提分集训(73)利用传感器制作简单的自动控制装置-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习提分集训

提分集训（七十三） 利用传感器制作简单的自动控制装置 1.(2025·重庆模拟)如图甲所示为某物理小组成员 ④保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷开关 用热敏电阻和电磁继电器制作的简易温控开关的 向d端闭合，恒温箱系统正常工作 原理电路图，正常工作时，单刀双掷开关位于d (4)若想让恒温箱保持的温度升高，应将滑动变阻 处.图乙为热敏电阻的R1一1图像，继电器线圈的 器R'的接入电阻调 (填“大”或“小”) 电阻为90Ω.当继电器线圈电流超过10mA时， 2.为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作 衔铁吸合，加热器停止加热：电流低于10mA时， 光控开关来控制照明系统，光敏电阻的阳阻值随着 衔铁松开，继续加热，实现温度自动控制，为继电 光的强弱而变化.物理学中用照度(E)描述光的强 器供电的电池电动势E=4V,内阻不计.图甲中 弱，光越强照度越大，照度的单位为勒克斯(1x). 的“电源”是恒温箱加热器的电源， 某实验小组根据光敏电阻R。在不同照度下的阻 电源 加热器 值，绘制RG一E图像如图甲所示 R/k 80 70 60 40 热敏电阻 30 甲 20 10 ↑2 300用 E/1x 250 0.2 0.40.60.8 1.2 1.4 甲 200 照明电路 150 ☒ 100 50H 6 电磁开关… 电 010203040506070/℃ 路 电源 Z 乙 (1)正常工作时，温度升高，继电器的磁性将 (填“减小”“不变”或“增大”)： (1)由图甲可知，随着照度的减小，光敏电阳的阳 (2)为使该装置实现对10℃~60℃之间任意温度 值不断 (填“增大”或“减小”)：同一规格 的控制（即使恒温箱内温度能保持在该温度范围 的光敏电阻传感器，当照度不同时，其灵敏度 内的任一值)，下面两种规格的滑动变阻器R应选 I△RG (填“R”或“R2”): △E 存在着较大的差异，要使光敏电阻传感 滑动变阻器R1(0~200Ω)；滑动变阻器R2(0 器比较灵敏，就应使之工作在灵敏度较大的区间. 3002). 本实验中，在照度 (填“小于0.61x的区 (3)为了实现恒温箱保持温度为40℃，实验时进 间”或“大于0.61x以后”)其灵敏度较大； 行了以下操作： (2)如图乙所示，要求当照度低至0.61x时光敏电 ①断开开关，滑动变阻器阻值调节至最大，将电阻 阳RG两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁 箱阻值调到 (保留两位有效数字)： 吸引照明电路中开关K的衔铁实现启动照明系 ②将单刀双掷开关向c端闭合： 统，此时RG两端的电压叫做放大电路的激励电 ③缓慢调节滑动变阻器的阻值直到观察到继电器 压，已知直流电源电动势为6V,内阻不计，放大 的衔铁恰好被吸合，此时滑动变阻器R'接入电路 电路的激励电压为3V,为实现照度低至0.61x 的阻值大小为 Ω（保留三位有效数 时电磁开关启动照明电路，电阻箱R的阻值为 字)： k2(结果保留两位有效数字). 498 3.(2025·成都一诊)光敏电阻的阻值会随着光照度 照明系统开关 (单位：x)的增大而减小 (1)图甲是一位同学设计的自动控制路灯的电路， R为光敏电阻，若要路灯在天黑的时候自动亮起， 天亮的时候自动熄灭，那么路灯应该接在 两个接线柱上（填“AB”或“BC”). B. -0A 衔铁 。0gB《路灯 (3)这位同学通过测量得出了光敏电阻R的阻值 220V 随光照度变化的规律如图丙所示，并用图丙表示 的光敏电阻R连接成图丁所示的电路，其中电源 电动势为E=9V,内阻为r=10,定值电阻R1 1002,电阻箱R2的调节范围为0~999.92，光 敏电阻R。两端的电压增至2V时照明系统开始 工作，为使光敏电阻R,在光照度降低到4000x时， 自动控制系统开始补光，电阻箱R2接入电路的阻 值应该调为 Ω.该光控装置使用较长时 间后电源内阻变大，使得自动控制系统正常工作 时的最小光照度40001x(填“大于”“小 于”或“等于”) 4.(2025·昆明模拟)为了节能和环保，一些公共场 所用光控开关控制照明系统，光控开关可用光敏 (2)为进一步研究光敏电阻的使用，这位同学通过 电阻控制，图甲是某光敏电阻阻值随光的照度的 图乙所示电路测量在不同光照度下光敏电阻的阻 变化曲线，照度可以反映光的强弱，光越强照度越 值.图中电源电压为6V,闭合S后，这位同学先 大，照度单位为勒克斯(x) 将S2拨至“1”位置，电阻箱R2接人电路的阻值调 ,电阻kD 为6250Ω时，灵敏电流计示数为“I”;然后他将 75 S2拨至“2”位置，电阻箱R2接入电路的阻值调为 40 25502时，灵敏电流计示数仍为“I”.则在此光照 28 度下，光敏电阻R。的阻值为 n. 20 ↑R。/×102n 0 0.20.40.60.81.012照度/1x 控制开关 照明系统 6 E 0 1000 4000 7000 光照度/1x 丙 499 (1)如图乙所示，电源电动势为3V,内阻不计，当 控制开关两端电压上升至2V时控制开关自动启 动照明系统.要求当天色渐暗照度降至1.01x时 控制开关接通照明系统，则R1= k2. (2)某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻 值，设计了如图戊所示的电路进行测量，电源电动 势E一3V,内阻未知，电阻箱的调节范围为 E 0~99999Ω.实验时将电阻箱阻值置于最大，闭合 图b S,将S2与1相连，减小电阻箱阻值，使灵敏电流 (1)为检验该气敏电阻的参数是否与图a一致，测 计的示数为I,图丙为实验时电阻箱的阻值，其读 量部分甲醛浓度下的阻值，设计图b所示电路.利 数为 k2:然后将S2与2相连，调节电 用如下实验器材测甲醛浓度为8×10-8kg·m-3 阻箱的阳值如图丁所示，此时电流表的示数恰好 时气敏电阻的阻值，供选用的器材如下： A.蓄电池（电动势6V,内阻不计） 为I,则光敏电阻的阻值R。 kO. B.电压表（量程6V,内阻约10k) C.毫安表（量程5mA,内阻约22） 3 D.滑动变阻器R1(最大阻值202) E.滑动变阳器R2(最大阻值10002) 89 F.开关、导线若干 100 ①参照图a中的参数，滑动变阻器Rp应选用 100 (填“R”或“R2”): ②单刀双掷开关应接在 (填“1”或 “2”): (2)实验时，将气敏电阻置于密封小盒内，通过注 入甲醛改变盒内甲醛浓度，记录不同甲醛浓度下 电表示数，计算出气敏电阻对应阻值，若某次测量 中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.7mA, 则此时气敏电阻的阻值为 k2(保留两位 有效数字). 戊 (3)已知国家室内甲醛浓度标准是≤0.1mg/m3. 5.(2025·南宁三模)气敏电阻在安全环保领域有着 探究小组利用该气敏电阻设计了如图c所示的简 广泛的应用.有一个对甲醛气体非常敏感的气敏 单测试电路，用来测定室内甲醛是否超标. 电阻R。,正常情况下阻值为几百欧，当甲醛浓度 升高时，其阻值可以增大到几千欧.该气敏电阻说 明书给出的气敏电阻R,随甲醛浓度？变化的曲 线如图a所示（横轴为10一8kg·m一3） +R/k 图c 电源电动势为E=5.0V(内阻不计)，电路中D1、 D2分别为红、绿发光二极管，红色发光二极管D 的启动（导通）电压为2.0V,即发光二极管两端电 压UD≥2.OV时点亮，绿色发光二极管D2的启 动电压为3.0V,发光二极管启动时对电路电阻的 由/(10kgm) 影响不计.实验要求当室内甲醛浓度正常时绿灯 0 68101214 亮，超标时红灯亮，则在电阻R和R中， 图a 是定值电阻，其阻值为 k2. 5004,选BCA.由题意可得，蓝牙道信的电磁泼频来小于可见光频 爱因斯坦光子说，E一hv,e越大，h不变，v频乘越大，由c一入f( 率，故不可能是蓝光，故A错误：B.由图可知，蓝牙通信的电磁波 也是频率)，「越大，别入越小，故减到0时，福射泼长最短，故 比手机通信的电磁泼频率大，由c一入∫可知，频率越大，波长越 B正确：C由e=U,c=入f可知，辐射的X射线波长与X射线 短，故蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短，故B正 的能量有美，即由撞击损失的能量决定与阳极材料无关，故C 确：(CD.在真实中电磷泼（色括可见光）的传格速度大小均为一 错误：D.由乙图可知，加速电压越大，产生的X射线的最短波长 3×10°m/s,故C正确，D错误.故远BC, 向波长小的方向移动，故可推测60kV时，最短波长大约为 5.送ADA.电磁泼在真空中传播的逸度等于光速，故红外线、紫 20pm,故D正确：本题选猝错误的选项，故选C 外线、伦琴射线和Y射线在真空中传播的速度均为3.0×10m/s。 提分集训（七十三） 故A正确：B,红外线用于遥感技术，是因为其波长很长，衍射能 1,解析：(1)由图乙可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而变小，电 力强，不容易被云雾里的小分子散射掉，穿过云雾的能力比较 落中的电流变大，流经继电器的电流变大，磁性增大， 好，故B错误：已，紫外戟的折射率大于红外线的折射卓，根据 (2)为使孩装置实现对10℃一60℃之间任意温度的控制，滑动 变阻器的最大阻值必定大于最高温控所需连入电阻，故Rg> 。一斤知紫外线在水中的传精连度小于红外线在水中的传褥追 E -0.可0=4000 度，故C错误：D.日光灯是紫外戟的荧光效应的应用，故D正确 故选AD. 又R海=R十R0十R推 当温度为60℃时热敏电阻阻值最小，为R一30D 6.选AD根据公式E一hv, 所以R0>400n-300-90.0=280n 代入数据，解得，一105H,又A-行 所以滑动变阻器选用R, (3)由题图乙可知40℃时热敏电阻对应阻值为530，因此需将 代入数据，解得入-3×10-7m. 电租箱阻值调到53Ω： 由电磁光谱可知，该电磁泼为紫外线，BC错误，AD正确，故 当位温箱内的温度保持40℃，应调节滑动变阻器R'的阻值，使 选AD. 电流达到10mA,由闭合电路的欧蜂定律得1一 E 7.选BA.由乙图可知，在0一11时间内，电流增大，电容器电荷量 R'+R陆十R袋 减小，电容器C在放电，故A错误： E B.网理在1~？时间内，电容器充电，上极板带正电，故B正确： 即R-号-R指-Rt-4000-530-900-2570 C.同理在妇一1时间内，电容器放电，电场能转化为磁场能.故 (4)若越让恒温箱保持的温度升高，则报警时热敏电阻的阻值变 C错误： 小，总租值不变，则应将滑动变阻器R的接入电阻调大， D.根据T一2x/C可知在线图中插入铁芯，线图的自感系数增 答案：(1)增大(2)R(3)53(52,54也可以)257(256,258 大，振荡电流的周期将变大，故D错误，故选B, 也可以)(4)大 8.选BA.在x×10一8时刻电容器电压最大，开始放电，别电流 2.解析：(1)由图甲可知，随着照度的减小，光敏电阻的阻值不断 最小，故A错误： 增大 B.0元X10一1时间内，电压增大，电容器充电，电场能增大，所 本实验中，在鼠度小于0,61x的区间图像的斜率较大，其灵敏度 较大 以磁场能逐浙减小，故B正确： (2)根据图甲，照度低至0.61x时，RG一28kD.根据图乙，当 C有车进入时：暴蒲电路的网期0，红厂2x元，可行 R=R时，R。两将的电压为3V,电磁开关启动明电路，所 以R-28k2. L一0.1H没有汽丰近入时周期变大，别源荔电路中线图的自感 答案：(1)增大小于0.61x的区间 系数应孩大于0,1H,故C错误： (2)28 D.从图乙中可知，在4π×10一1s一6x×10-18时间内，震荡电流 3.解析：(1)天亮时光照度增大，光敏电阻的阻值减小，电磁铁中电 流增大，磁场增强，吸引衔铁向下与C接通，路灯熄灭，故路灯应 领率变大，根据「= 可知，钱圈自感系数变小，因为车辆 2π/LC 楼在AB两个接线柱上 远离线图时，线圈自感系数变小，故D错误.故选B (2)本实验采用等效替代法测电阻，前后两次电路中的电流相 9,选BA,开关打到b晚间，通过电感的电流最小，电流变化率最 等，制电路中的总电阻相等，故有R。=R。十R, 大.故A错误： 解得R。-3700n E B.若电感中插入铁芯，别自感系数增大，根据「 (3)根搭闭合电路欧姆定律有1，十R,十R+R 2πLG 根据图像可知，在光照度降低到4000x时，对应的阻值为R-0Q 可知振荡电流的频率减小，故B正确： 又有U-R。 C由C一可知增大电容器两极板距离，电客陪的电容减小. 其中U=2V,联主可得R:=650 孩光控装置使用较长时间后电源内阻变大，根据闭合电路欧姆 报据厂2C 定律可知，总电流变小，R。两端的电压变小，从而导致自动控制 系统正常工作时的最小光照度小于40001x 可知振荡电流的频率增大.故C错误： 答案：(1)AB(2)3700(3)65小于 D.开关打到b后，LC抓满电路开始传播电磁泼，政使灯泡所在 闭合回路产生感应电动势，小汀泡故点亮后会逐渐变暗，是周为 1解有：电假R为R◆K受-受-兰 电磁波的能量在逐渐减小，故D错误，故选B 当照度1.0(1x)时，电租Rm=20kn 10.选AA.同步韬射光的波长范国的为10im~10-1m,与蛋 别可求得R1一10kQ 白质分子的线度约为10一m差不多，故能发生明显的行射，故 (2)由图可知，图两的电阻为R2=62.5k0 A正确： 图丁的电阻R2-22.5k0 本题采用等效法测电阻，前后两次电路中的电流相等，则电路中 B.同步辐射源于电子跃迁，机械振动产生原理是波源振动帝动 的电阻相等，则有R2=R。十R'。 介质所受追弧动，则这两种泼的产生原理不同，故B错误： 所以R。一40k0 C,HEPS辐射光谱中包含红外线、可见光、紫外线以及X射线， 答案：(1)10(2)62.540 这些射戴的波长依次变短，穿透能力依次增强，故C错误： 5.解析：(1)根据图b可知，滑动变阻器采用了分压接法，为了调节 D,电子在直线加逸器中可以通过电场力加追，在增强器中洛伦 方便，则滑动变阻器应该选择最大阻值较小的R1 藏力只能提供向心力，不能用于加速，故D错误，故途A. 由图超可知，甲醛浓度为8×10一8kg·m的气敏电阻的阻值 11.途CA.由乙图可知，电压越大，X射线强度的极大植对应泼 R,≈2,5k0 长向小的方向移动，由c=f,心不变，则入大，∫反而减小，故极 由于R。>/RvRA,图此电流表应采用内接法，即开关接到1 大值向波长小的方向移动，就是向频率更高的方向移动，故A (2)根据欧蟑定律可得气敏电阻阻值为 正确：B.撞击中损失的能量以X射线的形式韬射出去，当电子 5.5 授击后地度减为0，此时损失的能量最多，X射线能量最大，由 R,-7-a.7x1070≈1.5x10n=1.5kn 674 (3)R。R,串联，当甲醛求度升高，气敏电阻的阻值R。增大时，：5，选BA.如图所示 红色发光二极营D1两瑞电压升高，所以R,为气敏电组，R,为 定值电阻， R=2 根据电阻与电压成正比，有反二了 B Q 红色发光二极管D处于点亮的临界状态，由图：可知习一 0.1mg/m2=1×10-7kg/m3时，气敏电阻的阻值R,=2.6kn. 故可得R=2R,=2×2.6kn=3.9kn 乙 答案：(1)①R1©1(2)1.5(3)R3.9 由几何关系可知，光线射出时的折射角r为29，折射率n-n2 sin 0 提分集训（七十四） 1,选BCA,两条光的光路图如图 =5,故A正确： 、b B,光在“水品球”中传矯的距离1-dc0s,时间1=二=叫 2dco20-5×10-105,故B错误： C.由图3=r=20,增大过P点光线的入射角，光线出射时一定不 会在球内发生全反射，故C正确： D.当入射光的波长变长时，须率变小，光的折射率也变小，折射 由于两种光的折射不同，由川一盘可知，两来光连入政病后的 角变大，光在水晶球中的光程变短，由口一行可知光在“水品球” 折射角不同，两来光不平行，A错误： B.下表面出射角等于上表面的入射角，即两来光下表面的出射 中的传稀速度变大，可知时间变短，故D正确 角相等，故从玻璃砖下表面射出后，两束光仍然平行，B正确： 本题总不正确的，故选B Ca的折射率小于b的折射率，由u= 6.选DA由M一nC可得裕界角C一45，A错误： 可知，a光在玻璃中的逸度大于b光在玻璃中的论度，故单色光a B.由几何关系有AD=DE=a,AE=2ADos30°，EF=(AC- 通过玻璃所用时间小于单色光b通过玻璃所用时间，C正确： D.折射率不同则水平方向侧移的距离不同，故从玻璃砖下表面 AE)cos30°. 射出后，两来光之间的距离一定和射入前不同，故D错误： 故选BC, 根据公式=台，联立解得1DE旺-5B得视： 2c 2.选CA.当0较小时，由于反射和折射现Ed 0 C.根据几何美系可知，光来从BC边垂直射出，出射光线与BC 象，所以EF屏上拙现两个光斑.当0逐浙增 大到一个值C时，即=C,光屏上两个光斑 界面的夹角为90°，C错误： 恰好变成一个（如图所示） D.光线在AB界面上发生折射，光路图如图所示 说明此时光线恰好在MN面发生全反射，由 临界角公式 sin C=1=1-8 E n一后=3·此时0=C,剥s1n0 60 4<3060 B 45yD 设A为屏上无斑，在△OMA中n0一8-厚 因”一i15 ,故AB面折射角r一30°，因为∠A一30°，所以在 由几何关系可知MO-R-20cm,AO-20√3cm,且AO2-MO sin r +MA2, △ADE中，△ADE是等腰三角形，根据几何关系可得光来在AC 代入可得MA=20√2cm,故C正确，ABD错误.故选C. 界面上的入射角2一60°，大于临界角，因此光线在AC边发生全 3.送B如图所示，当a一41°时，拾好全反射，临界角C一4一49°， 反射，D正确.故选D 1 则n一m9,故A给溪，B正确：当a一60时，月一30，由n 7,解析：(1)由题盘设光在三被镜中的折射角为：，别根据折射定律 血A知4>30g<60,放C正确.D错送. 有一品 sin 6 由于折射光线垂直EG边射出，根据儿何关系可知 接收 a=∠FEG=30 代入数据解得sin0-0.75 ay (2)根据题意作出单色光第一次到达半圈弧AMB恰好发生全反 射的光路图如图。 发射 4.选BA.光纤通信比传统通信杭干扰性强，一根光纤同时段可 以传输多个信号，A错误： B.发生全反射条件是从光密介质向光燕介质传播，国此内芯的 折射率比外套的大，光传播时在外套与内芯的界面上发生全反 0 射，B正确： C,设内芯折射率为川1，外套折射率为：，光在内芯中传播的最 长路程为一 nC,传梅逵度为u-二，sinC-型-上 M 装银关时同占是-盟，C:花： 别根据几何美系可知FE上从P点到E点以0角入射的单色光 D,蓝光须率大于红光，光导纤维对蓝光的折射率大于红光，所以 钱第一次到达半國弧AMB都可以发生全反射，根据全反射临界 蓝光比红光在光钎中传稀的速度小，D错误. 故进B. 角公式有nC-品 675