认识传感器基础巩固（含答案）

5.1认识传感器基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择

性必修第二册

一、选择题（共15题）

1.下列有关传感器叙述，正确的是（）

A.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

B.红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作

C.红外线传感器就是温度传感器

D.传感器是将电学量转换成非电学量的一种元件

2.如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图.当动极板和定极板之间的距离d变化

时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化的情况.在下列图中能

正确反映。与d之间变化规律的图象是（）

3.如图所示为某电容式话筒的原理示意图。0为绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器,

被直沆电源充电。对着话筒说话时，M振动而N可视为不动。下列说法正确的是（）

到

放

大

器

A.该话筒的传感器是薄金属膜M

B.传感器的敏感元件是M、N组成的电容器

C.M、N间的电压始终等于电源电压

D.传感器将声波信号转换为电容器的电容

4.下列说法正确的是（）

A.凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器

B.大多数传感器是以化学原理为基础制成的

C.物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出

D.物理传感器利用的是物质的物理性质或物理效应

5.如图所示，水平的传送带上放一物体，物体下表面及传送带上表面均粗糙，导电性能良好的弹簧的右

端与物体及滑动变阻器滑片相连，弹簧左端固定在墙壁上，不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦。当传送带

如箭头方向运动且速度为v时，物体与传送带发生相对滑动，当传送带逐渐加速到2y时，物体受到的摩擦

力和灯泡的亮度将（）

A.摩擦力不变，灯泡的亮度变亮

B.摩擦力不变，灯泡的亮度不变

C.摩擦力变大，灯泡的亮度变亮

D.摩擦力变小，灯泡的亮度变暗

6.下列说法正确的是（）

A.水银温度计是一种传感器

B.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的

C.传感器不是电视遥控接收器的主要元件

D.传感器是将力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具

7.为了做好新冠疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪是一种

利用红外线来测量体温的设备，被测人员辐射出的红外线可被测温仪捕捉，并转变成电信号。下列与红外

测温仪属于同类传感器的是（）

A.饮水机中自动控制加热和保温的温控器

B.走廊照明灯的声控开关

C.火灾红外报警器

D.电子体重计的压力传感装置

8.拥有多名长江学者的天津大学自动化与信息工程学院，为全国传感器类生产企业输送了众多人才.传

感器指的是能将感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量量（一般是电学量）的一种元

件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器，从电容C大

小的变化情况就能反应出液面高度h的高低情况，则下列说法正确的是

A.C增大表示〃增大

B.C增大表示力减小

C.金属芯线与电介质构成一个电容器

D.图中液体可以不是导电液体

9.下列关于传感器的说法中，正确的是（）.

A.••般的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.金属材料不可以制成传感器

D.传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量

10.如图所示电路中，电流表和电压表均是理想交流电表，变压器是理想变压器.P处有一个与灯泡1>2串

联的干簧管，原来P处没有磁场.现在让条形磁铁的一端靠近P处，则以下说法正确的是（）

A.干簧管与日光灯电路中的启动器工作原理完全相同，在电路中发挥的作用也相同

B.电压表Vi的示数不变，电流表Ai的示数变大

C.电压表V?的示数增加、电流表A2的示数增加

D.若电压表V3的示数是5伏，则铁芯中磁通量变化率的最大值是5夜wb/s

11.某种角速度计，其结构如图所示.当整个装置绕轴。。'转动时，元件4相对于转轴发生位移并通过滑

动变阻器输出电压，电压传感器（传感器内阻无限大）接收相应的电压信号.已知力的质量为相，弹簧的劲

度系数为攵、自然长度为/,电源的电动势为从内阻不计.滑动变阻器总长也为/,电阻分布均匀，装置

静止时滑片P在变阻器的最左端8端，当系统以角速度3转动时，则（）

A.电路中电流随角速度的增大而增大

B.电路中电流随角速度的增大而减小

C.弹簧的伸长量为工=产、

k-mcD"

D.输出电压U与切的函数式为"=乌叱

k-m（a~

12.下面哪一项不是现代传感器的应用（）

A.将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱，而不必麻烦银行工作人员

B.电梯的两门靠拢接触到人休时■，门会自动打开而不会夹伤人

C.电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦

D.当你走近自动门时，门会自动打开

13.唱卡拉0K用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一

个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，

下列说法正确的是（）

A.该传感器是根据电流的磁效应工作的

B.该传感器是根据电磁感应原理工作的

C.该传感器的敏感元件是线圈

D.该传感器的转换元件是永磁体

14.如图是测定位移的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其可容的变化（）

1T

极蛟

A.电介质进入极板的长度

B.两极板间距

C.两极板正对面积

D.极板所带电量

15.传感器是把非电学量（如温度、速度、压力等）的变化转换为电学量变化的一种元件，在自动控制中

有着相当广泛的应用。如图是一种测量液面高度〃的电容式传感器的示意图。从电容。大小的变化就能反

映液面的升降情况。关于两者关系的说法中正确的是（）

A.C增大表示力减小B.。减小表示人增大

C.C减小表示A减小D.C的变化与人变化无直接关系

二、填空题（共4题）

16.传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转

换为便于传送和处理的可用信号输出。通常是电压、电流等,或转换为电路的

17.非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、、处理和

18.实验题

（1）用DIS实验测量小车的加速度时，将位移传感器的部分固定在小车上，

部分固定在轨道上端，并将它与相连。

（2）如果根据公式M=2g4来设计实验研究自由落体运动是不是匀变速直线运动，那么需要的测量仪器有

传感器和（非传感器）。

19.一兴趣小组要组装一台酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的

电阻心随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。目前我国交警常用酒精测试仪测量司机的酒精气体浓度，

其中利用酒精测试仪测试认定的酒驾标准是“0.2mg/mLW酒精气体浓度＜0.8mg/mL"，醉驾标准是“酒精气体

浓度K）.8mg/mLL现能提供的器材有：

图甲

A.二氧化锡半导体型酒精传感器必

B.直流电源（电动势为5V,内阻不计）

C.电压表（量程为3V,内阻非常大，作为浓度表使用）

D.电阻箱（最大阻值为999.9。）

E.定值电阻吊（阻值为20Q）

F.定值电阻&（阻值为IOQ）

G.单刀双掷开关一个，导线若干

（1）图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线；

图乙

图丙

（2）电路中R应选用定值电阻（填凡或R2）；

（3）为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：

□电路接通前，先将电阻箱调为30.0Q,然后开关向（填%”或*”）

端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.2mg/ml；

匚逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精气体浓

度当电阻箱调为。时，将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.8mg/ml；

匚将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。

三、综合题（共4题）

20.如图所示为光电式烟尘浓度计的原理图，试说明其工作原理。

「n

J8—9

二---------B4JL

I.光源1聚光透镜3.半透半反镜4.反射镜5.被测烟生

6、7.光电转换8.运算9.HL示器

21.干簧管结构：如图甲所示，玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁体

靠近干簧管时：

（1）会发生什么现象，为什么？

（2）干簧管的作用是什么？

22.随着科技的发展，传感器技术的滥用问题逐渐显现。如果过度依赖传感器的敏锐性，过分信任其精确

度，一旦传感器失效就容易引发事故。例如，通过声音传感器来验证主人的身份进而启动某一系统，但如

果遇上因感冒引起声音发生变化导致传感器失效，则可能会出现无法启动系统的情况，如何看待传感器的

这一类弊端？

23.动圈式话筒的内部结构如图所示，该装置能够将声信号转化为电信号流），再经扩音器放大后传给扬

声器。

（1）请尝试解释动圈式话筒将声信号转化为电信号的工作原理。

（2）如果这类动圈式话筒出现了故障，故障最有可能出现在什么地方？如何检测并排除故障？

膜片

线圈

参考答案

1.B

2.A

3.D

4.D

5.B

6.D

7.C

8.A

9.B

10.D

11.D

12.A

13.B

14.A

15.C

16.电学量通断

17.传输控制

18.发射器接收器数据采集器速度刻度尺

19.&a10

20.

没有烟尘时，光的传播方向没有发生改变，Ui和S的大小相等；烟尘浓度越高时，光线被烟尘吸收或散

射得就会越多，光线射到6的亮度就会越少，所以5和5的差值越大，通过运算电路处理后，从显示器

中可得到烟尘的浓度。

21.（1）灯泡会亮，因为当条形磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通；（2）干簧管起到开关的作

用，是一种能够感知磁场的传感器。

22.

对于任何的传感器都有其优缺点，任何高科技的东西都有其弊端，我们应该辩证的去对待，不应该全盘否

定，但是我们发现不足之后，要不断的改进，使其更好的服务于人类。

23.

（1）当人对着话筒说话时，以人声通过空气使膜片震动，然后在膜片上的线圈绕组在环绕在永久磁体形

成的磁场中运动——切割磁感线，从而产生变化的感应电流，使声音信号转化为随声音变化的电信号，