2021年高中物理选修二第五章《传感器》经典测试(答案解析)(1)

一、选择题1．下列说法不正确的是（）A．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种元件B．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C．电子秤所使用的传感器是力传感器，是把形变这个力学量转化为电压这个电学量D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断2．下列有关传感器的说法中正确的是（）A．火灾报警器利用了温度传感器B．日光灯启动器是利用了光传感器C．电子秤称量物体重力利用了力传感器D．霍尔元件是能够把电压转换为磁感应强度的一种磁传感器3．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4．下列关于传感器说法正确的是（）A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．霍尔元件能够把磁学量（如磁感应强度）转化为电学量（如电压）C．光敏电阻随光照强度增加电阻增大D．热敏电阻的阻值随温度的升高而升高5．如图所示的电路可将声音信号转换为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b通过导线与恒定电源两极相接。

若振动膜a周期性振动，则（）A．a振动过程中，a、b板间的电场强度不变B．a振动过程中，a、b板所带电荷量不变C．a振动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流D．a向右的位移最大时，a、b板所构成的电容器的电容最大6．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′<θC．θ′>θD．不能确定θ和θ′的关系7．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关S与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。

两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m，电荷量为＋q的小球。

S断开时传感器上有示数，S闭合时传感器上恰好无示数。

重力加速度为g，则线圈中磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是（）A．正在增强，mgdt nq∆Φ=∆B．正在增强，2mgdt nq∆Φ=∆C．正在减弱，mgdt nq∆Φ=∆D．正在减弱，2mgdt nq∆Φ=∆8．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C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越小，C与U成反比B．U越大，表示C越小，但C与U不成反比C．U越大，表示C越大，C与U成正比D．U越大，表示C越大，但C与U不成正比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U0之间关系的图象中正确的是（）A．B．C．D．10．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”11．传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示传感器是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，有以下说法：其中正确的是（）①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流④若电流表有示数，则说明压力F发生了变化A．②④B．①④C．③④D．①③12．关于位移传感器，下列说法中正确的是（）A．位移传感器的发射器只能发射超声波B．位移传感器的发射器既能发射超声波也能发射红外线C．超声波是由发射器发射的，红外线是由接收器发射的D．超声波是由接收器发射的，红外线是由发射器发射的13．如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置，则下列说法正确的是①当有人通过而遮蔽光线时，A、B间的电压增大②当有人通过而遮蔽光线时，A、B间的电压减小③当仅增大R2的阻值时，A、B间的电压增大④当仅减小R2的阻值时，A、B间的电压增大A．①③B．①④C．②③D．②④14．酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒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，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻。

这样，电压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越小，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越大，但是C与U不成反比15．有一种测量体重的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质上是电流表），不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻RG为1Ω；电源电动势为12V，内阻r为1Ω，压力传感器的电阻R随压力F变化的函数式为R=30–0.01F （F和R的单位分别是N和Ω）。

下列说法正确是（）A．压力越大电阻越大B．该秤能测量的最大体重是2500NC．该秤零刻度线（即踏板空载时刻度线）应标在电流表G刻度盘0A处D．该秤可以通过电路规律转换成F=3200-1200I关系进行刻度转换二、填空题16．如图所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。

若往R T上擦一些酒精，表针将向________（选填“左”或“右”）偏转；若用电吹风机将热风吹向R T，表针将向________（选填“左”或“右”）偏转。

（负温度系数指温度升高电阻减小）17．在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，磁传感器______（选填“需要”或“不需要”）调零，能描述通电螺线管内磁感应强度大小B与磁传感器插入螺线管的长度x 间关系的图线可能______。

A． B． C．D．18．与热敏电阻相比，金属热电阻的______________好，测温范围______，但________较差。

19．传感器是机器人的感觉器官，它能采集和检测外界多种信息。

并把它转换成__________。

传感器种类很多，在已学过的“DIS实验”中的传感器有__________、__________、__________等。

20．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__________、__________、__________。

21．传感器是一种采集信息的重要器件。

如图所示，是一种测定压力的电容式传感器，力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，当力F向上压膜片电极时，电容将__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；电容的单位：1μF=______F。

22．如图所示，电路的连接和用电器均完好，合上1S、2S，发现小灯泡不亮，原因是_______；用电吹风对NTC热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡_______，原因是_______；停止吹风，会发现_______；把热敏电阻放入冷水中会发现_______.23．如图（a）所示是小球过桥时对不同类型的桥面压力的实验。

采用DIS方法对模型进行测量，其结果如图（b）中电脑屏幕所示。

（1）图（a）中的传感器为_________传感器；（2）图（a）中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面.对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是图（b）电脑屏幕上的_________（填“a”“b”或“c”）。

24．光电管是根据__________原理制成的，它可用于把________信号转变为_________信号．25．如图所示为电容式位移传感器的示意图，物体沿左右方向运动时，电容将发生变化．如果实验测量出电容器的电容变大，那么被测物体向______运动（填写“左”或“右”）;如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料，当物体沿左右方向运动时，传感器的灵敏度___________．（填写“变大” “不变”或“变小”,灵敏度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标化量大小之比．）26．如图所示的是四种电容式传感器：（1）图甲是测______的电容式传感器，原理是_____________________；（2）图乙是测______的电容式传感器，原理是_____________________；（3）图丙是测______的电容式传感器，原理是_____________________；（4）图丁是测______的电容式传感器，原理是_____________________。

三、解答题27．如图所示，一定厚度和宽度的导体板放在匀强磁场中，当导体板通过一定电流，且电流与磁场方向垂直时，在导体板的上侧面A 和下侧面A '之间会产生一定的电势差H U ，这种现象称为霍尔效应。

(1)若图中的电流I 是电子的定向运动产生的，则导体板上、下两个侧面中，哪个电势高？(2)设该导体板单位体积中自由电子的个数为n ，导体板的宽度为d ，通过导体板的电流为I ，磁感应强度为B ，电子电荷量为e 。

试证明：发生霍尔效应时，导体板上、下侧面间的电势差H BI U ned=。

(3)由上问的结论可知，在I 、n 、e 、d 都相同的情况下，H U 与B 成正比，由H U 的数值可以比较B 的大小，因此可以把这种导体板做成磁敏元件。