课时测评22 认识传感器 常见传感器的工作原理-【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（教科版）

课时测评22　认识传感器　常见传感器的工作原理 (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1－6题，每题5分，7－11题，每题6分，共60分) 1.(2024·陕西西安高二期中)下列有关传感器的说法中错误的是(　　) A．传感器是将电学量转化成非电学量的装置 B．传感器工作的一般流程：非电信息→敏感元件→处理电路→电信息 C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 D．枪式测温仪利用了红外传感器 答案：A 解析：传感器是将非电学量转化成电学量的装置，故A错误；传感器工作的一般流程是非电学量，比如光信号、压力信号等，通过敏感元件后，由电路处理，变为电信号，故B正确；霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故C正确；枪式测温仪应用了红外传感器，故D正确。 2．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为(　　) A．改变湿度 B．改变温度 C．改变磁场 D．改变电容 答案：D 解析：手靠近干手机后，使电容式传感器的电容改变，干手机内的电热器工作。 3．(多选)如图所示，干簧管放在磁场中时两个簧片能被磁化。关于干簧管，下列说法正确的是 (　　) A．干簧管接入电路中相当于电阻 B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C．干簧管接入电路中相当于开关 D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 答案：CD 解析：当干簧管周围存在磁场时，两个簧片被磁化，就会相互吸引，所以接入电路中相当于开关，作为电控元件以实现自动控制的，故C、D正确。 4．机器人可以通过外部传感器来感知外部环境和外界事物，下列说法有误的是 (　　) A．温度传感器让其感知温度变化，此传感器是热敏电阻，阻值一定随温度升高而增大 B．光电传感器可以作为眼睛，此传感器若是光敏电阻，则阻值一定随光亮度增加而减小 C．超声波传感器可以作为耳朵，让其听到常人听不到的声音 D．压力传感器可以使其有“手感” 答案：A 解析：温度传感器能够将温度转化为电学量，即感知温度变化，此传感器有热敏电阻、金属热电阻，根据热敏电阻与金属热电阻的特性可知阻值不一定随温度升高而增大，故A错误，符合题意；光电传感器可以作为眼睛，此传感器若是光敏电阻，则阻值一定随光亮度增加而减小，故B正确，不符合题意；超声波传感器是将声量转化为电学量，可以作为耳朵，让其听到常人听不到的声音，故C正确，不符合题意；压力传感器可以将压力转化为电学量，可以使物体有“手感”，故D正确，不符合题意。 5．如图所示，用光敏电阻LDR(其阻值随光照增强而减小)和灯泡制成一种简易水污染指示器，下列说法正确的是(　　) A．严重污染时，LDR是高电阻 B．轻度污染时，LDR是高电阻 C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值由材料本身因素决定 D．该仪器的使用不会因为白天和晚上受到影响 答案：A 解析：LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大；白天和晚上自然光强弱不同，会影响LDR的电阻，故A正确。 6．传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电荷量等)的一种元件。如图中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是(　　) A．图甲中两极间的电荷量不变，若电压减小，可判断出h变小 B．图乙中两极间的电荷量不变，若电压增大，可判断出θ变小 C．图丙中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变小 D．图丁中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大 答案：D 解析：题图甲中两极间的电荷量不变，若电压减小，则由电容的定义式C＝分析可知，电容增大，由电容的决定式C＝可知，两极间正对面积增大，h变大，A错误；题图乙中两极间的电荷量不变，若电压增大，则电容减小，极板正对面积减小，θ变大，B错误；题图丙中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，说明电容器在放电，电荷量减小，电容减小，电介质向外移动，则x变大，C错误；题图丁中两极间的电压不变，若电流流向传感器的正极，说明电容器在充电，电荷量增加，电容增大，两电极间距离减小，则F变大，D正确。 7． (多选)(2024·广东东莞高二期末)如图是一种油箱内油面高度检测装置的示意图。图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R。当油箱内油面下降时，下列分析正确的有(　　) A．触点O向下滑动 B．触点O向上滑动 C．电路中的电流增大了 D．电路中的电流减小了 答案：BD 解析：当油面下降时，浮标位置降低，在杠杆作用下，触点O向上滑动，连入电路的阻值变大，电路中的电流变小，电流表示数变小，故B、D正确。 8．位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑片P移动，通过电压表显示的数据来反映物体M位移的大小x。假设电压表是理想电表，物体M不动时，滑片P位于滑动变阻器正中间位置，则下列说法正确的是(　　) A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C．物体M不动时，电路中没有电流 D．物体M不动时，电压表没有示数 答案：B 解析：电压表为理想电表，则电压表不分流，故滑片P移动时不会改变电路的电阻，也就不会改变电路中的电流，且电路中始终有电流，故A、C错误；电压表测的是滑片P左侧电阻分得的电压，故其示数随物体M的运动即滑片P的移动而变化，物体M不动时，电压表仍有读数，故B正确，D错误。 9．(2024·广东汕头期中)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(　　) 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 答案：B 解析：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阻值较大，根据闭合电路欧姆定律，回路中电流很小，则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阻值较小，回路中电流较大，则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；扫描速度不同，信号处理系统接收到的因同一黑色线条(白色间隔)产生的低(高)电压的时间不同，C错误；扫描笔头外壳出现破损时，外面的光可能会照射到光敏三极管，影响其等效电阻，导致信息读取错误，D错误。 10．图甲是利用霍尔元件制成的可以测得自行车运动速率的自行车速度计。一块磁铁安装在自行车前轮上，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图，电源输出电压为U1。当磁铁产生的磁场靠近霍尔元件时，霍尔元件前后侧面出现电势差，记为霍尔电压U2。下列说法正确的是(　　) A．图乙中霍尔元件的载流子带正电 B．自行车的车速越大，霍尔电压U2越大 C．若电源输出电压U1变小，霍尔电压U2仍保持不变 D．已知自行车车轮的半径，根据单位时间内传感器输出的脉冲电压数即可求得车轮转动速度的大小 答案：D 解析：由题图乙可知，霍尔元件的前侧面电势低，后侧面电势高，根据左手定则可知，霍尔元件的电流I是由负电荷定向运动形成的，即霍尔元件的载流子带负电，故A错误；载流子在磁场作用下稳定后，有qvB＝q，解得U2＝Bdv，由电流的微观定义式I＝nqSv，n是单位体积内的载流子数，q是单个载流子所带的电荷量，S是霍尔元件左右侧面的横截面积，v是载流子运动的速度，联立解得U2＝，可知霍尔电压U2与车速大小无关，故B错误；若电源输出电压U1变小，那么电流I减小，由公式U2＝可知霍尔电压U2将减小，故C错误；根据单位时间内传感器输出的脉冲电压数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，最后由线速度公式，结合车轮半径，即可求得车轮转动的速度大小，故D正确。 11．某电子秤的原理简图如图所示。AB为一均匀的滑动变阻器，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，轻质弹簧上端与P1及托盘底部相连，下端固定。弹簧原长时P1和P2均指在A端。若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上就能显示出被称物体的质量。已知弹簧的劲度系数为k，托盘质量为m0，电源电动势为E，内阻不计。重力加速度为g。在托盘上未放物体时需要先校准零点，即未放被称物体时电压为零。则 (　　) A．校准零点时，不需要移动滑动头P2 B．校准零点时，两滑动头间的距离为 C．滑动头P1滑至B端时，被称物体的质量为 D．被称物体的质量m与两滑动头间电压U的关系为m＝U 答案：D 解析：未放被称物体时电压为零，即P1、P2两点等电势，校准零点时，需要移动滑动头P2，让两滑动头间的距离为0，故A、B错误；设被称物体质量为m1时，P1滑至B端，有kL＝(m0＋m1)g，解得m1＝－m0，故C错误；未放被称物体时，两滑动头P1、P2距A点的距离设为x0，有kx0＝m0g，放被称物体质量为m时，两滑动头P1、P2间距离为x，有k(x0＋x)＝(m0＋m)g，由欧姆定律知两滑动头P1、P2间的电压为U＝IRx＝Rx，又＝，联立解得m＝U，故D正确。 学生用书第133页 学科网（北京）股份有限公司 $