课时作业十八 认识传感器&常见传感器的工作原理及应用(Word练习)-【金榜题名】2026-2027学年高二物理选择性必修第二册高中同步学案（人教版）

课时作业(十八) A基础达标 1．许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺。在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，这种检测方法使用的传感器，应为传感器中的哪一类(　　) A．物理传感器　　　　 B．化学传感器 C．生物传感器 D．温度传感器 【解析】　检测三聚氰胺的方法为酶标法，所以其原理应该是利用了生物酶，故应为生物传感器；A.物理传感器，与结论不相符，选项A错误；B.化学传感器，与结论不相符，选项B错误；C.生物传感器，与结论相符，选项C正确；D.温度传感器，与结论不相符，选项D错误；故选C。 【答案】　C 2．智能手机的防误触功能表现为当人将手机靠近耳朵接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到防误触的目的，下列哪一组传感器可实现这一功能(　　) A．声传感器和压力传感器 B．声传感器和温度传感器 C．光传感器和位移传感器 D．压力传感器和加速度传感器 【解析】　当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，改变了位移，并且耳朵可能挡住了光线，所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器。当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，没有磁场的变化，也没有产生特别的压力，C正确。故选C。 【答案】　C 3．(多选)某同学发现他居住的楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮。后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是(　　) A．白天有光照时，光传感器自动闭合 B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合 C．有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 D．无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合 【解析】　天亮时光控开关自动断开，天黑时闭合；有人走动发出声音，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，所以两个开关应相互影响同时符合闭合条件。A.白天有光照时，光传感器自动断开，故A错误； B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合，故B正确；C.有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合，故C正确；D.无人走动或没有声音时，声传感器自动断开，故D错误。 【答案】　BC 4．(多选)实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图乙所示。已知图甲中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述正确的有(　　) A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属 B．该温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的 C．由图甲可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数 D．由图乙可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁 【解析】　AB.该温度计是利用热膨胀系数不同的铜和铁金属制成的双金属片工作的，双金属片的弯曲程度随温度而变化，AB正确；C.如题图甲所示，加热时双金属片的弯曲程度增大，即进一步向上弯曲，说明双金属片下层热膨胀系数较大，即铜的热膨胀系数较大，C正确；D.如题图乙所示，温度计示数是顺时针方向增大，说明当温度升高时，温度计指针按顺时针方向转动，则其双金属片的弯曲程度在增大，故可知双金属片的内层一定是铁，外层一定是铜，D错误。故选ABC。 【答案】　ABC 5．传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。关于图中应用传感器的实际情景，下列说法错误的是(　　) 甲 　 乙　　　　　　　　丙 A．甲图传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器 B．乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器 C．丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器 D．传感器感受力、温度、光、声等信号，把电学信号转换成非电学信号 【解析】　A．甲图中，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化，所以甲图传感器是位移传感器，故A正确；B.乙图中，A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器。当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高。这种高低交替变化的信号经过处理，就会转化为相应的数字，实现自动计数的功能，故B正确；C.丙图中，在两块磁感应强度相同、同极相对的放置的磁体缝隙中放入霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，霍尔电压为0，可将该点作为位移的零点。当霍尔元件沿着z轴正、负方向移动时，则有霍尔电压输出，且电压大小与位移大小成正比，从而能够实现微小位移的测量，故C正确；D.传感器感受力、温度、光、声等信号，把非电学信号转换成电学信号，故D错误。本题选错误的，故选D。 【答案】　D 6.汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器，某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小，现将该压力传感器R0接入如图所示电路中，开关S闭合，当压力传感器所受压力增大时，下列说法正确的是(　　) A．R1的电功率增大 B．电压表的示数增大 C．电流表的示数增大 D．R2的电功率增大 【解析】　A．据题意，压力增大时R0电阻减小，则外电路电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，有I＝，可知总电流I减小，R1的电功率为PR1＝I2R1，可知R1的电功率增大，故A正确；B.电压表测量的是并联电路的电压，根据公式，有U并＝E－I(R1＋r)，可知电压表的示数减小，故B错误；C.电流表测量R2支路电流，根据公式，有IR2＝，可知电流表的示数减小，故C错误；D.R2的电功率为PR2＝I2R2R2，则R2的电功率减小，故D错误。故选A。 【答案】　A 7．(多选)电饭锅的结构如图所示，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃时，下列说法中正确的是(　　) A．常温下感温磁体具有较强的磁性 B．当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强 C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103 ℃，这时开关按钮会跳起 D．常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起 【解析】　AB.常温下感温磁体具有较强的磁性，当温度超过103 ℃时，感温磁铁就会失去磁性，故A正确，B错误；C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103 ℃，这时开关按钮会跳起，故C正确；D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起，故D正确。故选ACD。 【答案】　ACD 8.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．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．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，检测电路检测出变化发出警报 D．以上说法均不正确 【解析】　发生火灾时，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。故选C。 【答案】　C 9．如图所示，图(a)为热敏电阻的Rt图像，图(b)为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温温控电路，继电器线圈的电阻为100 Ω。当线圈的电流大于或等于20 mA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＝9.0 V，不计内阻。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。 　 (a)　　　　　　　　　　　(b) (1)恒温箱内的加热器应接在A、B端还是C、D端？ (2)如果要使恒温箱内的温度保持在50 ℃，可变电阻R′的阻值应调节为多少？ 【解析】　(1) A、B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AB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。 (2) 当温度达到50 ℃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20 mA＝0.02 A，根据闭合电路欧姆定律可得，I＝ 解得：R′＝260 Ω 【答案】　(1)AB端　(2)260 Ω B能力提升 10．如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，R0为定值电阻，下列判断正确的是(　　) 　 　　　甲　　　　　　　　　　　乙 A．当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压 B．当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压 C．扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响 D．扫描笔头外壳出现破损时仍然能正常工作 【解析】　AB.信号处理系统获得的电压是R0两端的电压，当扫描笔头在黑色线条上移动时，R相当于大电阻，根据闭合电路欧姆定律，回路电流很小，R0两端的电压很低，信号处理系统获得低电压；当扫描笔头在白色间隔上移动时，R相当于小电阻，回路电流较大，R0两端的电压较高，信号处理系统获得高电压，A错误，B正确；C.如果扫描速度发生变化，在信号处理系统中高低电压的时间间隔就会发生变化，从而无法正确判断黑、白条纹宽度，可能出现错误识别信息，C错误；D.扫描笔头外壳出现破损时，外面的光就会进入光敏三极管，从而出现错误信息，导致不能正常工作，D错误。故选B。 【答案】　B 11.图示是利用LDR(光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小)传感器和灯泡(始终正常发光)制成的一种简易水污染指示器(未将闭合电路全部画出)，把手上的显示器显示的数据大表示流过LDR的电流较小，可以用来监测河水的污染情况，下列说法中正确的是(　　) A．河水严重污染时，显示器数据大 B．河水严重污染时，显示器数据小 C．无论污染程度如何，光敏电阻的阻值都恒定 D．该仪器不会受到白天光照的影响 【解析】　ABC.河水严重污染时，透过污水照到LDR的光线较少，则LDR的电阻较大，电流较小，则显示器数据较大，故A正确，BC错误；D.因为显示器的示数与光照有关，所以会受到白天光照的影响，故D错误。故选A。 【答案】　A 12.(多选)如图所示是计算机光驱的工作原理：R1是光敏电阻(有激光照射时电阻较小，无激光照射时电阻较大)，R2是定值电阻，信号处理系统可以根据R2两端的电压变化把光信号变成电信号。用激光头发射脉冲激光信号扫描光盘，从光盘上反射回来的激光信号照到光敏电阻R1上。下列分析正确的是(　　) A．有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得电压较高 B．有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得电压较低 C．有激光照射光敏电阻时，R1消耗的电功率一定大 D．有激光照射光敏电阻时，R2消耗的电功率一定变大 【解析】　ABD.有激光照射光敏电阻R1时，光敏电阻R1减小，回路中电流I增大，R2两端电压U2＝IR2，增大，所以信号处理系统两端获得电压较高；根据P＝，可知R2消耗的电功率一定变大，故AD正确，B错误；C.设电源的内阻为r，若R2＋r＞R1，则有激光照射光敏电阻R1时，R1消耗的电功率一定减小；若R2＋r＜R1，则有激光照射光敏电阻时，R1消耗的电功率一定增大，故C错误。故选AD。 【答案】　AD 13．(多选)某位移传感器的工作原理如图甲所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属杆P，通过理想电压表显示的数据来反映物体的位移x。设定电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的长度为L，物体经过O点时P恰好位于滑动变阻器的中点，此时电压表示数显示为0，若电压表的示数UPQ随时间t的变化关系如图乙(余弦图像)所示，则下列说法正确的是(　　) A．在t1时刻M恰好运动到O位置 B．物体M以O点为中心做往复运动 C．在t1到t2时间段内，M的速度先增大后减小 D．在t2时刻物体M在最右端且速度为0 【解析】　在t1时刻，电压为0，且正在增加，故物体M在平衡位置，此时速度最大，物体具有正方向的最大速度，此后速度减小；当在t2时刻电压最大时，速度减小为零；此后反向加速，t3时刻又回到平衡位置，如此往复，所以物体M以O点为中心做往复运动。故选ABD。 【答案】　ABD 14．有一种测量压力的电子秤，其原理如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小的变化而改变，两者关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计，试分析： (1)利用表中的数据，写出电阻R随压力F变化的数学关系式； (2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多少？ (3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否均匀？ 压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 … 【解析】　(1)由表中数据可知 k＝＝－＝－0.4 Ω/N 所以电阻R随压力F变化的数学关系式为R＝300－0.4F(Ω)。 (2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两极板间电压越大，由题意知，电容器两极板间电压不能超过5 V， 所以＝，解得R＝60 Ω 又因为R＝300－0.4F (Ω)，得F＝600 N。 (3)电流表中的电流 I＝＝(A) 电流I与压力F之间不是线性关系，该测力显示器的刻度不均匀。 【答案】　(1)R＝300－0.4F(Ω) (2)600 N　(3)不均匀 学科网（北京）股份有限公司 $$