第五章 传感器 （答案）人教版（2019）高中物理选择性必修第二册练习

第五章 传感器及其应用
【基础训练】
一、选择题
1.(多选)关于传感器的作用，下列说法正确的是(　　)
A．传感器可以直接用来进行自动控制
B．传感器可以用来采集信息
C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量
D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量
2. (对干簧管的认识)(多选)如图，关于干簧管，下列说法中正确的是(　　)
A．磁体靠近干簧管，小灯泡会亮
B．改变磁体磁极的方向，然后靠近干簧管，小灯泡不亮
C．干簧管作为磁传感器，经常被用于控制电路的通断
D．干簧管作为磁传感器，可被用于定量测量磁感应强度
3．(多选)传感器担负着信息采集的任务，它可以(　　)
A．将力学量(如形变量)转变成电学量
B．将热学量转变成电学量
C．将光学量转变成电学量
D．将电学量转变成力学量
4．交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测仪使用的传感器是(　　)
A．温度传感器 B．压力传感器
C．湿度传感器 D．气体传感器
5．(多选)传感器被广泛应用在日常生活中，下列用电器中，有使用温度传感器的是(　　)
A．遥控器 B．空调机
C．电冰箱 D．电饭锅
6．当你走近某些宾馆、酒店的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上。你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息(　　)
A．声音 B．运动
C．可见光 D．红外线
7.半导体温度计是用热敏电阻制作的，如图所示，如果待测点的温度升高，那么(　　)
A．热敏电阻阻值变大，灵敏电流表示数变大
B．热敏电阻阻值变大，灵敏电流表示数变小
C．热敏电阻阻值变小，灵敏电流表示数变大
D．热敏电阻阻值变小，灵敏电流表示数变小
8. 如图所示是计算机光驱的工作原理：R1是光敏电阻(有激光照射时电阻较小，无激光照射时电阻较大)，R2是定值电阻，信号处理系统可以根据R2两端的电压变化把光信号变成电信号。用激光头发射脉冲激光信号扫描光盘，从光盘上反射回来的激光信号照到光敏电阻R1上。下列分析正确的是(　　)
A．有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得的电压较高
B．有激光照射光敏电阻时，信号处理系统两端获得的电压较低
C．有激光照射光敏电阻时，R1消耗的电功率一定增大
D．有激光照射光敏电阻时，R1消耗的电功率一定减小
【能力提升】
9．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是(　　)
A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换器件
B．电学量→敏感元件→转换电路→转换器件→非电学量
C．非电学量→敏感元件→转换器件→转换电路→电学量
D．非电学量→转换电路→转换器件→敏感元件→电学量
10. 图为火灾报警器，在会议室、宾馆房间的天花板上均有安装。当有烟雾进入这种有孔的罩内时即会发出警报，则该报警器中装有的传感器是(　　)
A．光传感器 B．压力传感器
C．声音传感器 D．温度传感器
11　(多选)利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n。现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是(　　)
A．上表面电势高
B．下表面电势高
C．该导体单位体积内的自由电子数为
D．该导体单位体积内的自由电子数为
12．(多选)关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是(　　)
A．应变片一定是由导体材料制成的
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大
13．电容式传感器是用来将各种非电信号转换为电容的装置，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，从而引起电容的变化。如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四种传感器的作用，下列说法不正确的是(　　)
A．图甲的传感器可以用来测量角度
B．图乙的传感器可以用来测量液面高度
C．图丙的传感器可以用来测量压力
D．图丁的传感器可以用来测量速度
14.2007年，法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应而荣获了诺贝尔物理学奖。如图所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁场作用下，电阻会大幅度减小。下列说法正确的是(　　)
A．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
B．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
C．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
D．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
15．如图是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，灯的亮灭确能反映门的开、关状态。门打开时两灯的发光情况及R2两端电压U2与门关闭时相比(　　)
A．红灯亮，U2变大 B．红灯亮，U2变小
C．绿灯亮，U2变小 D．绿灯亮，U2变大
16.常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。应变片采用半导体材料制成，其阻值与长度成正比。给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流，上应变片两端电压为U1，下应变片两端电压为U2，传感器把这两个电压的差值U(U＝ U1－U2)输出，用来反映力F的大小。半导体应变片的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图乙所示。为消除气温变化对测量精度的影响，需分别给上、下应变片串联一合适的电阻，进行温度补偿。串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响。
(1)力F越大，弹簧钢的弯曲程度越________(选填“大”或“小”)，传感器输出的电压U越________(选填“大”或“小”)。
(2)外力为F1时，上、下应变片的电阻分别是R1、R2；外力为F2时，上、下应变片的电阻分别是R1′、R2′。若F1>F2，且均向下，则R1、R2、R1′、R2′从大到小排列正确是________。
A．R1>R2>R1′>R2′ B．R1>R1′>R2>R2′
C．R1>R2>R2′>R1′ D．R1>R1′>R2′>R2
(3)如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天________(选填“大”或“小”)。
(4)进行温度补偿时，给下应变片串联的电阻最合适的是下列选项图中的________。
答案
1.BC2.AC3.ABC4.D5.BCD6.D7.C8. A9.C10. A11.BD12.BD13.D14.C15.B
16.　(1)大　大　(2)D　(3)大　(4)B