第1、2节 认识传感器常见传感器的工作原理及应用-【创新教程】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册五维课堂课时作业（人教版2019）

第五章传感器 课时作业 物 课 时 第五章 传感器 理作业 第1、2节 认识传感器 常见传感器的工作原理及应用 纠错空间 [基础达标] 4.在输液时，药液有 度藤现从 1.下列关于传感器说法中不正确的是 时会从针口流出体 R 044+444+44444+ 外，为了及时发现， A.热敏电阻能够把温度这个热学量转 设计了一种报警装 换为电阻这个电学量 置，电路如图所示 B.电子秤所使用的测力装置是力传感 M是贴在针口处的传感器，接触到药液 器，它是把电信号转换为力信号 时其电阻R发生变化，导致S两端电 44444444+4444+4444 C.金属的电阻率随温度的升高而增大， 压U增大，装置发出警报，此时( 用金属丝可以做温度传感器 A.RM变大，且R越大，U增大越明显 D.光敏电阻能够把光照强弱这个光学 B.R变大，且R越小，U增大越明显 量转换为电阻这个电学量 C.RM变小，且R越大，U增大越明显 2.在公共场所装有自动干手机，洗手后将 D.RM变小，且R越小，U增大越明显 湿手靠近，机内的传感器就会开通电热 5.(多选)如图所示为某商厦安装的光敏 方法总结 器加热，喷出热空气将手烘干，自动干 电阻自动计数器的示意图.其中A为光 手机使用的传感器应该是 ( 源，B为由电动机带动匀速运行的自动 A.磁传感器 B.红外线传感器 扶梯，R为光敏电阻，R2为定值电阻. C.力传感器 D.声传感器 每当扶梯上有顾客经过挡住由A射向 3.当出现某疫情时，在机场、车站等交通 R,的光线时，计数器就计数一次.下列 出人口，使用红外线热像仪，红外线热 说法正确的是 像仪通过红外线遥感，可检测出经过它 时的发热病人，从而可以有效控制疫情 的传播.关于红外线热像仪，下列说法 正确的是 ( A.选择红外线进行检测，主要是因为红 A,当有光照射R,时，信号处理系统获 外线具有荧光效应 得低电压 B.红外线热像仪通过发射红外线照射 B.当有光照射R,时，信号处理系统获 人体来检测 得高电压 C.红外线热像仪同时还具有杀菌作用 C.信号处理系统每获得一次低电压就 D.一切物体都能发射红外线，而且物体 计数一次 在不同温度下发射的红外线的频率 D.信号处理系统每获得一次高电压就 和强度不同 计数一次 ·43· 世物理 选择性必修第二册 6.(多选)如图为电阻R随温度T变化的 8.如图所示，小铅球 图线.下列说法中正确的是 P系在细金属丝 间 下，悬挂在O点， BDc 纠错空间 水流方间 开始时小铅球P 圃 沿竖直方向处于静止状态.当将小铅球 P放人水平流动的水中时，球向左摆动 一定的角度0，水流速度越大，0越大.为 A.图线1是热敏电阻的图线，它是用金 了测定水流对小球作用力的大小，在水 属材料制成的 平方向固定一根电阻丝BC,其长为L, B.图线2是热敏电阻的图线，它是用半 它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属 4444444444 导体材料制成的 丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC 440444444++444+444 C.图线1对应的材料化学稳定性好、测 一h.图中还有电动势为E的电源（内阻 温范围大、灵敏度高 不计)和一只电压表.请你连接一个电 D.图线2对应的材料化学稳定性差、测 路，使得当水流速度增大时，电压表示 4444444 温范围小、灵敏度高 数增大 7.如图所示是自动控 制电路的原理图， 用电 方法总结 器 R: a、b间电压恒定， ob R为光敏电阻，R2为定值电阻.当电路 44444444444444444 中的光敏电阻不受光的照射时用电器 可以正常工作. (1)当光敏电阻受光的照射时，其阻值 和电流表的示数如何变化？ (2)当光敏电阻受光的照射时，用电器 工作状态怎样？ [能力提升] 9.(多选)演示位移传感器的工作原理如 图乙所示，物体M在导轨上平移时，带 动滑动变阻器的金属滑杆P,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压表，则下列说 法正确的是 ·44… 第五章传感器 课时作业 A.物体M运动时，电路中的电流不会 12.影响物质材料电阻率的因素有很多， 发生变化 一 般金属材料的电阻率随温度的升高 B.物体M运动时，电压表的示数会发 而增大，而半导体材料的电阻率则与 生变化 之相反，随温度的升高而减小.某课题 纠错空间 C.物体M不动时，电路中没有电流 研究组在研究某种导电材料的用电器 D.物体M不动时，电压表没有示数 件Z的导电规律时，利用如图甲所示 44+444+44444+ 10.如图所示是一火警报警器的一部分电 的分压电路，测得其电压与电流的关 路示意图，其中R。为用NTC半导体 系如表所示 热敏材料制成的传感器，电流表为值 UV0.40a600,801.00 1.201.501,60 班室的显示器，a、b之间接报警器，当 1A0.200.450.801.251.802.813.20 传感器R,所在处出现火情时，显示器 的电流I、报警器两端的电压U的变化 444444444+4444+4444 情况是 甲 (1)根据表中数据，用电器件Z可能属 于上述哪类材料？ A.I变大，U变大 方法总结 B.1变小，U变小 (2)把用电器件Z接入图乙所示的电 C.1变小，U变大 路中，闭合开关，电流表的读数为1.8 D.I变大，U变小 A,电池的电动势为3V,内阻不计，电 阻R的电功率为多大？ 11.霍尔元件是实际生 活中的重要元件之 一，广泛应用于测量 和自动化技术等领 域.如图所示为一长度一定的霍尔元 件，磁感应强度为B的匀强磁场垂直 于霍尔元件的工作面向下，在元件中 通入图示从E到F方向的电流I,元 件中的载流子带负电，下列说法中正 确的是 ( A.该元件能把电学量转化为磁学量 B.该元件C面的电势高于D面的 C.如果用该元件测赤道处地磁场的磁 感应强度，应保持C、D面竖直 D.如果流过霍尔元件的电流大小不 变，则元件C、D面的电势差与磁场 的磁感应强度成正比世伤厘 选择性必修第二册 5.BCD[无线电波在传播过程中，遇到障碍物就被吸收一 13.A[室外天线处于空间变化的电磁场中，天线中产生 部分，遇到导体，会在导体内产生涡流（同频率的振荡电 了感应电流，此电流通过情线输送给LC电路，此电流 流)，故B正确，A错误：波长越短，传播方式越接近光的 中空间各电台信号激起的电流均存在，但只有颜率与 直线传播，移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波 调谐电路频率相等的电信号对应电流最强，然后再通 的高频段，C、D正确.] 过解调处理输入后而电路，故A正确，B,C,D均错误.] 6.AD[当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路 中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等 14,解析：)振据公式f=气得 的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强。由调谐 =,C=3.0X10Hz≈1034kH2 电路接收的感应电流，耍再经过调谐（也就是调制的逆 290 过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确选项为 2=-3.0X10Hz756kHz· 397 A.D.] 7,A[调制是把要发射的信号“加”到高频振荡上去，频 万-元-&90g0H530kH 566 越高，传播信息能力越强，但是不经过调制的电磁波也 所以波长为397的无线电波在收音机中激起的感应 能携带信息，只不过信号能量小，故A对、D错.电磁波 电流最强 在空气中以接近光速传播，B错，=入f,波长与波速和频 (2)要接收波长为290m的无线电波，应增大调谐电路 率有关，C错误.] 的固有频率，因此应把调谐电路中可变电容器的动片 8.AB[为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振 旋出一些， 荡电流上，这就是调制，而图像是将信号加上后使高频 答案：见解析 振荡电流的叛幅随信号变化，这叫调幅.在接收电路中， 经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅 第五章传感器 拔荔电流将被削去一半，而在耳机中只有低频信号 第1、2节 认识传感器常见传感器 电流.门 的工作原理及应用 9.长衍射大 1,B[电子秤所使用的测力装是是力传感器，利用通过应 10.解析：根据T=2π√LC可以求得T,电磁波的波速c= 变片的电流一定，压力越大，电阻变化越大，应变片两端 3.0×103m/s 的电压差越大，将力信号变成电信号，故B错误：金属电 T=2x√C=2×3.14×√3X10+X300X10rs 阻率随温度升高而增大，可做温度传感器，把温度这个 =1.88×10-s 热学量转换为电阻这个电学量，故A、C正确：光敏电阻 A=cT=3.0×108m/s×1.88×10-6s=564m. 答案：564m 是由半导体材料制成的，其电阻随光照强度的增大而减 11.D[任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传 小，故它能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电 播速度相同，故A错误：因5G信号的频率更高，则波长 学量，故D正确.] 小，故B错误：因5G信号的频率更高，则波长小，故4G 2.B[手靠近千手机时，红外线传感器通过接收身体表面 信号更客易发生明显的衍射现象，故C错误，频率越 辐射出来或反射回来的红外线来启动加热装置工作，属 高，光子的能量越大，故相同时间传递的信息量更大， 于红外线传感器，故B正确，A,CD错误.] 故D正确.] 3.D[红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和 12.D[电磁波的发射，主要是把含有声音信号的电信号 强度不同而工作的，故D正确.] 加栽到高频扳荡电流上，这个过程就叫作调制而不是 4,C[此装置电路中M与R并联后再与S串联，忽略电 调谐，调谐的通俗讲法就是选台，它只能发生在接收过 E 程，△A、B错：电磁波中既可含有音频信号也可含有视频 源内阻，根据欧姆定律得1一R,十RS两端的电压U 信号，它既能传播声音，也能传递图像，电视就是从电 =R增大，则电流I增大，故R减小，所以并联支路 磁波中检出声音和图像，C错：在人们认识电磁波前先 的总之减小R必减小，藏选项AB错误。由于底 认识了光，光的传播速度是3×10m/s,而光就其本质来 讲也属电磁波，所以电磁波的传播速度也为3×10m5,D 1 RRM R,当R远大于Rw时， 正确.] R十R,即R米R十Rw1十R 68· 参考答案 课时作亚乡 O,则R≈R,此时认为Ru变化了多少，R就变 9.AB[电压表不分流，故金属滑杆移动不会改变电路的 R 总电阻，也就不会改变电路中的总电流，故A正确，电压 化了多少，所以R越大，R,的变化对U的变化影响就越 表测量金属滑杆P左侧电阻两端的电压，故电压表示数 明显，故选项C正确，D错误.] 随物体M的移动而变化，故B正确，C、D错误.] 5.BC[当光线照射R时，R,阻值减小，R减小，且电源 10.B[当R2处出现火情时，NTC热敏材料制成的传感 电压不定，由闭合电路政辉定称得1一忌电路中的电 器的电阻将减小，则此时电路中的总电阻减小，由闭合 流增大，R是定值电阻，U2=IR,R两端电压增大，信 电路欧姆定律可知：外电路电压将减小，U减小：电路 号处理系统获得高电压，所以选项A错误，B正确：根据 中的总电流增大，所以R上的电压增大，显示器两瑞 前面分析可知，每当有人经过时，即没有光照时，信号处 的电压将减小，电流I减小，B正确，] 理系统获得低电压，信号处理系统计敦一次，即信号处 1L.D[霍尔元件是能够把磁学量转换为电学量的传感 理系统每获得一次低电压就计数一次，所以速项C正 器，A错误：根据左手定则可知，带负电的电荷向C面 确，D错误.] 偏转，C面带负电，D面带正电，所以D面的电势高，B 6.BD[金属热电阻的阻值随温度升高而增大，有些半导 错误：在测定地球赤道处的地磁场的磁感应强度时，应 体材料的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，所以A错 将元件的C,D而保持竖直，让磁场垂直通过元件的工 误，B正确：图线1对应的金属热电阻化学稳定性好，测 作面，C错误：运动电荷最终在电场力和洛伦蓝力的作 温范围大但灵敏度低，图线2对应的热敏电阻化学稳定 用下处于平衡状态，设霍尔元件的长、宣、高分别为a、 性差、测温范围小但灵敏度高，所以C错误，D正确.] 7.解析：(1)根据电路结构，当光敏电阻受光照射时，电阻 6d,时有)名-mB,电流的能观表达式为1=0S 减小，并联支路的电阻减小，电路总电阻减小，总电流增 gbd,所以U=B以，知果流过霍尔元件的电流大小不 大，R上的电压变大，因为ah之间的电压恒定，所以并 ngd 联支路的电压减小，电流表示数减小： 变，则元件C,D面的电势差与磁场的磁感应强度成正 (2)因为没有光照时，用电器可以正常工作，所以当有光 比，D正确.] 驱时，通过用电器的电流减小，用电器的实际功率会减 I2.解析：(1)由表格中数据可得，电阻随电压的增大而减 小，不能正常工作 小，而电压越大，用电器件温度越高，所以材料为半 答案：(1)光敏电阻阻值减小，电流表示数减小 导体 (2)用电器不能正常工作 (2)查表1=1.8A时，Z的电压为1.2V,则U=E。- 8.解析：电路图如图所示， Uz=3V-1.2V=1.8V. 设CD=x,电压表示数为U, PR=1UR=1.8×1.8W=3.24W. P球平衡时，由平衡条件可得 答案：(1)半导体(2)3.24W an0=E= 水流方向 mg h ① 第3节利用传感器制作简单的自动控制装置 根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得 1.A 2.B[自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若用温度传感 器控制，人的体温与夏季气温接近，在夏季自动门可能 根据电阻定律可得R=PS ③ 做出错误的动作，自动门实际使用的是红外传感器，红 R,-PS ① 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门会自动打开，] 由①②③④式可得U=Eh·tan0 L 3.BD[由题图可知，握力趣大，变阻器接入电路的电阻越 固为水流速度越大，日越大，所以U越大 小，外电路的总电阻越小，根据闭合电路欧姆定律可知， 答案：见解析 电路中电流越大.故B、D正确，A,C错误.] 69.