5.3 传感器的应用举例——高二物理教科版（2019）选择性必修二同步课时作业
1.传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是( )
A.给货车称重的地磅使用了光传感器
B.酒店大厅的自动门使用了力传感器
C.空调的控温系统使用了温度传感器
D.夜间自动打开的路灯使用了红外线传感器
2.传感器的应用越来越广泛，以下关于传感器在生产生活中的实际应用，说法正确的是( )
A.宾馆的自动门能“感受”到人走近，主要利用的是声音传感器
B.电梯能对超出负载作出“判断”，主要利用的是力传感器
C.交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作
D.红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
3.传感器已广泛应用在生产、生活中。关于传感器，下列说法正确的是( )
A.霍尔元件可以把电学量转化为磁学量
B.热敏电阻是把热量转化为电阻的敏感性元件
C.话筒是将电信号转化为声信号的一种声音传感器
D.干簧管作为磁传感器，常被用于控制电路的通断
4.传感器已广泛应用于日常生活，下列关于传感器的说法正确的是( )
A.电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用的是红外传感器
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的，在电路中能起到开关的作用
C.全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置应用的是压力传感器
D.热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，但是金属热电阻不能
5.某科研团队通过传感器收集并分析运动数据，为跳高运动员的技术动作改进提供参考。图为跳高运动员在起跳过程中，其单位质量受到地面的竖直方向支持力随时间变化关系曲线。图像中10.10s至10.35s内，曲线下方的面积与阴影部分的面积相等。已知该运动员的质量为60kg，重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A.起跳过程中运动员的最大加速度约为
B.起跳过程中运动员所受合力的冲量大小约为
C.起跳时运动员的动量约为
D.起跳后运动员重心上升的平均速度大小约为3m/s
6.电熨斗在达到设定温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它与设定温度差不多，在熨烫不同织物时，通过如图所示双金属片温度传感器控制电路的通断，从而自动调节温度，双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属。下列说法正确的是( )
A.温度升高时，双金属片会向上弯曲
B.调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定温度降低
C.调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定温度升高
D.适当增加输入电压，可以使设定温度升高
7.如图所示为某汽车的加速度传感器的俯视图。金属块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧另一端与电容器均固定在外框上，金属块可带动电介质相对于外框左右移动（不能上下移动），电容器与电源连接，并串联计算机的信号采集器。关于该传感器的说法正确的是( )
A.汽车保持静止时，电容器不带电
B.汽车静止时与直线运动时，电容器的电容可能相同
C.汽车由静止突然向右加速，电路中有逆时针方向的电流
D.汽车向右做匀加速运动过程中，电路中始终有顺时针方向的电流
8.电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是( )
A.甲图中，力F增大过程中，电流计中的电流从a流向b
B.乙图中，手指作为电容器一电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上不能正常操作
C.丙图中，油箱液位上升时，电容变小
D.丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于放电状态
9.如图所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法正确的是( )
A.严重污染时，LDR是高电阻
B.轻度污染时，LDR是高电阻
C.无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定
D.该仪器不会受到白天光照的影响
10.传感器在生产生活中的应用越来越广泛，以下说法正确的是( )
A.干簧管是感知电场的传感器
B.话筒是将电信号转化为声音信号的传感器
C.电梯能对超出负载作出“判断”，主要利用的是力传感器
D.检测汽车尾气排放是否符合标准，主要利用的是热传感器
11.某自动洗衣机的控水装置原理图如图所示，洗衣缸的下部与上端封闭的竖直均匀细管相通，细管上部与压力传感器相接，当洗衣缸中的水面上升到一定高度时，压力传感器使进水阀门关闭，从而达到自动控水的目的。某次洗衣缸进水，细管内空气柱的压强达到时压力传感器使洗衣缸停止进水，已知外界大气压为，水的密度为ρ，重力加速度为g，细管长度为l，进水过程可视为细管内气体温度不变，洗衣缸的上部与大气相通，则此次停止进水时洗衣缸的水位高度为( )
A. B. C. D.
12.传感器能够把非电学量转化为电学量，可以很方便地测量、传输、处理和控制各项参数。下列说法正确的是( )
A.电容式位移传感器是通过改变两极板电压改变电容的
B.光敏电阻在传感器中的作用是将光信号转化为电信号
C.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
D.全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置利用了温度传感器
13.如图所示是电饭锅的结构示意图。电饭锅中的感温铁氧体在常温下具有铁磁性，能被永磁体吸引，当温度上升到约103 ℃（称为感温铁氧体的“居里点”）时，就会失去铁磁性，不能被永磁体吸引。在电饭锅工作过程中，下列说法错误的是( )
A.煮饭时手压开关按钮，永磁体与感温铁氧体相吸同时接通电路
B.当锅底水分刚好被大米全部吸收时，电饭锅立即自动断电
C.当感温铁氧体的温度达到“居里点”时，电饭锅自动断电
D.若用电饭锅烧水至沸腾时，感温铁氧体与永磁体仍吸在一起
14.关于传感器，下列说法正确的是( )
A.自动门上安装的是温度传感器
B.干簧管是将磁感应强度转换为电阻的一种元件
C.话筒内有传感器，该传感器是根据电磁感应原理工作的
D.交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作
15.生活中离不开物理，物理知识在生活中应用非常广泛，下列说法不正确的是( )
A.电饭锅是利用力传感器原理
B.光控路灯是利用光敏电阻传感器
C.变压器是利用了互感现象原理
D.电磁炉是利用交流电的涡流现象原理
答案以及解析
1.答案：C
解析：给货车称重的地磅使用了力传感器，上下应变片发生形变，电阻变化，输出两个应变片电压差值反映力的大小，A错误；酒店大厅的自动门使用了红外线传感器，B错误；空调的控温系统使用了温度传感器，C正确；夜间自动打开的路灯使用了光传感器，D错误。
2.答案：B
解析：A.宾馆的自动门能“感受”到人走近，是因为安装了红外线传感器，从而能感知红外线，导致门被打开，A错误；
B.通过压力传感器，可以使电梯判断是否超出负载，即电梯能对超出负载作出“判断”，主要利用的是力传感器，B正确；
C.酒精测试仪是气敏传感器，是靠化学反应来工作的，故C错误；
D.红外测温枪是通过接收人体向外辐射的红外线，从而测量人体温度，D错误。
故选B。
3.答案：D
解析：霍尔元件可以把磁学量转化为电学量，A错误；热敏电阻是把温度这个热学量转化为电阻这个电学量的敏感性元件，B错误；话筒是将声信号转化为电信号的传感器，C错误；干簧管作为磁传感器，通过磁化可以使弹簧片接触或断开，经常被用于控制电路的通断，D正确。
4.答案：C
解析：A.电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用的是温度传感器，选项A错误；
B.当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化相互吸引而接通，当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，两簧片又分开，在电路中能起到开关的作用，选项B错误；
C.全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，由于不同段位受到的压力不同，所以该装置是利用压力传感器制成，故C正确；
D.热敏电阻或金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，选项D错误。
故选C。
5.答案：C
解析：A、由图像可知，运动员受到的最大支持力约为
根据牛顿第二定律可知，起跳过程中运动员的最大加速度约为
故A错误；
B.图像与时间轴围成的面积代表冲量，起跳过程中支持力的冲量为
起跳过程中运动员所受合力的冲量大小约为
故B错误；
C.起跳时运动员的动量约为
故C正确；
D.根据动量定理可得
得
则起跳后运动员重心上升的平均速度为
故D错误。
故选C。
6.答案：B
解析：A.当温度升高时，金属片向膨胀系数小的发生弯曲，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属片，所以温度升高时，双金属片会向下弯曲，触点断开，故A错误；
BC.调节调温旋钮，使螺丝上移并推动弹性铜片上移，使双金属片只要稍向下弯曲，就能使触点断开，调节前后对比，双金属片向下弯曲程度要小一些，温度要更低一些，故B正确，C错误；
D.电压不影响设定温度，故D错误。
故选B。
7.答案：B
解析：汽车保持静止时，，电容器带电，故选项A错误；汽车静止时与匀速直线运动时，电介质位置相同，电容器的电容相同，故选项B正确；当汽车向右加速运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力变大，弹簧伸长，则电介质相对于电容器向左运动，电容器电容变大，因两极的电压不变，则电容器的电荷量变大，电路中有顺时针方向的电流，故选项C错误；汽车向右做匀加速运动过程中，加速度不变，弹簧伸长量不变，电容器充电完成后，不再有电流，故选项D错误。
8.答案：B
解析：A.根据电容的定义式与决定式有
，
解得
甲图中，电容器极板之间电压一定，力F增大过程中，电容器两极板之间间距减小，可知电容器极板所带电荷量增大，电容器上极板带正电，可知，上极板失电子，电流计中的电流从b流向a，故A错误；
B.手指是导体，可以作为电容器的一个电极，绝缘笔是绝缘体，不能够作为电极，即绝缘笔在电容式触摸屏上不能正常操作，故B正确；
C.根据上述有
丙图中，油箱液位上升时，电容器间电介质增多，介电常数变大，则电容变大，故C错误；
D.根据上述有
丁图中，电容器极板之间电压不变，当传感器由静止突然向左加速时，电介质加速度方向向左，电介质相对传感器向右移动，介电常数变大，则极板所带电荷量增大，电容器处于充电状态，故D错误。
故选B。
9.答案：A
解析：严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天自然光强度较强，会对LDR造成影响，D错。
10.答案：C
解析：A.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A错误；
B.话筒是一种声传感器，即将声音信号转化为电信号的传感器，故B错误；
C.通过压力传感器，可以使电梯判断是否超出负载，即电梯能对超出负载作出“判断”，主要利用的是力传感器，故C正确；
D.检测汽车尾气排放是否符合标准，主要利用的是气体传感器，故D错误。
故选C。
11.答案：B
解析：设细管横截面积为S，细管内气体的初始压强为，当洗衣缸停止进水时气体的压强为，设空气柱的长度为，对细管内的封闭气体分析，由玻意耳定律得，解得，设此时两侧液面的高度差为h，则，解得，则洗衣缸的水位高度为，B正确。
12.答案：B
解析：电容式位移传感器是通过改变两极板电容改变电压的，故选项A错误；光敏电阻在传感器中的作用是将光信号转化为电信号，故选项B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，故选项C错误；全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置利用了压力传感器，故选项D错误。
13.答案：B
解析：煮饭时手压开关按钮，永磁体与感温铁氧体相吸，同时接通电路，A正确；在1个标准大气压下水的沸点是100 ℃，即水在沸腾后的温度为100 ℃，则当锅底水分刚好被大米全部吸收时温度还是100 ℃，没有达到感温铁氧体的“居里点”，感温铁氧体不会失去铁磁性，则感温铁氧体与永磁体仍吸在一起，电饭锅不会立即自动断电，B错误，D正确；当感温铁氧体的温度达到“居里点”时，感温铁氧体失去铁磁性，则弹簧将感温铁氧体与永磁体弹开，电饭锅立即自动断电，C正确。
14.答案：C
解析：A.自动门上安装的是红外线传感器，A项错误；
B.干簧管能够感知磁场，相当于开关，B错误；
C.话筒内的传感器是根据电磁感应原理工作的，敏感元件是膜片，转换元件是线圈，C项正确；
D.交警使用的酒精测试仪主要目的是测量酒精度，它是酒精气体传感器，它的阻值随酒精浓度的变化而变化，不是利用压力工作的，故D错误。
故选C。
15.答案：A
解析：A.电饭锅是利用温度传感器的原理，A说法错误，符合题意；
B.光控路灯是利用光敏电阻传感器，B说法正确，不符合题意；
C.变压器是利用了互感现象原理，C说法正确，不符合题意；
D.电磁炉是利用交流电的涡流现象原理，D说法正确，不符合题意。
故选A。
