5.1 认识传感器-2022-2023学年高二物理新教材基础+巩固+提升三级跳含答案.docx
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1、5.1 认识传感器-2022-2023学年高二物理新教材基础+巩固+提升三级跳新教材 基础 巩固 提升三级跳第五章 传感器5.1 认识传感器基础知识知识点梳理:知识点一、认识传感器1、传感器:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断的元件。2、大多数传感器是以物理原理为基础制作的。3、传感器的分类(1)根据被测量的不同,可分为声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器。(2)根据具体工作原理的不同,可分为电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器。知识点二、常见的传感器1、光敏电阻(1)特点:光照越
2、强,电阻越小。(2)原因:无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性变好。(3)作用:把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。2、热敏电阻和金属热电阻温馨提示:热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小。正温度系数的热敏电阻(PTC),其阻值随温度的升高而增大,而负温度系数的热敏电阻(NTC),其阻值随温度的升高而减小。若题目中无特别说明,一般是指负温度系数的热敏电阻。3、 电阻应变片是一种使用非常广泛的力敏原件。4、 电容式传感器电容器的电容C决定于极板的正对面积S、极板间的距离d以及极板间的电介质这三个因素。如果某个物理量的变化能引起上述某个因素的变化,从而引起电容
3、的变化,那么,通过测定电容器的电容就可以确定这个物理量的变化,由此可以制成电容式传感器。5、霍尔元件(1)构造:很小的矩形半导体薄片上,制作4个电极E、F、M、N。(3)作用:能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。 预习基础:一、填空题1机器人有_、_和执行器三个模块组成,相当于人的感觉器官、大脑和肌肉2位移传感器测距离,发射器固定在运动物体上,能同时发射_。_固定在轨道的顶端,接收红外线和超声波。3动圈式话筒是利用_原理将_信号转换为_信号的。4模块机器人具有三个部分,它们分别是传感器、_器和_器,如果模块机器人有2种传感器,3种控制方式,4种执行器,那么从理论上可以有_种组合方式
4、。5如图是“用DIS探究向心力与哪些因素有关”的实验仪器,该实验采用的方法是_;该实验中需要用到的传感器是_。巩固所学二、单选题6关于实验,下列说法中正确的是()A实验只能测量距离、速度、力等一些力学物理量B实验可以完成全部的物理实验C实验比传统的实验方便、准确D实验没有传统实验方便、准确7全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置,该装置实际上就是传感器把压力信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是()A红外报警装置B门窗防盗报警装置C电子秤中的电阻应变片D洗手后将湿手靠近会有热空气喷出的自动干手机8交通警察用酒精测试仪对涉嫌违章驾驶员进行现场酒精测试酒精测试仪利用的是以下哪种传感器()A
5、声音传感器B气体传感器C力传感器D光传感器9角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。当系统绕光滑的轴转动时,元件A可无摩擦在水平杆上滑动,并输出相应的电压信号,成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m,弹簧的劲度系数均为k、自然长度均为l,电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l,电阻分布均匀,系统静止时滑片P位于B点,弹簧均处于原长,当系统以角速度转动时()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减小而增大C两弹簧的形变量均为D输出电压U与的函数式为10下列关于传感器的说法中正确的是()A金属热电阻是一种可以将热学量转换为电学量的传感器
6、B电饭锅是通过压力传感器实现温度的自动控制C干簧管是一种能够感知电场的传感器D火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了压力传感器11下列元件中,能够把磁感应强度转换为电压的传感器是()A干簧管B霍尔元件C电阻应变片D电容式位移传感器能力提升三、多选题12利用半导体材料可以制成()A标准电阻B热敏电阻C光敏电阻D温度报警器13关于传感器的作用,下列说法正确的是()A传感器一般是把非电学量转换为电学量或转换为电路的通断B传感器一定是把非电学量转换为电路的通断C传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进行测量、传输、处理和控制D电磁感应是把磁学量转换成电学量,所以电磁感应也是传感器14有关传感器,下列说
7、法正确的是( )A光敏电阻能把温度这个热学量转为电阻这个电学量B金属热电阻的化学稳定性好,但灵敏度差C热敏电阻能把光照强弱这个电学量转为电阻这个电学量D霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量15如图所示是自动调温式电熨斗,下列说法调温旋钮绝缘支架正确的是()A常温时上下触点是断开的B双金属片温度升高时,上金属片形变较大,双金属片将向下弯曲C原来温度控制在80断开电源,现要求60断开电源,应使调温旋钮下移一些D由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态,应使调温旋钮下移一些参考答案:1 传感器; 控制器;【来源】鲁科版高中物理选修3-2第五章传感器及其应用单元检题【详解】模块机器人由
8、传感器、控制器和执行器三个模块组成,相当于人的感觉器官、大脑和肌肉2 红外线和超声波脉冲 接收器【来源】华东师大版高一上 第一章 匀变速直线运动 D数字化信息系统(DIS)基础巩固 拓展练习【详解】12位移传感器测距离,发射器固定在运动物体上,能同时发射红外线和超声波脉冲。接收器固定在轨道的顶端,接收红外线和超声波。3 电磁感应 声 电【来源】2020-2021学年高中物理同步备课学案(2019人教版选择性必修第二册)第五章 第二节 常见传感器的工作原理及应用【详解】123动圈式话筒是利用电磁感应原理将声信号转换为电信号的。4 控制 执行 24【来源】华东师大版高二上 第九章 电路 E 学习包
9、自动控制与模块机器人 基础巩固 拓展练习【详解】123模块机器人由传感器、控制器和执行器三个模块组成,相当于人的感觉器官、大脑和肌肉,根据数学组合可知,若选择一个传感器,一个控制方式,则有四种组合,因此共有24种组合。5 控制变量法 力传感器、光电传感器【来源】上海鲁迅中学2019-2020学年高三上学期期中等级考试物理试题【详解】1 该实验运用控制变量法研究物理量的关系,根据向心力公式,实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时,要保持圆柱体质量和半径都不变;研究F与r的关系时,保持圆柱体的质量和线速度的大小不变,故采用控制变量法;2 向心力F需要用力传感器测定,圆柱体的线速度v需要用光电传感
10、器测定,故需要用到力传感器、光电传感器。6C【来源】华东师大版高一上 第一章 匀变速直线运动 D数字化信息系统(DIS)基础巩固 拓展练习【详解】A实验除了能测量距离、速度、力等一些力学物理量以外,还可以测量一些电学或者热学物理量。故A错误;B实验可以完成大部分应用传感器的物理实验。故B错误;CD实验比传统的实验方便、准确。故C正确;D错误。故选C。7C【来源】2023届浙江省Z20名校新高考研究联盟高三上学期第一次联考物理试题【详解】A红外报警装置将光信号转化为电信号,A错误;B门窗防盗报警装置一般用干簧管这种磁性开关,将磁信号转化为电信号,B错误;C电子秤中的电阻应变片是将压力信号转化为电
11、信号,C正确;D洗手后将湿手靠近自动干手机改变了传感器的电容,从而发送启动信号给控制芯片,控制芯片启动电机和加热装置工作,D错误。故选C。8B【来源】四川省广安代市中学校2020-2021学年高二下学期第一次月考物理试题【详解】交通警察用来检测驾驶员酒精含量的检测器使用的是酒精气体传感器,故B正确,ACD错误9D【来源】5.1认识传感器(练习)2022-2023学年高二物理课后培优分级练人教版(2019)选择性必修第二册【详解】ABA B系统在水平面内以角速度转动时,无论角速度增大还是减小, BC 的电阻不变,根据闭合电路欧姆定律得知,电路中电流保持不变,与角速度无关,AB 错误;C设系统在水
12、平面内以角速度转动时,左边弹簧伸长的长度以及右边弹簧压缩的长度均为x,则对元件A,根据牛顿第二定律得求得C错误;D输出电压求得D正确故选D。10A【来源】山东省临沂第十九中学2021-2022学年高二下学期4月物理试题【详解】A金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件,是可以将热学量转换为电学量的传感器,故A正确;B电饭锅是通过温度传感器实现温度的自动控制,故B错误;C干簧管是一种能够感知磁场的传感器,故C错误;D火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了光传感器,在发生火灾时有烟雾挡住了光传感器接收光源,故D错误。故选A。11B【来源】江苏省南通市通州区20
13、21-2022学年高二下学期期末质量监测物理试题【详解】A干簧管是通过磁场变化实现电路通断,故A不符合题意;B霍尔元件能够把磁感应强度转换为电压的传感器,故B符合题意;C电阻应变片能够把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量,故C不符合题意;D电容式位移传感器能够把位移转换为电压的传感器,故D不符合题意。故选B。12BCD【来源】河北省邢台市育才中学高中物理选修3-2:第六章 第一节 传感器及其工作原理同步练习题【详解】A标准电阻的电阻几乎不随温度的变化而变化,采用合金制造,A错误;B热敏电阻中有电阻随温度升高而降低的,是采用半导体材料制造,B正确;C光敏电阻的电阻随着光强的增加而减小,采用半
14、导体制造,C正确;D可以采用半导体电阻制造简单的温度报警器,D正确。故选BCD。13AC【来源】2019人教版选择性必修第二册 第五章 第1节 认识传感器 基础训练【详解】A B传感器一般是把非电学量转换为电学量或转换为电路的逼断,故A正确,B错误;C传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进行测量、传输、处理和控制,故C正确;D电磁感应是原理,不是元件和装置,不能称为传感器,故D错误。故选AC。14BD【来源】2021年高考物理一轮复习学与练11.3 实验十二传感器的简单使用(精练)【详解】A光敏电阻能把光强这个光学量转为电阻这个电学量,现象A错误;B金属热电阻的化学稳定性好,但灵敏度差,选项
15、B正确;C热敏电阻能把温度这个热学量转为电阻这个电学量,选项C错误;D根据霍尔效应可知,霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量,选项D正确;故选BD15BD【来源】5.1认识传感器(练习)2022-2023学年高二物理课后培优分级练人教版(2019)选择性必修第二册【详解】A常温时,通电电热丝能发热,所以上、下触点是接触的,A错误;B双金属片上下金属片的膨胀系数不同,温度升高时,上层形变大,双金属片向下发生弯曲,使电路断开,B正确;C原来温度上升到80时断开电源,现在要求60时断开电源,弹性铜片与触点接触面积要减小,即使调温旋钮上调一些,C错误;D由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻
16、衣物状态,温度要高一点,由C的分析可知,使调温旋钮下移一些,D正确。故选BD。新教材 基础 巩固 提升三级跳第五章 传感器5. 2 常见传感器的工作原理及应用-基础知识知识点梳理:一、光敏电阻1特点:光照越强,电阻越小。2原因:光敏电阻的构成物质为半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性变好。3作用:把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。二、热敏电阻和金属热电阻1热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成,其电阻随温度的变化明显,温度升高电阻减小,如图甲所示为某一热敏电阻的电阻随温度变化的特性曲线。甲乙2金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而增大,这样的电
17、阻也可以制作温度传感器,称为热电阻,如图乙所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。3热敏电阻与金属热电阻的区别热敏电阻金属热电阻特点电阻随温度的变化而变化且非常明显电阻率随温度的升高而增大制作材料半导体金属导体优点灵敏度好化学稳定性好,测温范围大作用能够将温度这个热学量转换为电阻这个电学量4.注意:在工作温度范围内,电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器;电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器。三、力传感器的应用电子秤1组成及敏感元件:由金属梁和应变片组成,敏感元件是应变片。2工作原理:3作用:应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。预习基础:一、填空题
18、1说明下列各种场合分别选用的传感器:(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路是_。(2)马路两侧的路灯控制电路是_。(3)气垫导轨上用的光电门是_。(4)楼梯灯控制电路是_。(5)宾馆的自动门是_。(6)非接触式体温计是_。(7)遥控电视机的接收器是_。2金属的电阻率随温度的升高而_。用金属丝可以制作_传感器,称为_。3温度传感器是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的,它广泛应用于电冰箱、冰柜和室内空调等家用电器中,现利热敏电阻设计如图甲所示,电路测一特殊电源的电动势和内阻。G为灵敏电流计,内阻保持不变;为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图乙所示,闭合开关S,当的温度等于120时,电流计的
19、示数,当的温度等于20时,电流计的示数为。则可求出该电源的电动势_V,内阻_。4电子秤中常用的一种力传感器是由金属梁和_制成。_是一种敏感元件,多用_材料制成。5行人闯红灯是造成交通事故的违法行为之一,为记录并处罚这种行为,设计了一种闯红灯测量器,其原理为:路口人行道两头停止处均浅埋阻值R随压力F变化如图甲所示的压敏电阻,将压敏电阻接入如图乙所示的电路中,已知控制电路中电源的电动势为12V,内阻为12,继电器线圈电阻为38,滑动变阻器连入电路的电阻为100;当控制电路中的电流大于0.05A时,衔铁会被吸引,从而启动工作电路,电控照相机拍照记录违法行为。(1)当绿灯亮起时,光控开关应处于_(选填
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