高中物理选修3-2：第六章第一节传感器及其工作原理同步练习题含答案解析

河北省邢台市育才中学高中物理选修3-2：第六章第一节传感

器及其工作原理同步练习题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、多选题

1．利用半导体材料可以制成()

A．标准电阻

B．热敏电阻

C．光敏电阻

D．温度报警器

2．光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，图中虚线表示激光，圆柱体表示随为光敏电阻，R1为定值电阻，R2此光电计数器的基本工作原理是（）

A．当光照射R1时，信号处理系统获得高电压

B．当光照射R1时，信号处理系统获得低电压

C．信号处理系统每获一次低电压就计数一次

D．信号处理系统每获一次高电压就计数一次

3．电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置．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，从而又可推出另一个物理量的值的变化，如图所示是四种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．丁图的传感器可以用来测量速度

二、单选题

4．街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )

A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．霍尔效应5．如图是观察电阻随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是()

A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显

B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显

C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显

D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显

6．如图所示，Rt为半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明()

A．环境温度变高

B．环境温度变低

C．环境温度不变

D．都有可能

7．如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h变化为()

A．h增大

B．h减小

C．h不变

D．无法确定

8．如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)（）

A．向右偏到某一刻度后回到零刻度

B．向左偏到某一刻度后回到零刻度

C．向右偏到某一刻度后不动

D．向左偏到某一刻度后不动

9．如图所示，3R是光敏电阻，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3R时，则（）

A．3R的电阻变小，a点电势高于b点电势

B．3R的电阻变小，a点电势低于b点电势

C．3R的电阻变大，a点电势高于b点电势

D．3R的电阻变大，a点电势低于b点电势

三、解答题

10．如图所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽度为d，高为b，有一磁感应强

度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为n，试问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？

11．如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定金属片，这两块金属片组成一个小电容器．该电容器的电容计算，式中常量e＝9×10－12F·m－1，S表示金属片的正对面积，d表示C可用公式C＝e S

d

两金属片间的距离．当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50 mm2，键未按下时两金属片的距离为0.6 mm.如果电容变化了0.25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少要被按下多少mm?

12．角速度计可测得航天器自转的角速度ω，其结构如图所示，当系统绕OO′轴转动时，元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导信号源．已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为L0，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动触头P在中点，与固定接头Q正对，当系统以角速度ω转动时，求：

(1)弹簧形变量x与ω的关系式．

(2)电压表的示数U与角速度ω的函数关系．

参考答案

1．BCD

【解析】标准电阻的电阻几乎不随温度的变化而变化，采用合金制造，A 错误；热敏电阻中有电阻随温度升高而降低的，是采用半导体材料制造，B 正确；光敏电阻的电阻随着光强的增加而减小，采用半导体制造，C 正确；可以采用半导体电阻制造简单的温度报警器，D 正确．

2．BD

【详解】

AB. 当有光照射R 1时，R 1的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，则R 2两端的电压增大，所以R 1两端的电压减小，即信号处理系统获得低电压，故A 不符合题意，B 符合题意；

CD. 当无光照射R 1时，R 1的电阻增大，则整个电路总电阻变大，电动势不变，则电流减小，则R 2两端的电压减小，所以R 1两端的电压增大，即信号处理系统获得高电压，则信号处理系统每获得一次高电压就计数一次，所以C 不符合题意，D 符合题意．

3．ABC

【详解】

A ．从甲图可以看出，θ变化，能引起动片与定片正对面积变化，由

4S C kd

επ=

可知引起电容变化，由 Q C U =

可知引起电信号变化，故甲图的传感器可以用来测量角度，故A 正确；

B ．从乙图可以看出，液体深度h 变化，能引起正对面积变化，由

4S C kd

επ=

可知引起电容变化，由 Q C U =

可知引起电信号变化，故乙图的传感器可以用来测量液面的高度，故B 正确；

C ．从丙图可以看出，压力的变化，能引起两极间距离变化，由

4S C kd

επ=