类 ①按测量的物理量分类，可分为位移、力、温度、磁场传感器等; ②按工作原理分类，可分为热电偶、霍尔器件、光电传感器等; ③按感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等; ④按输出信号的性质则可分为输出数字信号 (1和0)、模拟信号。 例3.（单选）人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位（ ） A．力传感器 B．光传感器 C．温度传感器 D．生物传感器 题型01 光敏电阻在电路中的应用 例4.（22-23高二下·上海徐汇·期中）如图所示是用光敏电阻实现自动计数的原理示意图。其中为光敏电阻，为定值电阻。于是每当流水线上有元件遮挡了照射光束，则（　　） A．阻值变小，信号系统获得电压降低 B．阻值变小，信号系统获得电压升高 C．阻值变大，信号系统获得电压降低 D．阻值变大，信号系统获得电压升高 题型02 热敏电阻在电路中的应用 例5.（2022·上海青浦·二模）利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计。图甲表示该半导体的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把该半导体与电动势为E、内阻为r的电源，理想电压表和保护电阻R0连成如图乙所示的电路。用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是（　　） A．电压较大的刻度对应较高的温度 B．电压刻度0V对应的就是0℃ C．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的 D．若电池用久后内阻r变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高 1．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该水位自动感应装置采用的传感器是（ ） A．温度传感器 B．压力传感器 C．生物传感器 D．红外线传感器 2．关于光敏电阻，下列说法正确的是（ ） A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好 C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较多，导电性良好 D．半导体材料硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性变好 3．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（ ） A．红外报警装置 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 4．（24-25高三上·上海松江·阶段练习）传感器一般是将非电学量转换成易于传输或测量的 量。分体式位移传感器由发射器和接收器组成，研究小车在轨道上的运动情况时，固定在小车上的发射器同时向接收器发射红外线脉冲和 脉冲。 5． 烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平常光电三极管收不到LED发出的光，呈现________电阻状态。当有烟雾时因其对光的散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变________。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。 6．（单选）如图所示是一自动控制电路示意图，R1为光敏电阻，当照射到R1处的光消失时，电流表A中的电流I及ab间的电压U的变化情况是（ ） A．I变大，U变大　　　 B．I变小，U变小 C．I变小，U变大 D．I变大，U变小 7．如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时（ ） A．R1两端的电压增大 B．电流表的示数增大 C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱 8． 下图为某温度报警的电路图。蜂鸣器两端的电压超过某一数值时会鸣响，热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小，为定值电阻，电源的内阻不能忽略。某温度下蜂鸣器不响，温度升高时（  ） A．电压表的示数增大 B．电源输出功率一定增大 C．电源的总功率一定减小 D．温度升高到某一温度时，蜂鸣器可能会鸣响 9．（2023·上海宝山·一模）酒精测试仪的工作原理如图所示，其中电源的电动势为E、内电阻为r，P是半导体型酒精气体传感器，该传感器电阻rʹ的倒数与酒精气体的浓度C成正比，R0为定值电阻。为了判断浓度C增大时电压表读数如何变化，我们用到的主要物理规律有（请写出一个）： ，当浓度C趋于无穷大时电压表读数将趋于 。 10.（2022·上海浦东新·模拟预测）图（a）是某生鲜超市流水线上的产品输送及计数装置示意图，其中K为光源，电源电动势E =6V，内阻为r。R1为定值电阻，R2为光敏电阻（无光照射时阻值大，有光照射时阻值小）。产品随传送带匀速运动，当产品通过光源K与R2之间时，射向R2的光束会被挡住。合上电键S，R2两端的电压U随时间t变化的关系如图（b）所示。则每分钟通过计数装置的产品个数为 个，有光照射和无光照射时R2的功率之比为 。 11. 在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是元件，元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率随温度的变化关系如图所示，由于这种特性，元件具有发热、保温双重功能。对此，以下判断正确的是（ ） ①通电后，其电功率先增大，后减小 ②通电后，其电功率先减小，后增大 ③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在不变 ④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在和之间的某一值不变 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 12. 如图所示为一实验小车利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是________；小车速度的表达式为v=________；行程的表达式为s=________。 （24-25高一上·上海普陀·期中）传感器 传感器是一种能够检测和测量物理量的装置，通过将物理量转化为电信号或其他可感知的形式，可以帮助我们获取关于物理世界的信息。 13．有关位移传感器的说法不正确的是（　　） A．位移传感器的发射器装有红外线和超声波发射器，接收器装有红外线和超声波接收器 B．测量时，发射器向接收器只发射一种红外脉冲，接收器只接收红外线脉冲信号 C．开始计时起，接收器接收红外和超声信号的时间分别为和，计算机根据二者的时间差和空气中的声速，计算出发射器和接收器之间的距离 D．位移传感器忽略红外线传播的时间，因为其对实验的影响忽略不计 14．“用DIS测定瞬时速度”的实验装置如图所示，挡光片宽度为m，当小车从高处滑下时，实验中挡光片通过光电门的时间为0.02s，则小车上的挡光条开始挡光时的近似瞬时速度为 m/s，这个计算出的瞬时速度值比真实的瞬时速度值 。（选填“偏大”、“偏小”或“两者相等”） 15．如图甲所示，通过一拉力传感器（能测力大小的装置）水平向右拉一水平面上质量5.0kg的木块，A端的拉力均匀增加，0～时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在后做匀速直线运动。计算机对数据拟合处理后，得到图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是（g取10）（　　） A．当F=6.0N时，木块与水平面间的摩擦力 B．若继续增大拉力至F=10.0N，则木块与水平面间的摩擦力 C．木块与水平面间的动摩擦因数为 D．木块与水平面间的动摩擦因数为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$