5.2 常见传感器的工作原理及应用——高二物理人教版（2019）选择性必修二同步课时作业
1.机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯.下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是( )
A.力传感器 B.温度传感器 C.光传感器 D.声音传感器
1.关于传感器，下列说法正确的是( )
A.电饭锅使用了光学传感器对温度进行控制
B.空调使用了声音传感器来进行制冷工作
C.电子秤利用了压力传感器来进行称量
D.霍尔元件是把电学量转化成磁学量进行工作
2.关于传感器，下列说法错误的是( )
A.电子秤所使用的测力装置是力传感器
B.电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体
C.话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转化为声信号
D.干簧管是一种能够感知磁场的传感器，可以起到开关作用
3.某同学打开手机的某款传感器APP，手握手机迅速下蹲，手机记录的图像如图所示，a、b分别为图像的峰值，下列说法正确的是( )
A.该款APP为位移传感器APP
B.该款APP为速度传感器APP
C.峰值a对应时刻，人对地面的压力最大
D.峰值a对应时刻，人对地面的压力最小
4.一个简单的门窗防盗报警装置示意图如图所示，门的上沿嵌入一块永磁体，当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；打开时，蜂鸣器响，指示灯灭。为实现上述功能，最适合的传感器是( )
A.光敏电阻 B.电阻应变片 C.热敏电阻 D.干簧管
5.教学楼过道灯的电路图如图所示，电路中的声传感器和光传感器实质就是声控开关和光控开关。在天黑以后，走过楼道时一跺脚灯就亮了；而白天无论怎样发出声响，灯都不会亮。下列分析正确的是( )
A.白天有光照时，光传感器自动闭合
B.夜晚无光照时，光传感器自动断开
C.有人走动或发出声音时，声传感器自动断开
D.夜晚狂风大作时，过道灯亮了，说明声传感器和光传感器都没坏
6.关于传感器，下列说法正确的是( )
A.所有传感器都是由塑料制成的
B.水银温度计是一种传感器
C.传感器主要是通过感温度的变化来传递信号的
D.金属材料也可以制成传感器
7.执勤交警通常使用的酒精浓度测试仪，其内部电路简化后如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，酒精传感器R的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是( )
A.酒精传感器把电信号转化为非电信号 B.电压表的示数变小
C.电流表的示数变小 D.酒精气体浓度越大，则电源的效率越高
8.如图是一种呼气酒精测试仪的原理图，U恒定，酒精气体传感器的电阻值随接触到酒精气体浓度的变大而变小。下列说法正确的是( )
A.通过传感器的电流与酒精浓度无关
B.酒精浓度越大，通过传感器的电流越小
C.醉酒人员对传感器呼气时，电压表的示数变小
D.醉酒人员对传感器呼气时，电压表的示数变大
9.下列说法正确的是( )
A.电熨斗中的双金属片是温度传感器
B.金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差
C.霍尔元件是能够把磁感应强度这一磁学量转换为电压这一电学量的传感器
D.热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量
10.今年暑假，多地高温干旱，火灾频繁发生。现有一火警预测器的部分原理图，电源电动势E一定，内阻不计，、是定值电阻，是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。开关S闭合后，在正常室温下电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现若火情出现室温升高，下列说法正确的是( )
A.M点的电势降低 B.两端电压增大
C.液滴向上运动 D.中有向左的电流
11.如图所示，干簧管放在磁场中时两个舌簧能被磁化。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
12.为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示。M为烟雾传感器，其阻值随着烟雾浓度的变化而改变，电阻R为可变电阻。当车厢内有人抽烟时，烟雾的浓度增大，导致报警装置S两端的电压增大，发出警报。下列说法正确的是( )
A.随烟雾浓度的增大而增大 B.随烟雾浓度的增大而减小
C.若要提高报警灵敏度，可增大R D.若要提高报警灵敏度，可减小R
13.某研究小组利用传感器研究外力作用下物体的落体运动，得到质量为m的物体在竖直向下运动时的速度v随下降高度h变化关系，如图所示。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.物体做匀变速直线运动
B.物体的加速度与落下的高度成正比
C.物体下落高度2时的加速度大小为g
D.物体从下落到3的过程中，除重力之外的力做功为
14.金属热电阻和热敏电阻都能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，所以都可以用于制作温度传感器。它们的电阻随温度的变化规律如图所示。下列说法正确的是( )
A.图线a是金属热电阻的电阻随温度变化的曲线，用它来测量温度，测量范围大，稳定性好
B.图线a是金属热电阻的电阻随温度变化的曲线，它的电阻随温度的变化非常明显
C.图线b是热敏电阻的电阻随温度变化的曲线，用它来测量温度，测量范围大，稳定性好
D.图线b是热敏电阻的电阻随温度变化的曲线，它的电阻随温度的变化非常明显
15.某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R是可变电阻。控制开关电路具有下列特性：当电压表示数小于某一数值U时，控制开关处于断路状态；当电压表示数大于U时，控制开关接通电路，M开始运转。电路两端的电压恒定，下列说法中正确的是( )
A.环境温度升高时，电压表示数变大
B.可变电阻R阻值调大时，电压表示数变大
C.可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度降低
D.若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作
答案以及解析
1.答案：C
解析：机器人装有作为眼睛的“传感器”，通过感光原理而确定障碍物，所以机器人的眼睛应该为光传感器，故C项正确，ABD项错误。
综上所述，本题正确答案为C。
2.答案：C
解析：A.电子秤所使用的测力装置是力转换成油信号来显示被测物体质量的大小，属于力传感器，故A正确;B.电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体，故B正确;C.话筒是一种常用的声音传感器，是将声信号转化为电信号，故C错误;D.干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能够把磁信号转变为电路的通断，故D正确。本题选不正确的，故选C。
3.答案：C
解析：AB.手握手机迅速下蹲，则物体的位移一直增大，速度先增大后减小，结合力与运动的关系可知，该款APP为加速度传感器APP，故AB错误；CD.峰值a对应的时刻，物体的加速度向上且达到最大，所以此时人对地面的压力最大，峰值b对应的时刻，物体的幼加速度向下且达到最大，所以此时人对地面的压力最小，故C正确，D错误。故选C。
4.答案：D
解析：根据题意，应使用干簧管，使得门动时穿过干簧管磁通量变化，产生感应电流。
故选D。
5.答案：D
解析：ABC.根据题意可知，白天有光照时，光传感器自动断开，夜晚无光照时，光传感器自动闭合，有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合，两个开关同时闭合，灯就会自动亮，故ABC错误;D.夜晚狂风大作时，过道灯亮了，说明声传感器和光传感器都没有损坏，故D正确。故选D。
6.答案：D
解析：AD.传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，故A错误，D正确;B.水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，故B错误;C.传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，故C错误;故选D。
7.答案：B
解析：A.酒精浓度传感器的作用是检测酒精浓度并转化为电信号，是将非电信号转变为电信号，故A错误；BC.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，酒精传感器R的阻值减小，回路的总电阻减小，由闭合回路欧姆定律可知，回路中电流增大，即电流表的示数变大，由可知，U减小，即电压表的示数变小，故B正确，C错误；D.根据题意，设外电路总电阻为R，路端电压为U，干路电流为I，则电源的效率为酒精气体浓度越大，酒精传感器的阻值越小，外电路总电阻越小，电源的效率越低，故D错误。故选B。
8.答案：D
解析：酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中，电压表测两端的电压，酒精气体传感器的电阻值随接触到酒精气体浓度的变大而变小，测试到的酒精气体浓度越大则传感器的电阻越小，根据欧姆定律可知电路中电流越大，两端的电压越大，所以U越大。故选D。
9.答案：ABC
解析：A.利用双金属片温度传感器可以控制电熨斗的温度，故A正确；
B.金属热电阻由金属材料制成，其化学稳定性好，但灵敏度差，故B正确；
C.霍尔元件是能够把磁感应强度这一磁学量转换为电压这一电学量的传感器，故C正确；
D.热敏电阻是把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故D错误。
故选ABC。
10.答案：CD
解析：根据题意可知，电路稳定时，电容器两端电压等于两端电压，电液滴恰好能静止在M点，则有
火情出现室温升高，电阻减小，外电路的总电阻减小，由闭合回路欧姆定律可知，电路中的电流增大，路端电压减小
ACD.由于电路中的电流增大，两端的电压增大，电容器两板间电压增大，M点的电势升高，电容充电，则中有向左的电流，由可知，电容器两板间电场强度变大，电场力变大，液滴向上运动，故A错误，CD正确；
B.由于路端电压减小，两端的电压增大，可知，两端电压减小，故B错误。
故选CD。
11.答案：CD
解析：干簧管能感知磁场，因为两个舌簧由软磁性材料制成，当周围存在磁场时，两个舌簧被磁化，就会相互吸引，所以是作开关来使用，作为控制元件以实现自动控制的，选项CD正确，AB错误。
故选CD。
12.答案：BC
解析：利用“极限思维”:只要掌握一个规律，两只电阻并联时，其总电阻总是比较其中最小的那个阻值还小。因此，题目要求S两端的电压增大最明显，也就是意味着要求电路中的电流增加的范围最大，即等效电源的内阻减小范围最大，此时利用极限法。S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小，即变小，则有随着烟雾浓度的增大而减小，选项A错误，B正确。R越大，M与R并联的电阻越接近，U增大越明显，导致S两端电压变化越明显，选项C正确，D错误。
13.答案：BC
解析：AB.由图可知，物体的速度随位移均匀变化，即所以
即物体的加速度与速度成正比，也与下落的高度成证比，故A错误，B正确;
C.由图可知，当物体下落时，有
所以物体下落高度2时的加速度大小为故C正确;
D.物体从下落到3的过程中，根据动能定理可得
解得
故D错误。故选BC。
14.答案：AD
解析：金属热电阻的电阻率会随温度的升高而增大，所以电阻也会随温度的升高而增大，为图线a，由于它的电阻与温度呈线性关系，所以用它来测量温度，测量范围大，稳定性好，常用来制成温度计，故选项A正确，选项B错误；图线b是热敏电阻的电阻随温度变化的曲线，它的电阻随温度的变化非常明显，故选项C错误，选项D正确。
15.答案：ABC
解析：A.当环境温度升高时，半导体热敏电阻阻值减小，则电路中的电流增大，可变电阻R两端的电压增大，电压表示数变大，故A正确；
B.可变电阻R阻值调大时，可变电阻R的分压变大，则电压表示数变大，故B正确；
C.可变电阻R阻值调大时，电压表示数变大，当电压表示数大于U时，控制开关接通电路，M开始运转，故排风扇会提前工作，即临界温度降低，故C正确；
D.若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，当温度升高时，其阻值增大，导致电压表示数变小，则开关会处于断开状态，起不到散热排风的作用，故D错误。
故选ABC。
