5.2 常见传感器的工作原理及应用 课时对点练-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第2节 常见传感器的工作原理及应用 课时对点练 基础对点练 一、选择题: 考点一　传感器及其工作原理 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．传感器担负着信息采集的任务 B．干簧管是一种能够感知磁场的传感器 C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件 D．传感器是把力、温度、光、声、化学成分等被测量转换为电信号的主要工具 2．(多选)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的作用 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的作用 D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 考点二　常见传感器及其应用 3.如图所示，是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极．在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的 (　　) A．距离变化 B．正对面积变化 C．电介质变化 D．电压变化 4．街道旁的路灯利用半导体的电学特性制成了白天自动熄灭，夜晚自动点亮的装置，该装置利用了半导体的(　　) A．光敏性 B．压敏性 C．热敏性 D．三个特性同时应用 5．如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏转角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏转角为θ′，则可判断(　　) A．θ′＝θ B．θ′＜θ C．θ′＞θ D．不能确定 6．(多选)电容式传感器是将非电信号转换为电信号的装置．由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，如图2所示是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是(　　) A．甲图的传感器可以用来测量角度 B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度 C．丙图的传感器可以用来测量压力 D．丁图的传感器只能用来测量速度 7．(多选)如图为电阻R随温度T变化的图线．下列说法中正确的是(　　) A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的 B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的 C．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 D．图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高 8.在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性的实验时，安装好如图所示装置．向杯内加入冷水，温度计的示数为20 ℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为60 ℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是(　　) A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量 B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量 C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡 D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡 9．如图是安装在潜水器上深度表的电路简图，显示器由电流表(电阻不计)改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源电动势不变，内阻为r，定值电阻阻值为R0，在潜水器下潜过程中，电路中有关物理量的变化情况是(　　) A．通过显示器的电流减小 B．R0两端的电压增大 C．传感器两端的电压增大 D．电路的总功率减小 能力综合练 一、选择题: 10．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，其工作原理如图甲所示．将压敏电阻和一块挡板固定在水平光滑绝缘小车上，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，0～t1时间内小车向右做匀速直线运动，下列判断正确的是(　　) A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动 B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动 C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动 D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动 11.霍尔元件是一种磁传感器，是实际生活中的重要元件之一．如图9所示为长度一定的霍尔元件，在该元件中通有方向从E到F的恒定电流I，在空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，霍尔元件中的载流子为负电荷．则下列说法正确的是(　　) A．该元件能把电学量转化为磁学量 B．左表面的电势高于右表面 C．如果用该元件测赤道处的磁场，应保持元件上表面呈水平状态 D．如果霍尔元件中的电流大小不变，则左、右表面的电势差与磁场的磁感应强度成正比 12．(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，如图甲所示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 13.(多选)如图所示，理想变压器的原线圈与定值电阻r串联，副线圈接热敏电阻RT(温度升高，阻值减小)，在正弦交流电源的电压U0不变的情况下，下列说法正确的是(　　) A．当RT的温度升高时，原线圈两端的电压一定减小 B．当RT的温度升高时，原线圈中的电流一定减小 C．当RT的温度降低时，r消耗的功率一定减小 D．当RT的温度降低时，r消耗的功率一定增大 2． 计算题： 14．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的．在图甲中，电源的电动势E＝9.0 V，电源内电阻可忽略不计；G为小量程的电流表，电流表内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻值随温度的变化关系如图乙的R－t图线所示．闭合开关S. (1)当R的温度等于40 ℃时，电流表示数I1＝2.25 mA，求电流表内阻RG； (2)当电流表的示数I2＝4.5 mA时，求热敏电阻R的温度． 参考答案： 1.答案　ABD解析　传感器的任务就是采集信息，选项A正确；干簧管的主要构造是由平时不接触的两个极易被磁化的软磁性材料组成的，它们靠近磁场时被磁化后相互吸引而接触，选项B正确；电视遥控接收器中使用了红外线传感器，选项C错误；由传感器的定义知，选项D正确． 2.答案　CD解析　干簧管能感知磁场，当两个簧片所处位置有磁场时，两个簧片被磁化而接通，所以可作开关来使用，当磁场靠近或远离的时候，就会实现闭合或断开，故C、D正确，A、B错误． 3.答案　A解析　振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号，故A正确． 4.答案　A解析　要求路灯夜晚亮，白天熄，可知光的强弱导致电路电流变化，所以电路中利用光传感器使电阻变化，实现自动控制，即利用半导体的光敏性，A正确，B、C、D错误． 5.答案　B 6.答案　ABC 7.答案　BD解析　金属热电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，故A错误，B正确；图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大，但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小，但灵敏度高，故C错误，D正确． 8.答案　D解析　多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源，故不能选用电流挡，A、B错误；当温度升高时多用电表指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用欧姆挡倍率小的挡，C错误，D正确． 9.答案　B解析　在潜水器下潜过程中，压力传感器受到的压力越来越大，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，所以电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律I＝可知电路中的总电流增大，即通过显示器的电流增大，故A错误；R0两端的电压U＝IR0，电路中的电流增大，则U增大，故B正确；传感器两端的电压U传＝E－I(R0＋r)，由于I增大，E、R0、r都不变，则传感器两端的电压减小，故C错误；由P＝EI可知，电路的总功率增大，故D错误． 10.答案　D解析　分析题图乙中电流随时间的变化关系可以得出，在t1～t2时间内，电流增大，表明题图甲中压敏电阻的阻值逐渐减小，即压敏电阻受到的压力逐渐增大，所以可判断小车在向右做加速度逐渐增大的加速运动；在t2～t3时间内，电流在较大数值上保持恒定，说明电阻保持一个较小值，即受到的压力保持恒定，说明小车在向右做匀加速直线运动，故选项D正确. 11.答案　D解析　霍尔元件是把磁学量转换为电学量，A错误；由于霍尔元件中的载流子为负电荷，则负电荷的运动方向由F到E，由左手定则可知负电荷向左表面偏转，则右表面的电势高，B错误；如果用该元件测赤道处的磁场，由于地磁场与水平面平行，因此如果霍尔元件的上表面保持水平，则无电压产生，C错误；根据qvB＝q得，U＝Bdv，又I＝nqSv，联立解得U＝，可知保持电流不变，则左、右表面的电势差与磁感应强度成正比，D正确． 12.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，进而可知，每小时该传送带输送3 600个工件，故选项B、C正确． 13.答案　AC解析　设变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，当RT的温度升高时，其阻值减小，副线圈的电流I2增大，根据＝，可知原线圈的电流I1增大，根据U0＝I1r＋U1，可知原线圈两端的电压U1减小，故A正确，B 错误；同理，当RT的温度降低时，其阻值增大，副线圈的电流I2减小，根据＝，可知原线圈的电流I1减小，根据P＝I12r，可知r消耗的功率一定减小，故C正确，D错误． 14.答案　(1)500 Ω　(2)140 ℃ 解析　(1)由R－t图像得，当t＝40 ℃时，R1＝3 500 Ω， 再由I1＝，得RG＝500 Ω (2)I2＝，代入数据得：R2＝1 500 Ω 由R－t图像可知，此时的温度是140 ℃. 学科网（北京）股份有限公司 $