课时跟踪检测(二十) 大显身手的传感器（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版）

课时跟踪检测(二十)　大显身手的传感器 1．在公共场所装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，自动干手机内的传感器就会开通电热器加热，喷出热空气将手烘干。自动干手机使用的传感器应该是(　　) A．磁传感器　　　　　 B．红外线传感器 C．力传感器 D．声传感器 2．(双选)下列关于传感器的说法中，正确的是(　　) A．测温枪是应用红外线传感器来测量体温的 B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 C．指纹识别器是应用压力传感器来识别指纹的 D．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量 3．(2025·山东东营高二月考)传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若电流从灵敏电流计“＋”接线柱流进时指针向右偏，从“－”接线柱流进时指针向左偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是(　　) A．电容器的电容将减小 B．M点的电势比N点的低 C．灵敏电流计指针向左偏转 D．若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化 4．(双选)某加速度传感器的原理示意图如图所示，其被固定在被测对象的水平面上。传感器中的电源电动势和内阻均恒定，滑动变阻器的滑片到滑动变阻器两端的阻值与它到滑动变阻器两端的距离成正比，滑片与滑块(质量恒定)固定在一起，它们可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用轻弹簧拉着。滑块处于平衡状态时，滑片恰好位于滑动变阻器中央，此时电压表指针也恰好指在刻度盘的中央。下列说法正确的是(　　) A．当滑块具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向右偏转 B．当电压表的指针指在零刻度时，滑块的加速度方向一定沿图示方向 C．滑块的加速度大小与电压表指针的刻度成正比 D．滑块的加速度大小与电压表指针偏离中央的角度成正比 5．(双选)电容式加速度传感器在安全气囊、手机移动设备等方面应用广泛，其工作原理简化为如图所示的示意图。质量块左侧连接轻质弹簧，右侧连接电介质。弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动以改变电容器的电容，则下列说法正确的是(　　) A．电介质插入极板间越深，电容器的电容越大 B．若传感器以恒定加速度向左运动，则电路中有由a向b的电流 C．若传感器以恒定加速度向右运动，则电路中有由a向b的电流 D．若传感器运动时向右的加速度逐渐增大，则电路中有由a向b的电流 6．如图是苹果自动分拣装置的示意图，该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在电阻R1上，R1的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压较小，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时，R2两端能够获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量m0为该装置的分拣标准，下列说法正确的是(　　) A．压力越小R1越小 B．调节R2的大小不可以改变苹果的分拣标准 C．若要提高分拣标准，可只适当减小R2的阻值 D．若要提高分拣标准，可只增大电路中电源的电动势 7．如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，R0是定值保护电阻。日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电；光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起。下列关于该电路分析正确的是(　　) A．该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大 B．增加电源电动势可以增加路灯照明时间 C．增大保护电阻R0阻值可延长每天路灯照明时间 D．并联更多的LED路灯可延长每天路灯照明时间 8．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值)，压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示，则(　　) A．t1时刻，小球动能最小 B．t2时刻，弹簧的弹性势能最小 C．t2～t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少 D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能 9．(2025·江苏南京高二阶段检测)某力敏电阻的阻值随着压力的增大而线性减小。一同学利用该力敏电阻设计了判断小车在水平方向上运动状态的装置。其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，之间放置一个光滑绝缘重物M，重物与挡板之间通过轻弹簧连接。某次实验中，电压表示数随时间变化关系如图乙所示，已知0～t1时间内，小车处于静止状态，则(　　) A．0～t1时间内，弹簧处于原长状态 B．t1～t2时间内，小车的加速度随时间均匀增大 C．t1～t2时间内，小车做匀变速直线运动 D．t2～t3时间内，小车可能向左做匀减速直线运动 10．(2025·厦门高二联考)如图甲所示是电饭锅的电路图，S1是一个限温开关，其内部结构如图乙所示，按下此开关按钮，两触点闭合，当温度达到居里点(103 ℃)时此开关会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于70 ℃时会自动闭合，温度高于80 ℃时会自动断开，R1是限流电阻，R2是加热电阻。下列说法正确的是(　　) A．当感温磁体的温度达到居里点(103 ℃)时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，在弹簧和磁体重力的作用下，两触点断开 B．开始煮饭时，若不按下限温开关S1一样可以把饭煮熟 C．电饭锅的饭煮熟后可以长时间保持米饭的温度在70 ℃到103 ℃之间 D．用电饭锅烧水，当水沸腾后限温开关S1也会自动断开 11．(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，小铅球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。为了测定水流对小铅球作用力的大小，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。 12．(12分)在科技小组活动中亮亮同学受图1所示电子秤的启发，自行设计了一个电子秤，其原理如图2所示，他试图用电压表(图中暂未画出)的示数来反应物体质量的大小。设电源的电压为U恒定，定值电阻的阻值为R0，滑动变阻器的总电阻为R，总长度为L，滑动触头固定在安放托盘的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起自由滑动，已知对托盘每施加1 N的压力时，弹簧的长度就会缩短a。当托盘中不放物体时，滑动触头指在最上端，此时电压表的示数为零；当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到某一位置，于是电压表就指示出相应的示数。(重力加速度为g) (1)若在托盘上放一质量为m的物体，则滑动触头向下移动多大的距离？(3分) (2)请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表；(3分) (3)求出电压表的示数U表与待测物体质量m之间的关系式(用已知量的符号表示)。(6分) 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(二十) 1．选B　手靠近干手机时，红外线传感器通过接收身体表面辐射出来的红外线来启动加热装置工作，故B正确，A、C、D错误。 2．选AD　一切物体均能发出红外线，测温枪是应用红外线传感器来测量体温的，故A正确；话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故B错误；指纹识别器是应用电容传感器来识别指纹的，故C错误；光敏电阻能够把光照强弱变化转化为电阻大小的变化，故D正确。 3．选B　当待测压力突然增大时，F向上压可动电极，由C＝，可知d减小，电容增大，A错误；由题可知，电容器的电压不变，若F向上压可动电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成逆时针方向的电流，则灵敏电流计指针向右偏，电流从N流向M，故M点的电势比N点的低，C错误，B正确；若电流计示数稳定且不为零，说明电容器正在充、放电，电容器的电容变化，说明压力F变化，D错误。 4．选BD　当滑块具有题图示方向的加速度a时，滑块向左移动，带动滑动变阻器的滑片移向中点左方，则电压表所测电压变小，示数减小，指针将向左偏转，故A错误；当电压表的指针指在零刻度时，滑片位于滑动变阻器R左端，滑块的加速度方向沿题图示方向，故B正确；设滑块偏离中间位置x距离，滑动变阻器单位长度的电阻为r，流过滑动变阻器的电流为I，电压表示数变化量为ΔU＝Ixr，设弹簧的弹性系数为k，由牛顿第二定律得2kx＝ma，解得a＝，故C错误，D正确。 5．选AD　电介质插入极板间越深，根据电容的决定式C＝可知此时介电常数εr越大，故电容器的电容越大，故A正确；若传感器以恒定加速度向左运动或者向右运动，可知此时弹簧长度保持不变，电容器中电介质的长度不变，电容器电容不变，带电量不变，故电路中无电流，故B、C错误；若传感器运动时向右的加速度逐渐增大，此时弹簧长度逐渐变短，电容器中电介质的长度变短，故电容器的电容越来越小，电容器两端的电压不变等于电源电动势，根据Q＝CU可知电容器的带电量在减小，电容器在放电，电路中有由a向b的电流，故D正确。 6．选C　由题可知，小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压较小，则根据闭合电路的欧姆定律有E＝IR1＋I(R并＋r)，可知压力越小R1应该越大，故A错误；根据闭合电路的欧姆定律有E＝I(R1＋r)＋IR并，当适当减小R2的阻值，则R并减小，在R1不变的情况下I增大，此时R2两端的电压比没有减小R2时的电压小，则分拣出的大苹果最小质量比m0大；若只增大电路中电源的电动势，同理也会让I增大，此时R2两端的电压比没有增大电路中电源的电动势时的电压大，则可分拣出的大苹果最小质量比m0小，故C正确，B、D错误。 7．选C　日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，根据闭合电路欧姆定律，控制电路中电阻变小，电流变大，衔铁被吸下，故光敏电阻R阻值随光照强度增大而减小，故A错误；电动势增大、电阻不变情况下，电流增大，电磁继电器把衔铁吸下，减少了路灯照明时间，故B错误；增大保护电阻R0，减小了电流，延长了照明时间，故C正确；LED路灯的盏数不影响控制电路，考虑到蓄电池容量一定，可能会减少照明时间，故D错误。 8．选D　t2时刻，电流表示数最大，表示压力传感器的电阻阻值最小，故压力传感器受到的压力最大，说明此时小球把弹簧压缩到最低点，小球动能最小，弹簧的弹性形变程度最大，弹性势能最大，故A、B错误；t2～t3这段时间内，电流表示数变小，表示压力传感器的电阻阻值增大，故压力传感器受到的压力减小，说明此时是弹簧把小球弹起的过程，弹簧的弹性势能转化成小球的动能和重力势能，故弹簧的弹性势能逐渐减少，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能，故C错误，D正确。 9．选D　0～t1时间内电压表示数不变，说明力敏电阻所受压力不变，由题意可知，弹簧上一定有力，M处于静止状态，合力为零，力敏电阻对M的弹力水平向左，弹簧对M的弹力水平向右，所以在0～t1时间内弹簧处于压缩状态，故A错误；t1～t2时间内，R两端电压均匀减小，电路中电流均匀减小，力敏电阻阻值变大，设t＝t1时电路中电源和R的总电阻为R0，电路中电流为I0，由闭合电路的欧姆定律得I＝，解得F＝－，由题图乙可知I＝I0－k0t，解得F＝－，物块的加速度a＝，T为弹簧弹力，大小不变，所以小车的加速度随时间不是均匀变化，故B、C错误；t2～t3时间内，电流不变，力敏电阻上所受压力不变，且M受到弹簧向右的力大于力敏电阻对M的压力，可知M的加速度向右且大小不变，所以小车可能向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动，故D正确。 10．选A　当感温磁体的温度达到居里点(103 ℃)时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，在弹簧和磁体重力的作用下，使得两触点断开，故A正确；如果开始煮饭时不按下限温开关S1，由于S2的作用，当锅内温度低于70 ℃时S2会自动闭合，从而对锅加热，但当温度高于80 ℃时S2会自动断开，使电饭锅处于保温状态，因此锅内的温度会控制在70 ℃到80 ℃之间，而无法将饭煮熟，故B、C错误；用电饭锅烧水，水沸腾后水的温度会保持100 ℃不变，温度不能达到居里点(103 ℃)，因此限温开关S1不会自动断开，故D错误。 11．解析：电路图如图所示。 设CD＝x，小铅球P平衡时，由几何知识可得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＝ρ③ Rx＝ρ④ 由①②③④式可得U＝， 因为水流速度越大，θ越大，所以U越大。 答案：见解析图 12．解析：(1)物体所受的重力为G＝mg 由平衡条件及牛顿第三定律可知，物体对托盘的压力F＝G＝mg 由题意可知弹簧的弹力与压缩量成正比，所以滑动触头向下移动的距离ΔL＝mga。 (2)电压表在使用时必须并联到被测电阻上，且滑动触头指在最上端时，电压表的示数为零；所以符合要求的电压表位置如图。 (3)待测物体质量为m时，滑动变阻器滑动触头上方电阻丝的电阻值为R′＝R＝R 由题图可知电阻R0和滑动变阻器串联，由欧姆定律得电路中的电流I＝＝ 滑动触头上方电阻丝两端的电压，即电压表的示数为 U表＝IR′＝×R＝。 答案：(1)mga　(2)见解析图　(3) $