《第一节 传感器及其敏感元件》（同步训练）高中物理选择性必修第二册_沪科版_2024-2025学年.docxVIP

《第一节传感器及其敏感元件》同步训练(答案在后面)

一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）

1、题干：以下哪项不属于传感器的类型？

A.温度传感器

B.光电传感器

C.速度传感器

D.核磁共振传感器

2、题干：将某一信号量转换为便于测量的电信号的元件是：

A.转换器

B.传感器

C.敏感元件

D.执行元件

3、关于传感器及其敏感元件，下列说法正确的是（）。

A、所有传感器的敏感元件都是金属材料

B、敏感元件是检测系统中直接感受被测量的元件

C、所有传感器都不需要外部电源

D、敏感元件只能感知温度的变化

4、在温度传感器中，若使用热电偶作为敏感元件，则它的工作原理依据的是（）。

A、电磁感应效应

B、热电效应

C、光电效应

D、压阻效应

5、下列选项中，属于传感器敏感元件的是（）。

A、触发电路

B、微处理器

C、温度敏感电阻

D、信号放大器

6、在应变片式压力传感器中，敏感元件的工作原理是利用材料的（）效应。

A、磁阻

B、热电

C、霍尔

D、电阻应变

7、一种传感器能够检测到环境温度的变化，并将其转换成电信号。这种传感器属于哪种类型？

A、光电传感器

B、温度传感器

C、压力传感器

D、湿度传感器

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）

1、下列关于传感器的描述，正确的是：

A、传感器是将非电信号转换为电信号的装置

B、传感器灵敏度高意味着对微弱信号反应敏感

C、所有传感器都能实现信号的放大

D、传感器在工业自动化中广泛应用于温度、压力、光强等参数的测量

2、以下关于敏感元件的描述中，正确的是：

A、敏感元件通常用于将物理量转换为对应的输出信号

B、敏感元件的响应时间越长，表示其灵敏度更高

C、敏感元件的线性度越好，说明其输出信号与输入信号间的比例关系越稳定

D、敏感元件的耐用性是指其连续工作能力强，但不一定与使用寿命直接相关

3、关于传感器及其敏感元件，以下哪些说法是正确的？

A.传感器是一种能够将非电学量转换为电学量的装置。

B.传感器通常具有高灵敏度、高精度和高稳定性。

C.传感器可以直接用于测量温度、压力、湿度等物理量。

D.传感器的输出信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。

E.传感器的工作原理是利用物理效应或化学效应将非电学量转换为电学量。

三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）

第一题

题目：

某实验小组进行传感器及其敏感元件的教学实验，他们选择了一个热敏电阻作为实验对象，来检测温度变化。已知热敏电阻在不同温度下的阻值如表所示。假设该热敏电阻与一个固定电阻R0（阻值为100Ω）串联，接入一个电压为12V的电路中。

温度（℃）

阻值（Ω）

0

250

25

175

50

125

75

90

100

65

（1）当环境温度为25℃时，求热敏电阻和固定电阻的总电流I（提示：欧姆定律U=IR）。

（2）当环境温度为100℃时，求传感器前端总电压U1与后端总电压U2的差值（即电压降）。

第二题

题目：某温度传感器由敏感元件和一个电路组成，其输出电压U与温度T之间的关系为线性关系，即U=aT+b。已知在温度T1时，输出电压U1=2.0V；在温度T2时，输出电压U2=4.0V。求该传感器的敏感系数a和电路的零点电压b。

第三题

题目：以下是某位同学对一些传感器及其敏感元件的分析和实验。

1.该同学使用了一个金属应变片作为敏感元件的力传感器，探讨了其在测量力的变化时的工作原理。金属应变片的工作原理是基于它的哪种物理性质变化导致电阻变化？

2.在进行一个实验时，该同学将压敏电阻放置在一张纸上，压下纸时观察到电阻的变化。根据压敏电阻的原理，解释压下纸时电阻变化的原因。

3.某同学在实验中使用了一个光电式位移传感器，测量了一节滑动导轨上的小车位移。传感器的光敏元件接收到的光强与小车位置有关，假设光强为I，传感器接收到的光电信号电压为U。如果小车移动时，光强I与位移x之间的关系式为I=I0?kx，其中I0

第四题

题目：传感器在自动化领域中的应用非常广泛，某自动化控制系统采用光电传感器来测量物体的运动距离。已知光电传感器的输出电压（U）与物体的运动距离（S）成正比，输出电压的测量范围是0～10V，对应物体的运动距离范围是0～2000mm。现需要设计一个电路，将该传感器输出电压转换为物体的运动距离S。

（1）简述光电传感器的工作原理。

（2）设计一个电路，将传感器的输出电压U转换为物体的运动距离S。请给出电路图，并说明电路工作原理。

（3）若传感器输出电压为6V，求此时物体运动距离S是多少km？

第五题

题目：

传感器是一种将非电学量转换为电学量的装置，广泛应用于各种领域。以下是一种常见的温度传感器的工作原理：

1.当温度变化时，传