1. 认识传感器（重难点训练）物理人教版选择性必修第二册

第1节 认识传感器 一．传感器的原理（共6小题） 1 二．传感器的分类与应用（共6小题） 2 三．传感器的组成与应用模式（共6小题） 3 一．传感器的原理（共6小题） 1.关于传感器的下列说法正确的是(    ) A. 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的 B. 金属材料也可以制成传感器 C. 传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 D. 以上说法都不正确 2.传感器的输出量通常为(    ) A. 非电学量信号 B. 电学量信号 C. 位移信号 D. 光信号 3.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 4.以下物品是传感器在日常生活中的一些应用。下列说法正确的是(    ) A. 测温枪是应用红外线传感器测量体温 B. 电子秤是应用光敏传感器称量物品质量 C. 指纹识别器是应用压力传感器来识别指纹 D. 烟雾散射火灾报警器是应用声传感器实现火灾报警 5.如图为某电感式位移传感器的原理图，是待测位移的物体，是接交流电的空心线圈，软铁芯插在线圈中并且可以随物体左右平移，则该传感器(    ) A. 将电流变化信号转化为位移变化信号输出 B. 将位移变化信号转化为电流变化信号输出 C. 将位移变化信号转化为电阻变化信号输出 D. 当物体向左移动时，线圈的自感系数变小 6.（多选）下列说法正确的是(    ) A. 利用电容传感器可制成麦克风 B. 物体受合外力越大，则动量变化越快 C. 利用红外传感器可制成商场的自动门 D. 牛顿运动定律不适用，则动量守恒定律也不适用 二．传感器的分类与应用（共6小题） 7.关于下列装置说法错误的是(    )      A. 电容式话筒利用电磁感应原理工作 B. 光电计数利用光敏电阻自动计数 C. 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 D. 半导体薄膜压力传感器的工作原理是半导体材料的“压阻效应” 8.宾馆天花板上安装的火警报警器，如图所示。当发生火灾时，产生的烟雾进入报警器，由于光的散射作用，一部分光照射到微电路中的三极管上，导致三极管的电阻变化，继电器工作报警。火警报警器用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器种类相同(    ) A. 夜间自动打开的路灯 B. 银行门口的自动感应门 C. 无线遥控器 D. 智能手机 9.关于传感器及其应用，下列说法正确的是 A. 干簧管是利用电磁感应原理控制电路通断 B. 机器人“眼睛”利用了光传感器 C. 红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度 D. 话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器 10.如图所示，是话筒的原理图。在弹性膜片后面粘接金属线圈，线圈处于永久磁体的磁场中，声波使膜片振动，将声音信号变为电信号。下列说法正确的是(    ) A. 话筒是利用电流的热效应工作的 B. 话筒是利用电磁感应原理工作的 C. 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D. 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流 11.有的楼道照明灯具有这样的功能：天黑到一定程度时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。在这种楼道照明灯的控制电路中，可能接入的传感器是(    ) A. 光传感器和声音传感器 B. 温度传感器和光传感器 C. 声音传感器和热传感器 D. 热传感器和力传感器 12.（多选）关于电子秤中应变式力传感器说法正确的是(    ) A. 应变片由导体材料制成 B. 当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小 C. 传感器输出的是金属架上的电压 D. 外力越大，输出的电压差值也越大 三．传感器的组成与应用模式（共6小题） 13.某充气泵的结构示意图如图所示当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的当电流从电磁铁的接线柱流入时，发现吸引小磁体向下运动，则(    ) A. 电磁铁中磁场向上，小磁体的下端为极 B. 电磁铁中磁场向下，小磁体的下端为极 C. 电磁铁中磁场向上，小磁体的下端为极 D. 电磁铁中磁场向下，小磁体的下端为极 14.某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用弹簧拉着；为滑动变阻器，是滑动片，它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电池的电压相同，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当端的电势高于端时，指针向零点右侧偏转。下列说法中正确的是(    ) A. 当物体具有图示方向的加速度时，电压表的指针向右偏转 B. 电压表的示数与加速度的大小成正比 C. 要提高该加速度计的测量范围，可以减小弹簧的劲度系数 D. 要提高该加速度计的测量范围，可以减小电池的电压 15.某种感温式火灾报警器的简化工作电路如图所示。理想变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源，副线圈连接报警系统，其中为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为滑动变阻器，为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置图中未画出通过检测的电流触发报警。下列说法正确的是(    ) A. 警戒范围内出现火情时，流过的电流减小 B. 警戒范围内出现火情时，电源的输出功率变小 C. 警戒范围内出现火情时，热敏电阻两端的电压增大 D. 若要调高预设的报警温度，可增大滑动变阻器的接入阻值 16.如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，副线圈接有定值电阻和压敏电阻，压敏电阻的阻值与所受压力大小的对应关系如图乙所示。物块置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是(    ) A. 只将滑动触头向左滑动，电流表的示数增大 B. 只将滑动触头向右滑动，两端的电压增大 C. 只减小物块对的压力，电流表的示数减小 D. 只增大物块对的压力，两端的电压增大 17.（多选）如图所示为某烟雾报警装置简易原理图，为烟雾传感器，其阻值随着烟雾浓度的增大而减小，为定值电阻，滑动变阻器的滑片调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变．当烟雾浓度增大到一定程度时，电流表指针偏转到某区域，进而触发报警系统．已知电表均为理想电表，下列说法正确的是 A. 当烟雾浓度增大时，电压表示数减小 B. 当烟雾浓度增大时，电流表示数减小 C. 滑片向左移动可以提高报警灵敏度 D. 当烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大 18.（多选）如图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中是发光仪器，是光敏电阻光照时电阻会变小，下列说法中正确的是(    ) A. 当传送带上没有物品挡住由射向 的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小 B. 当传送带上没有物品挡住由射向 的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大 C. 当传送带上有物品挡住由射向的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小 D. 当传送带上有物品挡住由射向的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 认识传感器 一．传感器的原理（共6小题） 1 二．传感器的分类与应用（共6小题） 3 三．传感器的组成与应用模式（共6小题） 5 一．传感器的原理（共6小题） 1.关于传感器的下列说法正确的是(    ) A. 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的 B. 金属材料也可以制成传感器 C. 传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 D. 以上说法都不正确 【答案】B  【解析】半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，所以 A错误，B正确； 传感器能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以 CD错误。 故选B。 2.传感器的输出量通常为(    ) A. 非电学量信号 B. 电学量信号 C. 位移信号 D. 光信号 【答案】B  【解析】常见的传感器将非电学量转换为电学量，即传感器的输出量通常为电学量信号，选项B正确。 3.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 【答案】C  【解析】【解析】传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，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。所以C正确，ABD错误。 故选：。 4.以下物品是传感器在日常生活中的一些应用。下列说法正确的是(    ) A. 测温枪是应用红外线传感器测量体温 B. 电子秤是应用光敏传感器称量物品质量 C. 指纹识别器是应用压力传感器来识别指纹 D. 烟雾散射火灾报警器是应用声传感器实现火灾报警 【答案】A  【解析】A.一切物体均能发出红外线，因此使用红外线进行检测体温，故A正确； B.电子秤是应用压敏传感器称量物品质量，故B错误； C.指纹识别器是应用电容或光学传感器来识别指纹，故C错误； D.烟雾散射火灾报警器是应用光传感器实现火灾报警，故D错误。 故选A。 5.如图为某电感式位移传感器的原理图，是待测位移的物体，是接交流电的空心线圈，软铁芯插在线圈中并且可以随物体左右平移，则该传感器(    ) A. 将电流变化信号转化为位移变化信号输出 B. 将位移变化信号转化为电流变化信号输出 C. 将位移变化信号转化为电阻变化信号输出 D. 当物体向左移动时，线圈的自感系数变小 【答案】B  【解析】电感式位移传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电流，故B正确，AC错误； D.当物体向左移动时，软铁芯插入线圈的深度增大，则线圈的自感系数增大，故D错误。 故选B。 6.（多选）下列说法正确的是(    ) A. 利用电容传感器可制成麦克风 B. 物体受合外力越大，则动量变化越快 C. 利用红外传感器可制成商场的自动门 D. 牛顿运动定律不适用，则动量守恒定律也不适用 【答案】ABC  【解析】A.声音使振动膜片振动，改变两极板间距离，使声音信号转换成电信号，则可以利用电容传感器可制成麦克风，故A正确； B.由动量定理有，可得。可知，物体受合外力越大，则动量变化越快，故B正确； C.人体可以向外界释放红外线，感应装置接收到红外线后，可以开门，则可以利用红外传感器可制成商场的自动门，故C正确； D.牛顿运动定律只适用于宏观低速问题，不适用于微观高速问题。而动量守恒定律既适用于宏观低速问题，也适用于微观高速问题，故D错误。 故选ABC。 二．传感器的分类与应用（共6小题） 7.关于下列装置说法错误的是(    )      A. 电容式话筒利用电磁感应原理工作 B. 光电计数利用光敏电阻自动计数 C. 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 D. 半导体薄膜压力传感器的工作原理是半导体材料的“压阻效应” 【答案】A  【解析】A.电容式话筒利用电容大小的变化，将声音信号转化为电信号，故A错误，满足题意要求； B.光电计数利用光敏电阻自动计数，故B正确，不满足题意要求； C.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，故C正确，不满足题意要求； D.半导体薄膜压力传感器的工作原理是半导体材料的“压阻效应”，故D正确，不满足题意要求。 故选A。 8.宾馆天花板上安装的火警报警器，如图所示。当发生火灾时，产生的烟雾进入报警器，由于光的散射作用，一部分光照射到微电路中的三极管上，导致三极管的电阻变化，继电器工作报警。火警报警器用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器种类相同(    ) A. 夜间自动打开的路灯 B. 银行门口的自动感应门 C. 无线遥控器 D. 智能手机 【答案】A  【解析】A.当火灾报警器周围有烟雾时，经过光的散射作用，光信号转换成电信号，从而发出警报，属于光传感器。夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，项正确； B.银行门口的自动感应门，应用了压力传感器，项错误； C.无线遥控器，顾名思义，就是一种用来远程控制机器的装置，电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，项错误； D.智能手机接收到电磁波信号后，可以产生随频率或振幅而变化的强弱不等的电流，电流经过发声装置，通过电磁感应原理产生了声音，项错误。 故选A。 9.关于传感器及其应用，下列说法正确的是 A. 干簧管是利用电磁感应原理控制电路通断 B. 机器人“眼睛”利用了光传感器 C. 红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度 D. 话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器 【答案】B  【解析】A、干簧管利用磁场控制电路的通断，不是利用电磁感应原理工作的，故A错误； B、遇到障碍物会绕开，说明该机器人“眼睛”“看”到了障碍物，故利用了光传感器，故B正确； C、红外测温枪是测量人体发射的红外线来测量人体温度的，故C错误； D、话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声音信号转换为电信号，故D错误。 10.如图所示，是话筒的原理图。在弹性膜片后面粘接金属线圈，线圈处于永久磁体的磁场中，声波使膜片振动，将声音信号变为电信号。下列说法正确的是(    ) A. 话筒是利用电流的热效应工作的 B. 话筒是利用电磁感应原理工作的 C. 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D. 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流 【答案】B  【解析】当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号变化电信号，是根据电磁感应原理工作的，故A错误，B正确； C.膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量是周期性变化的，故C错误； D.膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电流，故D错误。 故选：。 11.有的楼道照明灯具有这样的功能：天黑到一定程度时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。在这种楼道照明灯的控制电路中，可能接入的传感器是(    ) A. 光传感器和声音传感器 B. 温度传感器和光传感器 C. 声音传感器和热传感器 D. 热传感器和力传感器 【答案】A  【解析】依题意，天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没有声音灯也不亮，故用到了声音传感器。则可知，这种楼道照明灯的控制电路中应接入光传感器和声音传感器；温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，本题中没有涉及温度；热传感器一般指热电阻传感器，热电阻传感器是利用导体的电阻随温度变化的特性，对和温度有关的参数进行检测的装置；力传感器将力的量值转换为相关电信号的器件，本题中没有涉及力的相关概念。 故选：。 12.（多选）关于电子秤中应变式力传感器说法正确的是(    ) A. 应变片由导体材料制成 B. 当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小 C. 传感器输出的是金属架上的电压 D. 外力越大，输出的电压差值也越大 【答案】BD  【解析】应变片多用半导体材料制成，应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小，A错误，B正确； 传感器输出的是应变片上、下两表面的电压差，并且随着外力的增大，输出的电压差值也增大，C错误，D正确。 三．传感器的组成与应用模式（共6小题） 13.某充气泵的结构示意图如图所示当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的当电流从电磁铁的接线柱流入时，发现吸引小磁体向下运动，则(    ) A. 电磁铁中磁场向上，小磁体的下端为极 B. 电磁铁中磁场向下，小磁体的下端为极 C. 电磁铁中磁场向上，小磁体的下端为极 D. 电磁铁中磁场向下，小磁体的下端为极 【答案】B  【解析】当电流从电磁铁的接线柱流入时，从上向下看电流是顺时针方向，根据安培定则可知电磁铁中磁场向下，电磁铁的下端为极，上端为极，由“异性磁极相吸”可知小磁体的下端为极，，D错误，B正确． 14.某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用弹簧拉着；为滑动变阻器，是滑动片，它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电池的电压相同，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当端的电势高于端时，指针向零点右侧偏转。下列说法中正确的是(    ) A. 当物体具有图示方向的加速度时，电压表的指针向右偏转 B. 电压表的示数与加速度的大小成正比 C. 要提高该加速度计的测量范围，可以减小弹簧的劲度系数 D. 要提高该加速度计的测量范围，可以减小电池的电压 【答案】B  【解析】A、当滑片在滑动变阻器中央时，、两点电势相等，电压表指针指中央零点，电压表示数决定于中点到滑片位置的电阻两端的电压，当物体具有图示方向的加速度时，根据牛顿第二定律可知，滑块将向左移，带动变阻器的滑片移向中点左方，电阻中点到滑片位置的电流方向向左，故点电势低于电阻中点处电势，即点电势低于点，则指针应向零点左侧偏转，故A错误； B、假如滑块右移动，根据牛顿第二定律可得：，此时电压表的示数：，由以上两式得：，所以电压表指针的偏转角度与加速度大小成正比，故B正确； 、由，可得：，要提高该加速度计的测量范围，可以增大弹簧的劲度系数，或可以增大电池的电压，故CD错误。 故选：。 15.某种感温式火灾报警器的简化工作电路如图所示。理想变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源，副线圈连接报警系统，其中为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为滑动变阻器，为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置图中未画出通过检测的电流触发报警。下列说法正确的是(    ) A. 警戒范围内出现火情时，流过的电流减小 B. 警戒范围内出现火情时，电源的输出功率变小 C. 警戒范围内出现火情时，热敏电阻两端的电压增大 D. 若要调高预设的报警温度，可增大滑动变阻器的接入阻值 【答案】D  【解析】A.变压器中副线圈两端电压取决于原线圈电压与匝数比，由于原线圈两端电压与匝数比不变，则警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，警戒范围内出现火情时，随温度的升高热敏电阻阻值减小，，所以流过的电流增大，故A错误； B.电源的输出功率变大，故B错误； C.两端的电压减小，故C错误； D.若要调高预设的报警温度，即热敏电阻阻值需要更小才能到达  电流的触发值，则可增大滑动变阻器  的阻值，故D正确。 故选D。 16.如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，副线圈接有定值电阻和压敏电阻，压敏电阻的阻值与所受压力大小的对应关系如图乙所示。物块置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是(    ) A. 只将滑动触头向左滑动，电流表的示数增大 B. 只将滑动触头向右滑动，两端的电压增大 C. 只减小物块对的压力，电流表的示数减小 D. 只增大物块对的压力，两端的电压增大 【答案】B  【解析】、只减小物块对的压力，副线圈输出电压不变，根据乙图，压力减小，压敏电阻阻值减小，则副线圈中电流增大，由原副线圈匝数比不变，可知原线圈中电流增大，则可知电流表的示数增大；项错误 D、压力增大，压敏电阻阻值增大，副线圈输出电压不变，则副线圈中电流减小，两端的电压减小，项错误； A、滑动触头向左滑动，副线圈匝数减小，输出电压减小，则可知副线圈输出功率减小，原线圈输入功率也减小，由于原线圈输入电压不变，所以原线圈电流减小，电流表的示数减小，项错误 B、滑动触头向右滑动，副线圈匝数增大，副线圈输出电压增大，由串联电路特点可知电阻分得的电压增大，项正确。 故选B。 17.（多选）如图所示为某烟雾报警装置简易原理图，为烟雾传感器，其阻值随着烟雾浓度的增大而减小，为定值电阻，滑动变阻器的滑片调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变．当烟雾浓度增大到一定程度时，电流表指针偏转到某区域，进而触发报警系统．已知电表均为理想电表，下列说法正确的是 A. 当烟雾浓度增大时，电压表示数减小 B. 当烟雾浓度增大时，电流表示数减小 C. 滑片向左移动可以提高报警灵敏度 D. 当烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大 【答案】AC  【解析】当烟雾浓度增大时，  的阻值减小，并联部分电压减小，干路电流增大；烟雾传感器两端的电压一定减小，故A正确，B错误； C.滑动变阻器接入电路的阻值越大，滑动变阻器与烟雾传感器并联的电阻越接近  ，烟雾浓度增大时，电流表示数变化得越明显，即能够提高报警灵敏度，可知滑片向左移动可以提高报警灵敏度，故C正确； D.烟雾浓度增大时，  的阻值减小，干路电流增大；烟雾传感器两端的电压一定减小，通过滑动变阻器的电流减小，通过烟雾传感器的电流增大，其消耗的功率可能增大，也可能减小或不变，故D错误。 18.（多选）如图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中是发光仪器，是光敏电阻光照时电阻会变小，下列说法中正确的是(    ) A. 当传送带上没有物品挡住由射向 的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小 B. 当传送带上没有物品挡住由射向 的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大 C. 当传送带上有物品挡住由射向的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小 D. 当传送带上有物品挡住由射向的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大 【答案】AD  【解析】当有光照射 时，的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，路端电压降低，即电压表示数变小。 当光线被遮住时，而的电阻增大，则整个电路总电阻变大，电动势不变，则电流减小，路端电压升高，即电压表示数变大，所以AD正确，BC错误。 故选：。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $