5.1 了解传感器基础知识 2021-2022 高中物理教材版（2019）精选
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一、选择题（共15道题）
1. 下列哪项关于传感器的陈述是正确的？
答：交警使用的酒精测试仪是一种通过吹气压力来工作的物理传感器。
B.红外传感器的工作原理是接收加热物体发出的红外线。
C.红外传感器是温度传感器
D.传感器是把电量转换成非电量的元件。
2、如图所示，这是“极距可变电容传感器”部分元件示意图，当移动板与固定板之间的距离d变化时
当电容C发生变化时，通过测量电容C的变化量就可以知道两极板之间的距离d。
正确反映。与d之间的变化规律的图形是（）
3、如图所示，这是电容式麦克风的原理示意图。0为绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N组成电容器。
对着麦克风讲话时，M 会振动，而 N 可以视为静止。以下哪项陈述是正确的？
到达
放
大的
设备
A.该麦克风的传感器是薄金属膜M
B.传感器的敏感元件是由M、N组成的电容器
CM与N之间的电压始终等于电源电压
D.传感器把声波信号转换成电容器的电容量
4. 下列哪项表述是正确的？
A. 凡是能将非电量转换成电量的传感器都是物理传感器
B.大多数传感器都是基于化学原理制成的
C.物理传感器只能将采集到的信息转换成电压输出
D.物理传感器利用物质的物理特性或物理效应。
5.如图所示，物体放在水平传送带上，物体的下表面和传送带的上表面都是粗糙的，右侧是导电性能好的弹簧
弹簧一端连接物体和滑动变阻器滑块高中物理公式，弹簧左端固定在墙壁上，忽略滑块与滑动变阻器线圈之间的摩擦力。
若物体沿箭头方向运动，速度为v，则物体与传送带间存在相对滑动，当传送带逐渐加速到2y时，物体所受的摩擦力为
力和灯泡的亮度将（）
A.摩擦力不变，灯泡亮度变亮
B.摩擦力不变，灯泡亮度不变
C.摩擦力增大，灯泡亮度增大
D.摩擦力减小，灯泡亮度变暗
6. 下列哪项表述是正确的？
水银温度计是一种传感器
B.传感器主要通过感应电压的变化来传输信号
C.传感器不是电视遥控接收器的主要部件
D.传感器是将力、温度、光、声、化学成分等转换成电信号的主要工具
7、为做好新冠疫情防控工作，小区物业使用红外测温仪对进出人员进行体温检测。红外测温仪是一种
该设备利用红外线测量体温，被测量者发出的红外线可以被温度计捕捉，并转换成电信号。
温度计属于同一类型的传感器：
A.饮水机中自动控制加热、保温的温控器
B. 走廊照明声控开关
C.火灾红外报警器
D.电子秤压力传感器装置
8、拥有多名长江学者的天津大学自动化与信息工程学院，为全国的传感器生产企业输送了大量人才。
传感器是一种能把感受到的物理量（如力、热、光、声等）转换成可测量的量（通常是电量）的装置。
在自动控制中应用十分广泛，图中所示装置为测量液位的电容式传感器。
微小的变化就能反映出液位高度h，所以正确的说法是
AC增加表示增加
BC 增加表示力量下降
C.金属芯线与电介质组成电容器
D.图中液体可能不是导电液体
9. 下列哪项关于传感器的论述是正确的？
A.••一般传感器可直接用于自动控制
B. 传感器可用于收集信息
C.金属材料不能制成传感器
D.传感器能把所有感测到的信号转换成电量
10、如图所示电路中，电流表、电压表均为理想交流电表，变压器为理想变压器。
接上干簧管，原来P点无磁场，现在让磁棒的一端靠近P点，下列说法正确的是？
A.干簧管的工作原理与日光灯电路中的启辉器完全相同，在电路中起的作用也相同。
B、电压表Vi的读数不变，电流表Ai的读数增大
C、电压表V?的读数增大，电流表A2的读数增大。
D.如果电压表V3的读数为5伏，则磁芯中磁通量的最大变化率为5wb/s
11. 某角速度计，其结构如图所示。当整个装置绕轴线旋转时。。'，元件4相对于轴线发生位移，并通过滑动
可变电阻输出电压，电压传感器（内阻无穷大）接收相应的电压信号。已知力的质量为相，弹簧为
电阻系数为攵，自然长度为/，电源电动势忽略内阻。滑动变阻器总长度为/，阻值均匀分布，装置
静止时，滑块P位于变阻器最左端8处。当系统以角速度3旋转时，则（）
A.电路中的电流随着角速度的增加而增加。
B.电路中的电流随着角速度的增加而减小
C.弹簧的伸长量为
k-mcD”
D.输出电压U与截止的函数为“=乌叱
公里（a~
12. 下列哪项不是现代传感器的应用？
A. 将银行卡插入 ATM 即可取款，无需麻烦银行工作人员。
B、当电梯两扇门靠近并碰到人时，电梯门会自动打开，不会伤害到任何人。
C.电饭锅能自动加热保温，不糊饭
D.当你走近自动门时，门会自动打开
13、唱卡拉OK用的麦克风里面有传感器，其中一种是动圈式的，它的工作原理是将一个
将一小块金属线圈置于永久磁铁的磁场中，当声波引起振膜来回振动时，声音信号就转化成电信号。
下列说法正确的是（ ）
A.传感器的工作原理是电流的磁效应。
B.传感器的工作原理是电磁感应原理
C.该传感器的敏感元件是线圈
D.本传感器的转换元件为永磁体
14、图中所示为测量位移的电容式传感器，其工作原理是：哪个量的变化引起其电容的变化（）
1吨
至尊龙
A. 电介质进入板的长度
B. 两板之间的距离
C. 面对面区域
D. 极板所带电量
15、传感器是把非电量（如温度、速度、压力等）的变化转换成电量变化的元件。
它的应用范围很广。图为测量液位的电容式传感器示意图。电容的变化可以反映
关于二者关系表述正确的是（）
AC增加，意味着力量减少。B减少，意味着人数增加。
CC的减少意味着A的减少，DC的变化和人的变化没有直接的关系。
二、填空题（共4题）
16、传感器定义：能感受力、温度、光、声、化学成分等，并能按照一定的规律进行转换的传感器。
转换成便于传输和处理的可用信号输出。通常是电压、电流等，或转换成电路
17.非电量转换成电量的意义：将非电量转换成电量可以方便地进行测量、处理和
18.实验问题
（1）利用DIS实验测量小车加速度时，将位移传感器部分固定在小车上。
部件固定在轨道的上端并将其连接到。
（2）如果我们根据公式M=2g4设计一个实验，研究自由落体是否为匀速直线运动，则需要的测量仪器有：
传感器和（非传感器）。
19. 一个兴趣小组想要组装一个酒精测试仪，它使用二氧化锡半导体酒精气体传感器。
电阻芯随酒精气体浓度的变化情况如图A所示。目前，我国交警经常使用酒精测试仪来测量驾驶人员的酒精气体浓度。
酒精测试仪测定的酒驾标准为“0.2mg/mLW酒精气体浓度<0.8mg/mL”，醉驾标准为“酒精气体浓度<0.8mg/mL”。
浓度（K）8mg/mL目前可用的设备有：
图A
A.二氧化锡半导体酒精传感器必须
B.直流电源（电动势为5V，内阻可忽略）
C.电压表（量程3V，内阻很大，作为浓度计使用）
D.电阻箱（最大阻值为999.9）。
E.定值电阻挂钩（阻值为20Ω）
F.定值电阻&（阻值为IOQ）
G. 一个单刀双掷开关和几根电线
（1）图B为酒精测试仪的电路图。请完成图C中的物理连接。
图B
图C
（2）电路中的R应为定值电阻（填R或R2）；
（3）为便于识别，测试仪调整如下：
□连接电路前，先将电阻箱调至30.0Ω，再将开关拨至（填入“%”或“*”）
将末端封闭，电压表指针所对应的刻度线标明为0.2mg/ml；
匚逐渐减小电阻箱的阻值，电压表的读数会不断增加。根据图A中的数据，在电压表上标出“电压”刻度线为“酒精气体浓度”
当电阻箱调节到时，标出电压表指针对应的刻度线为0.8mg/ml；
匚闭合另一端开关，测试仪即可正常使用。
三、综合题（共4道题）
20、如图所示为光电烟雾浓度计原理图，请说明其工作原理。
“n
J8-9
2---------B4JL
一、光源1、聚焦透镜3、半透半反镜4、反射器5、待测烟雾
6. 7.光电转换 8.计算 9.HL显示
21、簧片开关结构：如图A所示，将两个用软磁材料制成的簧片封在玻璃管内，接在图B中的电路中。
靠近簧片开关时：
（1）会出现什么现象？为什么？
（2）簧片开关的作用是什么？
22. 随着科技的发展，传感器技术滥用的问题逐渐显现。如果我们过分依赖传感器的灵敏度，过分相信其准确性，
如果传感器发生故障，很容易引发事故。例如，声音传感器用于验证车主身份，然后启动系统。
如果因为寒冷导致声音变化，传感器出现故障，系统可能无法启动。您如何看待传感器？
这种弊端？
23.动圈式麦克风的内部结构如图所示，该装置能将声音信号转换成电信号流，经扬声器放大后传送至喇叭。
扬声器。
（1）请试着解释动圈麦克风如何将声音信号转换为电信号。
（2）此类动圈式麦克风若发生故障，故障最容易发生在哪里？怎样检测和排除故障？
隔膜
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.电量通断
17.传动控制
18.发射机接收机数据采集器测速刻度
19.&a10
20.
当没有烟雾时，光的传播方向不变，Ui与S相等；当烟雾浓度较大时，光被烟雾吸收或散射。
发光越多，到6的时候发出的亮度就会越少，所以5和5之间的差距就会越大，经过计算电路的处理之后，5和5之间的差距就会越大。
即可得到烟雾的浓度。
21、（1）灯泡亮，是因为当条形磁铁靠近簧片开关时，两个簧片被磁化并导通；（2）簧片开关起着开关的作用。
它是一种可以感知磁场的传感器。
22。
任何传感器都有它的优点和缺点贝语网校，任何高科技的东西都有它的弊端，我们要辩证地看待，不能全盘否定。
但当我们发现任何不足的时候，就要不断改进，以便它们能够更好地服务于人类。
23。
（1）当人对着麦克风讲话时，声音通过空气，使振膜振动。然后，振膜上的线圈绕组围绕着永久磁铁。
将声音信号转换成随声音变化的电信号。
经过放大后，通过扬声器还原成声音。
（2）此类动圈式话筒若发生故障，故障很有可能是出在与线圈相连的电路部分。
无声：用万用表电阻块测量音头两个焊接点，若阻值为无穷大，则证明音头音圈断路。
如果该值与麦克风标称值相同或接近，说明环路良好，故障在插头、屏蔽线或开关处。可以仔细检查一下屏幕。
检查屏蔽网线、屏蔽线内的芯线是否与插头脱焊；开关是否接触不良；开关接线是否脱焊等。
找到故障部位后重新焊接即可排除故障，如果是音头音圈断路，一般要更换新的。
轻重音及失真：首先，将麦克风的前网罩拧开，将万用表打到Rxi位置，用两只测试表笔分别接触音头引线的焊接端。
如果声音很弱，用×100挡测量两个焊接点（音圈
如果电阻值明显小于麦克风的标称阻抗值，则说明音圈内部存在短路，导致灵敏度下降。
如果用手触摸音头两端的焊接点，振动膜会发出明显的“刮擦”声和摩擦声，说明音圈或振动膜的位置发生了变化，导致音圈和
如果检测后没有发现上述故障，一般是音头磁铁磁性减弱所致，此种故障不易修复。
更换音头。
啸叫：啸叫是麦克风常见的故障，除了麦克风与音箱距离太近而产生“声反馈”外，造成这种故障的原因还有
一般是屏蔽线断了高中物理公式，或者屏蔽线与插头焊片之间焊接脱落，只有芯线正常。
当麦克风插入功放的输入插孔时，由于屏蔽线断开且未接地，手握麦克风时，人体感应或者外界干扰信号就会传到功放。
喇叭产生自激振荡，引起啸叫，此种故障只需将屏蔽网线重新焊一下即可。
