新教材2021-2022学年物理粤教版选择性必修第二册课后训练 17 传感器的应用含答案

课后素养落实（十七）传感器的应用

用传感器制作自动控制装置

（速议用时：40分钟）

[4组基础巩固练]

题组一传感器的应用实例

i.下列关于传感器的说法正确的是（）

A.话筒是一种常用的传感器，其作用是将电信号转换为声音信号

B.在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中只有

声音传感器

C.光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化

D.电子秤中所使用的测力装置是温度传感器

C[A错：话筒是一种常用的传感器，其作用是将声音信号转换为电信号。

B错：天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中有光

传感器和声音传感器。

C对：光敏电阻随光照强弱变化，其阻值发生变化，即它能够把光照强弱变

化转换为电阻大小变化。

D错;电子秤中所使用的测力装置是应变式力传感器°]

2.用于火灾报警的离子烟雾传感器如图所示。在网罩I内有电极n和!n,

a、b两端接电源，IV是一小块放射性同位素锯241,它能放射出一种很容易使

空气电离的粒子。正常情况下锯241放射出的粒子使两个极板间的空气电离，

在〃、b间形成较强的电流；发生火灾时，大量烟雾进入网罩I内，烟尘颗粒吸

收其中的带电粒子，导致电流发生变化，从而报警。下列说法中正确的是（）

­IV。,：I

1/'

b

A.铜241射出的是a粒子，有烟雾时电流增强

B.锢241射出的是a粒子，有烟雾时电流减弱

C.铜241射出的是0粒子，有烟雾时电流增强

D.铜241射出的是p粒子，有烟雾时电流减弱

B［放射性同位素镯241,它能放射出一种很容易使气体电离的粒子，知该

粒子是G粒子。发生火灾时，烟雾进入网罩内，烟尘颗粒吸收空气中的离子和

锢发出的粒子，使得电流减弱。故B正确，A、C、D错误。］

3.小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。

经检查，恒温箱的控制器没有故障。参照图，下列对故障判断正确的是（）

A.只可能是热敏电阻出现故障

B.只可能是温度设定装置出现故障

C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障

D.可能是加热器出现故障

C［由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障

都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误。

若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会

使温度持续升高，故D错误。］

4.当出现某疫情时，在机场、车站等交通出入口，使用红外线热像仪通过

红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播。

关于红外线热像仪，下列说法正确的是（）

A.选择红外线进行检测，主要是因为红外线具有荧光效应

B.红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测

C.红外线热像仪同时还具有杀菌作用

D.一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率

和强度不同

D［红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的,

故D正确。］

5.（多选）传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性

能也各不相同。以下有关传感器的说法正确的是（）

A•国公大楼的大门能“看到”人的到来和离开而自动开或关，

是光传感器的应用

非触摸式自动水龙头（自动感应水龙头）应用的传感器是生物传

感器

C.空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现

这一功能的传感器是温度传感器

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，能控制

电路的通断

ACD［办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于

人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开，是

光传感器的应用，故A正确；利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所

涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现。是利用光传感器而制成的，故B

错误；空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调

机使用温度传感器，故C正确；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，原理是不同的金属膨胀

系数不同，故D正确。］

6.（多选）图示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会

振动。若某次膜片振动时，膜片与极板间距离增大，则在此过程中（）

极板空腔支架

电容传声器结构示意图

A.膜片与极板间的电容变小

B.极板的带电量增大

C.膜片与极板间的电场强度增大

D.电阻R中有电流通过

AD［当膜片与极板间距增大时，膜片与极板间的电容变小，A正确；由E

=彳可知，膜片与极板间的电场强度减小，C错误；由。=cu可知，极板所带

电量减少，电容器处于放电状态，有电流通过电阻A,B错误，D正确。］

7.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，当待测压力尸作用于可动膜片的电极上时，以下说法中正确的是()

①若广向上压膜片电极，电路中有从。到力的电流

②若广向上压膜片电极，电路中有从b到。的电流

③若/向上压膜片电极，电路中不会出现电流

④若电流表有示数，则说明压力尸发生变化

⑤若电流表有示数，则说明压力尸不发生变化

A.②④B.①④C.③©D.①©

A［当尸向上压膜片电极时，板间距离减小，电容器的电容将增大。由于

U不变，由0=CU知。增大，电容器充电，©中电流方向为从力到处故②正

确，①、③错误；当尸变化时，电容变化，而板间电压不变，由。=cu,故带

电量。发生变化，电容器将发生充、放电现象，回路中有电流，电流计有示数。

反之，电流计有示数时，压力尸必发生变化，故④正确，⑤错误，故选A。］

题组二自动控制电路的实例分析

8.如图⑻是汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验。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。

(b)

(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(选填“a”“b”或"C”)0

［详细分析］该传感器把力信号转化为电信号，属于力电传感器；小球经过

凸形桥甲的最高点时，压力小于重力，其相对应的压力图线应是电脑屏幕上的c。

［答案］⑴力电⑵c

9.目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关。该延时开关

的简化原理如图所示。图中》是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使

其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为按钮式开关，虚线框内S表示延时开关

电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合，这时释放K后,

延时开关S约在1min后断开，电灯熄灭。根据上述信息和原理图，我们可推断:

按钮开关K按下前，发光二极管是(填“发光的”或“熄灭的”),

按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约mine这一过程中

发光二极管是。限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满足

RRL的条件。

［详细分析］开关K按下前，S为断开，有电流经过发光二极管，故发光二

极管是发光的。当按下开关K后，延时开关S闭合，二极管和R被短路，二极

管不发光，由于延时开关S的1min后断开，故电灯L能持续发光1min,由于

K为限流电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，故应满足K》RL。

［答案1发光的1熄灭的》

［8组素养提升练］

10.如图所示的电路中，GMR为一个磁敏电阻，它的阻值随所处空间磁场

的增强而增大，电源的内阻不可忽略。闭合开关&和S2后，当滑片尸向右滑动

时，贝"）

L.

A.Li、L2都变暗B.Li、L2都变亮

C.Li变暗、L2变亮D.Li变亮，L2变暗

D［当滑片尸向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源电压不

变，所以电磁铁电路中的电流减小，电磁铁的磁场减弱，磁敏电阻阻值减小，

右边电路的外电路电阻减小，电流变大，路端电压减小，故灯泡1/2变暗；由于

通过Li支路的电流变大，故L1变亮，选项D正确。］

11.（多选）家用电热灭蚊器电热部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是

由钛酸钢等导体材料组成的电阻器，其电阻率〃与温度，的关系如图所示。由于

这种特性，PTC元件具有发热、控温双重功能，若电热灭蚊器环境温度低于力,

以下判断正确的是（）

A.通电后，其电功率先增大后减小

B.通电后，其电功率先减小后增大

C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在人或“不变

D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在九〜打间的某一值不

变

AD［从题图线上可以看出，如果通电前PTC的温度fVfi,通电后由于发

热的缘故，温度升高致使电阻率减小，发热功率将进一步增大，形成正反馈效

应，致使温度大于d随着温度的升高，电阻率也增大，功率将减小，形成负反

馈效应，发热功率的减小制约了温度的进一步升高。从以上分析可知，IV4时,

温度会升高；f＞，2时，温度会降低。故温控点在〃〜5即温度保持在八〜，2间

的某一值。故A、D正确。］

12.如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、〃接在电压〃=311sin

134«V）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中&

为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过拈

的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），拈为一定值电阻。

当传感器心所在处出现火警时，以下说法中正确的是（）

A.Ai的示数不变，Az的示数增大

B.Ai的示数增大，Az的示数增大

C.V1的示数增大，V2的示数增大

D.VI的示数不变，V2的示数减小

D［当传感器及所在处出现火情时，&的电阻减小，导致电路的总的电阻

减小，所以电路中的总电流将会增大，Ai测量的是原线圈中的总的电流，由于

副线圈的电流增大了，所以原线图的电流Ai示数也要增大；由于电源的电压不

变，原副线圈的电压也不变，所以Vi的示数不变，由于副线圈中电流增大，飞

的电压变大，所以V2的示数要减小，即油的电压也要减小，所以A2的示数要

减小，A、B、C错误，D正确。］

13.为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开

关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照

度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为以）。某光敏电阻心在不同

照度下的阻值如下表：

照度（1X）0.20.40.60.81.01.2

电阻（kC）754028232018

⑴根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并

说明阻值随照度变化的特点。

80

70

60

50

40

30

20

10

1.01.21.4黑度Ax

(2)如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明

系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给