课时跟踪检测(十八) 传感器的应用举例（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

课时跟踪检测(十八)　传感器的应用举例 1.(多选)呼吸机是重症及危重症患者最需要的医疗设备,为保持患者获得持续、舒适的呼吸功能,需要呼吸机中设计安装多个传感器,用于实时、持续、稳定、精确地监测和控制气流、压力和温湿度等参数指标,下列哪些传感器是呼吸机必须搭载的 (　 ) A.气体质量流量传感器 B.压力传感器 C.光传感器 D.温度传感器 2.唱卡拉OK用的话筒,内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁铁的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号。下列说法中正确的是 (　 ) A.该传感器是根据电流的磁效应工作的 B.该传感器是根据电磁感应原理工作的 C.膜片振动时,穿过线圈的磁通量不变 D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势 3.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度计构造原理的示意图如图所示,沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连;两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止,弹簧处于自然长度,滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O点的距离为s,则这段时间内导弹的加速度 (　 ) A.方向向左,大小为 B.方向向右,大小为 C.方向向左,大小为 D.方向向右,大小为 4.如图所示的电路可将声音信号转换为电信号,该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器,a、b通过导线与恒定电源两极相接。若声源S做简谐运动,则 (　 ) A.a振动过程中,a、b板间的电场强度不变 B.a振动过程中,a、b板所带电荷量不变 C.a振动过程中,灵敏电流计中始终有方向不变的电流 D.a向右的位移最大时,a、b所构成的电容器的电容最大 5.(多选)传感器是智能设备的基础元件。如图为电容式位移传感器的示意图,观测电容C的变化即可知道物体位移x的变化,表示该传感器的灵敏度。电容器极板和电介质板长度均为L,测量范围为-≤x≤。下列说法正确的是 (　 ) A.电容器的电容变大,物体向-x方向运动 B.电容器的电容变大,物体向+x方向运动 C.电介质的介电常数越大,传感器灵敏度越高 D.电容器的板间电压越大,传感器灵敏度越高 6.电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器,压电薄膜在受压时两端产生电压,压力越大电压越大,压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路,红灯亮时,如果汽车的前、后轮先后经过感应线,回路中产生两脉冲电流,如图乙所示,即为“闯红灯”,电子眼拍照,则红灯亮时 (　 ) A.车轮停在感应线上时,电阻R上有恒定电流 B.车轮经过感应线的过程中,电容器先充电后放电 C.车轮经过感应线的过程中,电阻R上的电流先增加后减小 D.汽车前轮刚越过感应线,又倒回到线内,不会被电子眼拍照 7.有一热敏电阻的电阻值随温度变化的R􀆼T图像如图所示,现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上,做成一个电子温度计,为了便于读数,需要把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现想使该温度计对温度的变化反应较为灵敏,那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜(设在温度范围内,欧姆表的倍率不变) (　 ) A.T1~T2段 B.T2~T3段 C.T3~T4段 D.T1~T4段 8.(多选)小强在用恒温箱进行实验时,发现恒温箱的温度持续升高,无法自动控制。经检查,恒温箱的控制器没有故障。参照图,下列对故障判断错误的是 (　 ) A.只可能是热敏电阻出现故障 B.只可能是温度设定装置出现故障 C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D.可能是加热器出现故障 9.(多选)在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小),C为电容器,当环境温度降低时 (　 ) A.电容器C的带电荷量增加 B.电压表的读数增大 C.电容器C两板间的电场强度减小 D.R1消耗的功率增大 10.(多选)在一些学校的教室里,为了保证照明条件,采用了智能照明系统,在自然光不足时接通电源启动日光灯,而在自然光充足时,自动关闭日光灯,其原理图如图所示,R为一光敏电阻,L为一带铁芯的螺线管,在螺线管上方有一用细弹簧悬着的轻质衔铁,衔铁的一端用铰链固定使其可以自由转动,另一端用一绝缘棒连接两动触头。关于该智能照明系统的工作原理,下列描述正确的是 (　 ) A.光照越强时,光敏电阻的阻值越大,衔铁被吸引下来 B.光线不足时,光敏电阻的阻值变大,所在电路电流变小,衔铁被弹簧拉上去,日光灯接通 C.上面的两接线柱应该和日光灯电路连接 D.下面的两接线柱应该和日光灯电路连接 11.(多选)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。有一位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理图如图甲所示。将压敏电阻和一块挡板固定在水平绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球。小车在水平面内向右做直线运动的过程中,电流表示数如图乙所示,压敏电阻受力为零时,I=I1,下列判断正确的是 (　 ) A.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动 B.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动 C.从t3到t4时间内,小车做匀加速直线运动 D.从t4到t5时间内,小车可能做减速直线运动 12.(8分)如图所示,小铅球P系在细金属丝下,悬挂在O点,开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态。当将小铅球P放入水平流动的水中时,球向左摆动一定的角度θ,水流速度越大,θ越大。为了测定水流对小球作用力的大小,在水平方向固定一根电阻丝BC,其长为L,它与金属丝接触良好,不计摩擦和金属丝的电阻,C端在O点正下方处,且OC=h。图中还有电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表。请你连接一个电路,使得当水速增大时,电压表示数增大,并说明理由。 13.(12分)如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑动变阻器,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2两个滑动头,P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动。弹簧处于原长时,P1刚好指着A端,P1与托盘固定相连。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将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g。求: (1)托盘上未放物体时,在托盘自身重力作用下,P1与A端的距离x1;(3分) (2)托盘上放有质量为m的物体时,P1与A端的距离x2;(3分) (3)在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是:调节P2,使P2离A端的距离也为x1,从而使P1、P2间的电压为零。校准零点后,将物体放在托盘上,试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式。(6分) 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十八) 1.选ABD　呼吸机需要实时、持续、稳定、精确地监测和控制气流、压力和温湿度等参数指标,因此需要安装气体质量流量、压力、湿度、温度等传感器,故A、B、D都正确,C错误。 2.选B　当声波使膜片前后振动时,线圈切割磁感线产生感应电流,将声音信号转化为电信号,是根据电磁感应原理工作的,A错误,B正确;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,C错误;膜片振动时,金属线圈切割磁感线,会产生感应电动势,D错误。 3.选D　当指针向左偏离O点的距离为s时,与滑块相连的左边弹簧被压缩s,右边弹簧被拉伸s,因而弹簧对滑块的弹力的大小均为ks,且方向均水平向右,即滑块受到的合力大小为2ks,方向水平向右,由牛顿第二定律可知D正确。 4.选D　由于平行板电容器两极板与电池两极相连接,因此两极板间的电压U保持不变,根据场强E=,C=,可判断A项错误,D项正确;再由Q=CU,可知B项错误;由于Q变化,使电容器出现充电、放电现象,显然电流计中电流方向不断变化,C项错误。 5.选AC　根据电容决定式C=可知,电容器的电容变大,说明电容器极板间的电介质板长度增加,则物体沿-x方向运动,A正确,B错误;电介质的介电常数εr越大,电介质板移动相同的位移,电容的变化量ΔC越大,传感器灵敏度越高,C正确;电容器的板间电压变化,电容不发生变化,则传感器灵敏度不变,D错误。 6.选B　车轮停在感应线上时,压力不变,则电压不变,电容器不充电,也不放电,电阻R上没有电流,故A错误;由题图乙可知,当车轮经过感应线时电流先增大后减小,然后再反向增大后减小,因电压是在受压时产生的,故说明电容器先充电后放电,故B正确,C错误;若汽车前轮越过感应线,又倒回线内,则前轮两次压线,仍形成两脉冲电流,符合拍照条件,电子眼仍可拍照,故D错误。 7.选B　热敏电阻的阻值随温度变化得越快,其所制成的温度计对温度的变化越敏感。由题图可知,温度在T2~T3段时热敏电阻的阻值随温度变化得最快。所以B正确。 8.选ABD　由恒温箱原理图可知,若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控制器传递错误信息,导致控制器发出错误指令,故C正确,A、B错误。若加热器出现故障,只有一种可能,即不能加热,而题中加热器一直加热才会使温度持续升高,故D错误。 9.选AB　当环境温度降低时,R2阻值变大,电路的总电阻变大,由I=知I变小,又U=E-Ir,电压表的读数U增大,B正确;又由U1=IR1及P1=I2R1可知U1变小,R1消耗的功率P1变小,D错误;电容器两板间的电压U2=U-U1,U2变大,由电场强度E'=,Q=CU2可知Q、E'都增大,A正确,C错误。 10.选BC　由光敏电阻的特性可知,光照强度越强,电阻越小,电流越大,衔铁被吸引下来,日光灯电路断开;光线不足时,电阻增大,电流减小,衔铁被弹簧拉上去,日光灯电路接通,因此,上面的两接线柱应该和日光灯电路连接,B、C正确。 11.选ACD　由电流表示数随时间变化图线可知,从t1到t2时间内,电流表示数不变且大于I1,说明压敏电阻的阻值不变,压敏电阻所受压力不变,小车做匀加速运动,A正确;从t2到t3时间内,电流表示数逐渐增大,说明压敏电阻的阻值随时间减小,压敏电阻所受压力逐渐增大,小车做加速度逐渐增大的加速运动,B错误;从t3到t4时间内,电流表示数不变且大于I1,说明压敏电阻的阻值不变,压敏电阻所受压力不变,小车做匀加速运动,C正确;从t4到t5时间内,电流表示数不变,为I1,根据题述可知压敏电阻的阻值不变且所受压力为零,小车可能做匀速直线运动或减速直线运动,D正确。 12.解析: 电路图如图所示。 设CD=x,P球平衡时,由平衡条件可得tan θ== ① 根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得I== ② 根据电阻定律可得RL=ρ ③ Rx=ρ ④ 由①②③④式可得U=, 因为水流速度越大,θ越大,所以U越大。 答案:见解析 13.解析:(1)由力的平衡知识有:m0g=kx1, 解得x1=。 (2)放上物体重新平衡后有:m0g+mg=kx2, 解得x2=。 (3)托盘的移动带动P1移动,使P1、P2间出现电势差,电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小,由于R为均匀滑动变阻器,则其阻值与长度成正比。 由闭合电路欧姆定律知:E=IR, 由部分电路欧姆定律知: U=IR串(R串为P1、P2间电阻), =,其中x为P1、P2间的距离, x=x2-x1=,联立解得:m=。 答案:(1)　(2)　(3)m= $