课时测评18 认识传感器 常见传感器的工作原理及应用-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

课时测评18　认识传感器　常见传感器的工作原理及应用 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－12题，每题5分，共60分) 1.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.测温枪应用红外线传感器测量体温 B.电子秤应用光敏传感器称量物品质量 C.指纹识别器应用压力传感器来识别指纹 D.烟雾散射火灾报警器应用声传感器实现火灾报警 答案：A 解析：因为一切物体均能发出红外线且温度越高的物体辐射的红外线越强，因此使用红外线进行检测体温，故A正确；电子秤应用压敏传感器称量物品质量，故B错误；指纹识别器应用电容或光学传感器来识别指纹，故C错误；烟雾散射火灾报警器应用光传感器实现火灾报警，故D错误。故选A。 2.(2025·北京西城高二月考)某同学根据查阅到的某种热敏电阻的Rt -t特性曲线(如图1)，设计了图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中，Rt为热敏电阻，R1为可变电阻，控制系统可视作R＝200 Ω的电阻，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计。当通过控制系统的电流小于2 mA时，加热系统将开启，为恒温箱加热；当通过控制系统的电流大于或等于2 mA时，加热系统将关闭。下列说法正确的是(　　) A.若要使恒温箱内温度保持20 ℃，应将R1调为500 Ω B.若要使恒温箱内温度升高，应将R1增大 C.若恒温箱内温度降低，通过控制系统的电流将增大 D.保持R1不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化 答案：B 解析：控制系统的电流等于2 mA时，电路中的总电阻R总＝ Ω＝4 500 Ω，20 ℃时热敏电阻的阻值为Rt1＝4 000 Ω，若要使恒温箱内温度保持20 ℃，应将R1调为4 500 Ω－4 000 Ω－200 Ω＝300 Ω，A错误；由于加热系统关闭的电流临界值2 mA一定，即加热系统关闭的电路中临界的总电阻始终为4 500 Ω，可知若要使恒温箱内保持的温度值升高，即热敏电阻的阻值减小，则必须使R1增大，B正确；若恒温箱内温度降低，热敏电阻阻值增大，通过控制系统的电流减小，C错误；根据题图1可知，恒温箱内的温度与热敏电阻的阻值成线性关系，通过控制系统的电流I＝，可知通过控制系统的电流大小与热敏电阻的阻值不是线性关系，即保持R1不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度不是均匀变化的，D错误。故选B。 3.如图所示，在电路中接一段钨丝(从旧白炽灯中取出)，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是(　　) A.该传感器利用了钨丝的化学性质 B.该传感器的原理是把电学量(电阻)转换为热学量(温度) C.该传感器的敏感元件是钨丝，转换元件是灯泡 D.该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性 答案：D 解析：由题意可知，钨丝的电阻随温度的升高而增大，利用该特性制作的温度传感器，能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故D正确，B错误；该传感器利用了钨丝的物理性质，敏感元件和转换元件都是钨丝，故A、C错误。故选D。 4.(多选)(2025·江苏苏州高二期中)为了助力未来乡村建设，小明设计了如图所示的农村光控路灯电路，以实现自动亮度控制。图中A、B为相同的灯泡，电源电动势为E，内阻为r，R为光敏电阻，其阻值随光照强度增加而减小。下列判断正确的是(　　) A.外界光照强度增加时，电流表示数减小 B.外界光照强度增加时，通过R0的电流增加 C.该电路可用于实际光控路灯中，因为外界光照强度增加时，A灯、B灯均变亮 D.外界光照强度增加时，电源消耗功率增大 答案：BD 解析：外界光照强度增加时，光敏电阻阻值减小，电路中的总电阻减小，由I总＝可知电路中总电流增大，电流表示数增大，故A错误；电路中总电流增大，由U内＝I总r可知电源内电压增大，由E＝U内＋U外可知外电压减小，所以A灯中的电流IA减小，由I总＝IA＋IR0可知外界光照强度增加时，通过R0的电流增加，故B正确；外界光照强度增加时，A灯中的电流IA减小，A灯变暗，由于通过R0的电流增加，所以R0两端的电压增大，又外电压减小，因此B灯两端的电压减小，所以B灯变暗，故C错误；又电路中总电流增大，电源消耗功率P内＝IE增大，故D正确。故选BD。 5.(多选)下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是(　　) A.应变片都是由半导体材料制成的 B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大，反之变小 C.传感器输出的是应变片上的电压 D.外力越大，输出的电压差值也越大 答案：BD 解析：常见的电阻应变片有金属电阻应变片和半导体电阻应变片，故选项A错误；当应变片拉伸时，其电阻变大，反之变小，故选项B正确；传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值增大，故选项C错误，D正确。故选BD。 6.电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中的应用说法正确的是(　　) A.图甲中，手指作为电容器一个电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上仍能正常操作 B.图乙中，力F增大过程中，电流表中的电流从a流向b C.图丙中，油箱液位上升时，电容变小 D.图丁中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于充电状态 答案：D 解析：题图甲中，绝缘笔不能作为电容器的一个电极，所以不能在电容式触摸屏上进行触控操作，故A错误；题图乙中，力F增大过程中，电容器极板间距减小，电容变大，电容器充电，电流表中的电流从b流向a，故B错误；题图丙中，油箱液位上升时，相当于电介质的相对介电常数变大，电容变大，故C错误；题图丁中，当传感器由静止突然向左加速，电介质插入电容器的部分变长，电容变大，电容器处于充电状态，故D正确。故选D。 7.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。下列说法正确的是(　　) A.该元件能把电学量转化为磁学量 B.该元件电极C的电势高于电极D的 C.如果用该元件测赤道处地磁场的磁感应强度，应保持电极C、D所在平面水平 D.如果流过霍尔元件的电流大小不变，则电极C、D的电势差与磁场的磁感应强度成正比 答案：D 解析：霍尔元件是能够把磁学量转换为电学量的传感器，A错误；根据左手定则可知，带负电的电荷向电极C偏转，电极C带负电，电极D带正电，所以电极D的电势高，B错误；在测定地球赤道处的地磁场的磁感应强度时，应将电极C、D所在平面保持竖直，让磁感线垂直通过元件的工作面，C错误；运动电荷最终在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态，设霍尔元件的长、宽、高分别为a、b、d，则有q＝qvB，电流的微观表达式为I＝nqSv＝nqbdv，联立可得U＝，因n、q、d均为定值，如果流过霍尔元件的电流大小不变，则电极C、D的电势差与磁场的磁感应强度成正比，D正确。故选D。 8.(2025·浙江宁波高二期中)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(　　) A.图甲中传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器 B.图乙中光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器 C.图丙中利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器 D.图丁中干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断 答案：D 解析：题图甲中，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，所以题图甲中传感器是位移传感器，A正确。题图乙中，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，B正确。题图丙中，在两块磁感应强度相同、同极相对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，C正确。题图丁中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，D错误。故选D。 9.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图所示。将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I不变，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内(　　) A.升降机可能匀速上升 B.升降机一定匀加速上升 C.升降机一定处于失重状态 D.通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时大 答案：C 解析：在升降机运动过程中发现电流表示数不变，则说明是匀变速运动，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，则可知外电压变大，内电压变小，说明总电流变小，则通过压敏电阻的电流变小，所以压敏电阻的阻值变大，由压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，可知压力变小，因此加速度方向向下，处于失重状态，升降机可能向下匀加速，也可能向上匀减速。故选C。 10.(多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下述说法正确的是(　　) A.传送带运动的速度是0.1 m/s B.传送带运动的速度是0.2 m/s C.该传送带每小时输送3 600个工件 D.该传送带每小时输送7 200个工件 答案：BC 解析：由题图乙可知，每隔1 s记录一个工件，因此传送带运动的速度是0.2 m/s，每小时该传送带输送3 600个工件。故选BC。 11.(2023·河南驻马店高二阶段练习)按照新国标的规定，电动自行车总重量(含电池)不得超过55公斤。某地交警在部分路口设置了称重点，对于过往的可疑车辆进行称重，一款电子秤的工作原理如图所示，电子秤空载时变阻器滑片P位于A点，电子秤满载时滑片P位于B点，电压表为理想电压表，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是(　　) A.电动自行车的质量越大，电压表的示数越小 B.若称量值比实际值偏大，可将R0的滑片向右滑动少许 C.将一电阻与电压表串联，称量值会变小 D.电子秤的电池长时间使用后，内阻增大，称量值会偏大 答案：B 解析：电动自行车的质量越大，滑片P的位置越偏向下，则电压表的示数越大，选项A错误；若称量值比实际值偏大，说明电压表读数偏大，电路中电流偏大，可将R0的滑片向右滑动少许，从而减小电流，选项B正确；将一电阻与电压表串联，电压表读数不变，则称量值不变，选项C错误；电子秤的电池长时间使用后，内阻增大，回路中电流会减小，则电压表读数减小，称量值会偏小，选项D错误。故选B。 12.(多选)(2025·北京西城区高二期末)2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路。关于这个实验，下列说法中正确的是(　　) A.闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，电压表的示数增大 B.闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，电流表的示数增大 C.闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，电压表的示数不变 D.闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，电流表的示数减小 答案：AC 解析：由题图甲可以看出，磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，电阻变大。闭合开关S，题图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，则干路总电流减小即电流表示数减小，根据闭合电路的欧姆定律可知电压表的示数增大，故A正确，B错误；磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，所以闭合开关S，题图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，电压表、电流表的示数均不变，故C正确，D错误。故选AC。 学生用书⬇第125页 学科网（北京）股份有限公司 $