《金版教程》2018-2019学年人教版高中物理选修3-2检测：第六章《传感器》6-1a Word版含解析

第六章传感器2 传感器的应用A级抓基础1．关于传感器，下列说法中正确的是()A．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器C．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器D．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警解析：电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制温度的，选项A 错误；金属热电阻是将热学量转化为电学量的传感器，选项C错误；有的火灾报警器是利用光传感器实现报警，选项D错误．答案：B2．下列关于传感器的说法中正确的是()A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量B．干簧管是一种能够感知电场的传感器C．电子秤应用的是光传感器D．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制解析：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，A错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能起到开关作用，B错误；电子秤应用的是力传感器，C错误，D正确．答案：D3．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是()A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确解析：平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．当有烟雾散射的光照射到光电三极管上时，其电阻变小，所连接的电路接通，就会发出警报，C正确．答案：C4．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有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绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系如图乙所示，下列判断正确的是()A ．从t 1到t 2时间内，小车做匀速直线运动B ．从t 1到t 2时间内，小车做匀加速直线运动C ．从t 2到t 3时间内，小车做匀速直线运动D ．从t 2到t 3时间内，小车做匀加速直线运动答案：DB 级 提能力 5．(多选)如图所示是自动调温式电熨斗的结构图，下列说法正确的是( )A ．常温时上下触点是接触的B ．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C ．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些D ．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些解析：常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A 、B 、D 正确，C 错误．答案：ABD6．某仪器内部的电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态，此时两灯均不亮．若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是()A．当汽车加速前进时，甲灯亮B．当汽车加速前进时，乙灯亮C．当汽车刹车时，甲灯亮D．当汽车刹车时，乙灯亮解析：汽车加速前进时，M与左边触点接触，乙灯亮，所以B 正确；当汽车刹车时，M与右边触点接触，甲灯亮，所以C正确．答案：BC7．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻R G保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当温度等于70 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA 时，热敏电阻的温度是()A．60 ℃B．80 ℃C．100 ℃D．120 ℃解析：如图乙可知，当t＝70 ℃时，热敏电阻阻值R1＝4 kΩ.由闭合电路欧姆定律知E＝I1(R1＋R G)，代入数值可求得：R G＝500 Ω.当I2＝3.6 mA时，设热敏电阻阻值为R2，则E＝I2(R2＋R G)，可求得R2＝2 kΩ，由图乙可知，这时热敏电阻温度t′＝120 ℃.故正确选项为D.答案：D8．(多选)为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)()A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处解析：若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确．当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，I＝UR0＋R1＝0.1 A，故B正确．拉力为400 N 时，由F ＝k Δx ，则Δx ＝4 cm ，对应的电阻为R aP ＝20Ω，R 1接入电路的电阻R Pb ＝5Ω，由闭合电路欧姆定律得，I ＝U R 0＋R Pb＝0.3 A ，故D 错，C 正确．答案：ABC9．某电容式话筒的原理示意图如图所示，E 为电源，R 为电阻，薄片P 和Q 为两金属极板，对着话筒说话时，P 振动而Q 可视为不动，在P 、Q 间距增大过程中( )A ．P 、Q 构成的电容器的电容增大B ．P 上电荷量保持不变C ．M 点的电势比N 点的低D ．M 点的电势比N 点的高解析：薄片P 和Q 为两金属极板，构成平行板电容器，由C ＝εr S4πkd可知，当P 、Q 间距增大过程中即d 增大，电容C 减小，A 错误．电容器始终与电源连接．两极板电压不变．据电容的定义式C＝Q U知电荷量减少，B 错误．Q 板上的正电荷流向M 点经N 点到电源正极，故φM ＞φN ，C 错误，D 正确．答案：D。

第6章《传感器》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．下列关于传感器的说法正确的是（）A．话筒是一种常用的传感器，其作用是将电信号转换为声音信号B．在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中只有声音传感器C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器2．火灾报警器使用的是( )A．光传感器 B．温度传感器 C．湿度传感器 D．气体传感器3．如图1是一种应用传感器监测轨道车运行的实验装置．在轨道某处设置监测点，当车头到达传感器瞬间和车尾离开传感器瞬间，信号发生器各发出一个脉冲信号，由记录仪记录．完成下题．假如轨道车长度为22cm，记录仪记录的信号如图2所示，则轨道车经过该监测点的速度为（）A．0.20cm/s B．2.0cm/s C．22cm/s D．220cm/s4．对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器．它的原理如下：传感器的核心为一惠斯通电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测．由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为( )A．铜 B．合金 C．半导体 D．绝缘体5．在地震救援中，救援队员用多种生命探测仪搜寻废墟下幸存者的具有生命迹象的信息．有一种生命探测仪与自动门、电视机遥控器应用的是同一种类型的传感器，这种生命探测仪应用的传感器是（）A．温度传感器 B．声音传感器 C．红外线传感器 D．压力传感器6．如图所示，R T为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R T上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是( )A．变大 B．变小 C．先变大后变小再不变 D．先变小后变大再不变7．下列说法中不正确的是（）A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C．电视机接收的画面是连续的D．摄像机在1s内要送出25张画面8．图甲是在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1="20" kΩ,R2 ="10" kΩ,R3="40" kΩ,R t为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a、b端电压U ab ≤ 0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压U ab>0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在（）A．10℃ B．20℃ C．35℃ D．45℃9．半导体指纹传感器是在一块半导体基板上阵列了10万个金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面，手指贴在其上与其构成了电容器的另一极。

A级　抓基础1.关于传感器的下列说法正确的是（ ）A.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D.以上说法都不正确解析：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成热敏电阻，A错误，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，C错误.答案：B2.关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是（ ）A.光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大B.光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C.热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D.热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器解析：光敏电阻是把光强转换为电阻的元件；热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻和光敏电阻都是半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，金属铂与热敏电阻的阻值随温度的变化趋势相反，故C错误.答案：A3.如图所示，截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有电流时，导体上、下表面的电势的关系是（ ）A.φM＞φNB.φM＝φNC.φM＜φND.无法判断解析：霍尔效应是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，做定向移动形成的.金属导体中的载流子为电子，根据左手定则，电子受到向下的洛伦兹力作用，向N面运动，则M面剩下正电荷，所以φM＞φN.答案：A4.如图所示，R T为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R T上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是（ ）A.变大B.变小C.先变大后变小再不变D.先变小后变大再不变解析：往R T上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻R T温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小.当酒精蒸发完毕后，R T的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变.故电压表的示数将逐渐变大，最后不变.所以选项D正确.答案：DB级　提能力5.（多选）有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是（ ）A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻解析：在热水中，欧姆表示数变化较大，说明一定是热敏电阻，但欧姆表示数不变化时，只能说明它不是热敏电阻，也有可能是定值电阻或光敏电阻，故选项A正确，B错误；同理选项C正确，D错误.答案：AC6.在如图所示的电路中，路端电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与LED 距离不变.下列说法正确的是（ ）A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C.当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变解析：光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小.当滑动触头P向左移动时，LED支路的电阻减小，电流增大，二极管发出的光增强，光敏电阻的阻值变小，所在支路电流增大，L消耗的功率增大，选项A正确，选项B错误；若滑动触头P向右移动，LED支路的电阻增大，电流减小，二极管发出的光变暗，光敏电阻的阻值变大，所在支路电流减小，L消耗的功率减小，选项C、D错误.答案：A7.（多选）如图是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持I恒定.则可以验证U H随磁感应强度B的变化情况.以下说法中正确的是（工作面是指较大的平面）（ ）A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，U H将变大B.在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C.在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D.改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H 将发生变化解析：将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B 增大，I 恒定，由公式U H ＝知U H 将变大，选项A 正确；地球两极kIB d 的磁场方向沿竖直方向，所以霍尔元件的工作面应保持水平，使B 与工作面垂直，选项B 正确；地球赤道上的磁场方向沿水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向时，B 与工作面垂直，选项C 错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B 垂直工作面的大小发生变化，U H 将发生变化，选项D 正确.答案：ABD8.对于常见的可燃气体浓度的检测，现在一般用催化燃烧检测器.它的原理如下：传感器的核心为一惠斯电桥，其中一桥臂上有催化剂，当与可燃气体接触时，可燃气体在有催化剂的电桥上燃烧，该桥臂的电阻发生明显变化，其余桥臂的电阻不变化，从而引起整个电路的输出发生变化，而该变化与可燃气体的浓度成比例，从而实现对可燃气体的检测.由此可推断有催化剂的桥臂上的电阻材料为（ ）A.铜B.合金C.半导体D.绝缘体解析：可燃气体燃烧后温度升高，造成电阻发生变化，所以此电阻属于热敏电阻，而随温度变化其电阻有明显变化的材料只可能是选项C 中的半导体材料.答案：C9.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的.如图甲所示，电源的电动势E ＝9 V ，内阻不计；G 为灵敏电流表，内阻R g 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是（ ）A.60 ℃B.80 ℃C.100 ℃D.120 ℃解析：在20 ℃时，E＝（R g＋R1）I1，得R g＝500 Ω.在t℃时，E＝（R g＋R2）I2，即9＝（500＋R2）×3.6×10－3，得R2＝2 000 Ω，从题图乙中可以看出t＝120 ℃，故D正确.答案：D。

03 随堂对点训练知识点一光敏电阻及发光二极管1．如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则( )A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势答案 A解析当光照射R3时，R3阻值变小，R4分压变大，a点电势将会升高，所以a点电势高于b点电势。

2．(多选)关于发光二极管，下列说法正确的是( )A．发光二极管能发光，不具有单向导电性B．发光二极管能直接把电能转化成光能C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光答案BD解析发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，A错误；都是由半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才可能处于导通状态，才可能发光，但不一定发光，要求达到一定的电压值，故C错误，D正确；它能直接把电能转化为光能，B正确。

知识点二热敏传感器3．如图是一个火警报警装置的逻辑电路图。

R T是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R 是一个阻值较小的分压电阻。

(1)要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起，在图中虚线处应接入怎样的元件？(2)为什么温度高时电铃会被接通？(3)为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，R的值应大一些还是小一些？答案见解析解析(1)温度较低时R T的阻值很大，R比R T小得多，因此P、X之间电压较大。

要求此时电铃不发声，表明输出给电铃的电压应该较小，输入与输出相反，可见虚线处元件应是“非”门。

(2)当高温时R T阻值减小，P、X之间电压降低，输入低电压时，从“非”门输出的是高电压，电铃响起。

(3)由前面分析可知，若R较大，由于它的分压作用，R T两端的电压不太高，则外界温度不太高时，就能使P、X之间电压降到低电压输入，电铃就能发声。