《常考题》初中高中物理选修二第五章《传感器》经典练习(含答案解析)

一、选择题
1．现代生活离不开智能手机，手机中有很多特殊功能需要传感器来实现。

例如当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到省电的目的，实现这一功能可能用到的传感器为（）
A．光传感器和位移传感器
B．磁传感器和温度传感器
C．磁传感器和声传感器
D．压力传感器和加速度传感器
2．汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器，某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小，现将该压力传感器R0接入如图所示电路中，开关S闭合，当压力传感器所受压力增大时，下列说法正确的是（）
A．R1的电功率增大B．电压表的示数增大
C．电流表的示数增大D．R2的电功率增大
3．酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。

酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。

如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（）
A．U越大，表示c越大，c与U成正比B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比
C．U越大，表示c越小，c与U成反比D．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比
4．位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑片P，通过电压表显示的数据，来反映物体M位移的大小x。

假设电压表是理想电表，物体M不动时，滑片P位于滑动变阻器正中间位置，则下列说法正确的是（）
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数
5．如图所示，将一光敏电阻连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角为θ，现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为θ′，则可判断（）
A．θ′=θB．θ′<θ
C．θ′>θD．不能确定θ和θ′的关系
6．利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生。

如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为位置固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、B、C构成电容器。

若矿井渗水（导电液体深度增大），则电流（）
A．从b向a，A、B、C构成的电容器放电
B．从a向b，A、B、C构成的电容器放电
C．从b向a，A、B、C构成的电容器充电
D．从a向b，A、B、C构成的电容器充电
7．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
M的秤盘置于压力传感器上，传感器输出电8．如图所示为一种常见的电子台秤，质量为0
U，将某物体压与作用在其上的压力成正比，当秤盘没有放入物体时，传感器输出电压为0
放置于秤盘，传感器输出电压为U，则该物体的质量为（）
A ．00M U U
B ．00M U U
C ．()000
M U U U - D ．()00M U U U - 9．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标．有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导（即电阻的倒数）—CO 浓度曲线，如图乙所示．在下列表示一氧化碳浓度c 与电压表示数U 0之间关系的图象中正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
10．下列说法中正确的是（ ）
A ．硅、锗不属于半导体
B ．在半导体中加入微量杂质，可以使其导电能力成百万倍增大
C ．N 型半导体的载流子以空穴为主
D ．PN 结是构成晶体二极管的基础，不是构成三极管的基础
11．机器人可以通过外部传感器来感知外部环境和外界事物，下列说法有误的是（ ） A ．温度传感器让其感知温度变化，此传感器是热敏电阻，阻值一定随温度升高而增大
B．光电传感器可以作为眼睛，此传感器若是光敏电阻，阻值一定随光亮度增加而减小C．超声波传感器可以作为耳朵，让其听到常人听不到的声音
D．压力传感器可以使其有“手感”
12．有的楼道照明灯具有这样的功能：天黑到一定程度时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。

在这种楼道照明灯的控制电路中，可能接入的传感器是（）
A．温度传感器和光传感器
B．光传感器和声音传感器
C．声音传感器和热传感器
D．热传感器和力传感器
13．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )
A．生物传感器B．红外传感器C．温度传感器D．压力传感器14．电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称为“霍尔转把”，属于传感器非接触控制.转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲开启电源时，在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙.随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙.以下关于“霍尔转把”叙述正确的是（）
A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极
B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快
C．图乙中从霍尔器件的左、右侧面输出控制车速的霍尔电压
D．若霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制
15．图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。

乙图为其简化示意图，安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠在一起。

当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。

下列有关说法正确的是（）
A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的
B．触发器可以由铜制成
C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作
D．本装置是利用电流的磁效应工作的
二、填空题
16．传感器是一种能感知和识别信息的装置，它由______和______组成，能将感知和测量到的非电学量转别为______。

17．简单机器人（如有视觉机器人）的模块有_________、_________、________，它们的功能分别如人的__________、__________、__________。

18．智能化自动控制系统通常由______、______和______组成。

使用模块电路进行楼道自动灯控制，要求白天灯不亮、夜晚有声响时灯才亮，则其输入端需要使用______传感器和______传感器。

19．DIS的含义是________，主要器件有________，________和________。

20．如图为利用光敏电阻设计的行人监控装置原理图。

R1为光敏电阻，其阻值随光照减弱而增大，R2为定值电阻，A、B 接监控器，其在电路中的作用相当于一个定值电阻，电源电压不变。

当有人走过通道，光线受到遮挡时，加在监控器上的电压将_________________（选填“增大”、“减小”或“不变”），通过R1的电流将___________（选填“增大”、减小”或“不变”）。

21．光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同波长的光衰减程度不同，可以
用j表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，
I
j
I
出
入
＝，右图表示j与波长l之
间的关系。

当用此传感器分别接收A、B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A 光的波长l A＝625nm，B光由l B1＝605nm和l B2＝665nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比I B1:I B2＝2:3，由图可知j A＝__________；A光强度与B光强度之比I A:I B＝
__________。

22．光电管是根据__________原理制成的，它可用于把________信号转变为_________信号．
23．机器人有________、________和执行器三个模块组成，相当于人的感觉器官、大脑和肌肉．
24．一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图实线①所示．由于环境温度以及熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTIO3，被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点．PTC材料的电阻随温度变化的关系如图实线②所示．根据图线分析：通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在________＜t＜________范围之内．（填下标数字）
25．霍尔元件能够把______这个非电学量转换成______这个电学量．
26．如图所示，是自动水位报警器的示意图，其中继电器的线圈通过电流时，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触．若要求水位正常时绿灯亮，高出一定水位时红灯亮，现有红、绿灯泡各一个，红灯泡应安在________位置，绿灯泡应安在________位置（填A或B）．
三、解答题
27．电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体，其特点是：常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。

这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。

电饭锅的结构如图所示，请结合温度传感器的特点回答以下问题：
(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示状态？为什
么？
(2)煮饭时水沸腾后锅内还有一定水分时，为什么锅的温度会保持100℃而不会持续升高？
(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？
(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？
28．如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图.薄金属片P上固定有4个可以发生形变的电阻1R、2R、3R、4R，如图甲所示.图乙是它的侧视图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：
（1）开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？
（2）当O点加一个垂直于金属片的压力F后，薄金属片P发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？
29．走廊上的灯要求白天不亮，晚上有人走过时才亮，应在电路中接入什么传感器？这些传感器产生的信号要之间采用哪种连接形式(串联或并联)去控制灯泡的照明？
30．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R G保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R-t图线所示．闭合开关S.
甲乙
(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R G；
(2)当电流表的示数I2＝4.5 mA时，求热敏电阻R的温度T.。