章末检测卷5 传感器（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

(本卷满分：100分) 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。 1．光电式感烟探测器(简称烟感器)由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。该报警器利用的传感器是(　　) A．力传感器　　　　　　 B．声传感器 C．位移传感器 D．光传感器 答案　D 2．有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是(　　) A．两个传感器都是光电传感器 B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器 C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器 D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作 解析　题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照或温度一个条件满足即可，选项A、C、D错误，B正确。 答案　B 3.如图所示，电路中RT为热敏电阻，当温度升高时，RT阻值变小。R1和R2为定值电阻。开关S闭合后，RT的温度升高，则下列物理量中变小的是(　　) A．通过RT的电流 B．通过R1的电流 C．通过R2的电流 D．电容器两极板间的电场强度 解析　开关S闭合后，RT的温度升高，RT阻值变小，电路中总电阻变小，总电流增大，通过R1的电流增大，U1＝IR1增大，U2＝E－I(r＋R1)减小，通过R2的电流减小，通过RT的电流增大，电容器两极板间的电压增大，板间的电场强度增大，选项C正确。 答案　C 4.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球。K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是(　　) A．正在增加，＝ B．正在减弱，＝ C．正在减弱，＝ D．正在增加，＝ 解析　K闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力。由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律E＝n＝U，又q＝mg得＝，故D正确。 答案　D 5.有一热敏电阻的阻值随温度变化的R­t图像如图所示，现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电子温度计，为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现要使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜(设在温度范围内，欧姆表的倍率不变)(　　) A．t1～t2段 B．t2～t3段 C．t3～t4段 D．t1～t4段 解析　由于t2～t3段内R随温度的变化最显著，也就是回路内的电流随温度的变化最明显，故选项B正确。 答案　B 6．如图所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。由以上信息可知(　　) A．电容式触摸屏的内部有两个电容器的电极板 B．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大 C．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小 D．如果用戴了手套的手触摸屏幕，同样能引起触摸屏动作 解析　电容触摸屏在原理上把人体当作电容器元件的一个极板，把导体层当作另一个极板，故选项A错误；手指与屏的接触面积越大，即电容器两个极板的正对面积越大，故电容越大，选项B正确，选项C错误；如果戴了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，选项D错误。 答案　B 7．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化。在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标。有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)—CO浓度曲线，如图乙所示。下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图像正确的是(　　) 解析　U0＝IR0＝，一氧化碳浓度c增大，电导增大，电阻R传减小，U0增大，但不是正比关系。选项A正确，B、C、D错误。 答案　A 8．在彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路如图所示，主要元件是两个电感线圈L1、L2。它们的自感系数很大，F是保险丝，R是压敏电阻(正常情况下电阻值很大，电压超过设定值时，阻值会迅速减小，可以保护与其并联的元件)。C1、C2是电容器，S为电视机开关。某一次用户没有先关电视机(没断开S)就拔掉电源插头，结果烧坏了图中电路元件，可能被烧的元件是①C2；②C1；③L1或L2；④F，则正确的是(　　) A．①③ B．①④ C．②④ D．③④ 解析　拔掉电源插头，由于L1、L2的自感作用，使R两端电压瞬间增大，由于R的压敏特性，C1受到保护，所以可能烧坏的元件是L1、L2、C2，A正确。 答案　A 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，有多个是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选得0分。 9.某同学发现他居住的楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮。后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是(　　) A．白天有光照时，光传感器自动闭合 B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合 C．有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 D．无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合 解析　天亮时光控开关自动断开，天黑时闭合；有人走动发出声音，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，所以两个开关应相互影响同时符合闭合条件。白天有光照时，光传感器自动断开，故A错误；夜晚无光照时，光传感器自动闭合，故B正确；有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合，故C正确；无人走动或没有声音时，声传感器自动断开，故D错误。 答案　BC 10.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，光强增大时R2的阻值减小，R3为滑动变阻器，平行板电容器与定值电阻R1并联，闭合开关，下列判断正确的(　　) A．仅增加光照强度时，电容器所带电荷量将减小 B．仅减弱光照强度时，电源的输出功率一定减小 C．仅将滑动变阻器的滑片向上移动时，电容器贮存的电场能将减小 D．仅将滑动变阻器的滑片向下移动时，电源的效率将增大 解析　增加光照强度，则R2电阻变小，总电阻变小，总电流变大，电源内阻分压变大，路端电压变小，则通过R3的电流变小，通过R1的电流变大，则R1的分压变大，电容器电压变大，带电荷量增加，选项A错误；减弱光照强度，R2电阻变大，电源的输出功率由内、外电阻关系决定，因其大小关系不确定，所以不能判断电源输出功率的变化，选项B错误；滑动变阻器的滑片向上移动时，外电阻变小，路端电压变小，则电容器的电压变小，贮存的电场能减小，选项C正确；滑动变阻器的滑片向下移动时，电阻增大，外电阻增大，路端电压增大，则电源效率增大，选项D正确。 答案　CD 11.在一些学校教室为了保证照明条件，采用智能照明系统，在自然光不足时接通电源启动日光灯，而在自然光充足时，自动关闭日光灯，其原理图如图所示。R为一光敏电阻，L为一带铁芯的螺线管，在螺线管上方有一用细弹簧系着的轻质衔铁，一端用铰链固定在墙上可以自由转动，另一端用一绝缘棒链接两动触头。有关这套智能照明系统工作原理描述正确的是(　　) A．光照越强，光敏电阻阻值越大，衔铁被吸引下来 B．在光线不足时，光敏电阻阻值变大，电流小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯接通 C．上面两接线柱应该和日光灯电路连接 D．下面两接线柱应该和日光灯电路连接 解析　由光敏电阻特性可知，光照强度越强，电阻越小，电流越大，所以A项错误，B项正确；上面两接线柱应接日光灯电路，所以C项正确，D项错误。 答案　BC 12.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件的d、k为定值，如果保持I恒定，则可以验证UH随B的变化情况。以下说法正确的是(工作面是指较大的平面)(　　) A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，UH将变大 B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化 解析　将永磁体的磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B增大，I恒定，由公式UH＝知UH将变大，选项A正确；地球两极的磁场方向在竖直方向上，所以霍尔元件的工作面应保持水平，使B与工作面垂直，选项B正确；地球赤道上的磁场沿水平方向，只有霍尔元件的工作面在竖直方向且垂直于南北时，B才与工作面垂直，选项C错误；改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，B在垂直工作面方向上的大小发生变化，UH将发生变化，选项D正确。 答案　ABD 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13．(6分)如图所示为一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，灯的亮、灭能反映门的开、关状态。 (1)门打开时R2两端的电压U2与门关闭时相比________(选填“增大”或“减小”)。 (2)门打开时________(选填“红”或“绿”)灯亮。 解析　当门打开时，R3受红外线照射，电阻减小，从而使并联电路总电阻减小，总电流增大，R2两端的电压减小，通过R2的电流减小，故通过R3的电流增大，线圈产生的磁场增强，吸引衔铁，红灯亮。 答案　(1)减小　(2)红 14．(8分)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： (1)装置安装和电路连接 如图(a)所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中。 (2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数________(选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx＝________(用I1、I2和U表示)。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 (3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值________(选填“有”或“无”)影响。 (4)图(c)是根据部分实验数据描绘的Rx­L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33 kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为____________cm，即为机械臂弯曲后的长度。 解析　(2)闭合S2后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。 加在导电绳两端的电压为U，流过导电绳的电流为I2－I1，因此导电绳的电阻 Rx＝。 (3)在闭合S2之前，电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2－I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响。 (4)由图c可知，导电绳拉伸后的长度为51.80 cm。 答案　(2)③变小　　(3)无　(4)51.80 15.(8分)有一种角速度计可以测量航天器的转动角速度，其结构如图所示，角速度计固定在待测装置上，元件A可在光滑杆上滑动，静止时，电压输出刚好为零。当装置绕竖直轴OO′转动时，元件A在光滑杆上发生位移并输出电压信号，成为航天器制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k，自然长度为l0，电源的电动势为E，内阻不计，滑动变阻器B总长度为l，当系统以角速度为ω转动时，求U与ω的函数关系。 解析　当系统以角速度ω转动时，对元件A，弹簧弹力提供做圆周运动的向心力为kx＝mω2(l0＋x) 电压表的读数U＝E 解得U与ω的函数关系为U＝ 当x＝l时，U＝E，ω＝ 上式成立的条件是：ω≤。 答案　U＝ 16.(8分)有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源，R0是一个阻值为400 Ω的限流电阻，G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器，R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示，C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。 压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 (1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式。 (2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多少？ (3)通过寻求压力与电流表中电流的关系，说明该测力显示器的刻度是否均匀。 解析　压敏电阻R其阻值随压力大小变化而变化，首先应确定电阻R随压力F的变化关系，再利用电路确定电压与电流的值。 (1)通过表中数据可得＝c，故R与F成线性变化关系，设它们的关系为R＝kF＋b，代入数据得R＝300－0.4F。 (2)由题意，R0上的电压为5 V，通过R0的电流为I＝，利用R＝及R＝300－0.4F，可求得Fm＝550 N。 (3)由I＝和R＝kF＋b可得F＝－，即该测力显示器的刻度不均匀。 答案　(1)R＝300－0.4F　(2)550 N　(3)不均匀 17．(14分)某同学设计了一种测定风力的装置，其原理如图所示，迎风板与一轻弹簧的一端N相连，穿在光滑的金属杆上。弹簧是绝缘材料制成的，其劲度系数k＝1 300 N/m，自然长度L0＝0.5 m，均匀金属杆用电阻率较大的合金制成，迎风板面积S＝0.5 m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。限流电阻的阻值R＝1 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω。合上开关，没有风时，弹簧长度为原长度，电压表的示数U1＝3.0 V。如果某时刻由于风吹使迎风板向左压缩弹簧，电压表示数为U2＝2.0 V，求： (1)金属杆单位长度的电阻； (2)此时作用在迎风板上的风力。 解析　(1)设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，风吹时接入电路的电阻为R2，由题意得 无风时U1＝R1，得R1＝＝ Ω＝0.5 Ω， 设金属杆单位长度的电阻为R′， 则R′＝×1 m＝1 Ω。 (2)有风时U2＝R2， 得R2＝＝ Ω＝0.3 Ω， 此时，弹簧长度L＝＝ m＝0.3 m， 压缩量x＝L0－L＝0.5 m－0.3 m＝0.2 m， 则此时风力F＝kx＝1 300×0.2 N＝260 N。 答案　(1)1 Ω　(2)260 N 18.(16分)检测某传感器的电路图如图所示。传感器上标有“3 V　0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω　1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V。 (1)求传感器的电阻和额定电流； (2)为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？ (3)如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω，则该传感器就失去作用。实际检测时，将一个恒压电源加在图中a、b之间。闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压。检测记录如下： 电压表示数U/V 电流表示数I/A 第一次 1.48 0.16 第二次 0.91 0.22 若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b所加的电压是多少？ 解析　(1)传感器的电阻R传＝＝＝10 Ω 传感器的额定电流I传＝＝ A＝0.3 A。 (2)最大电流I＝I传＝0.3 A 电源电压最大值Um＝U传＋U0， U传为传感器的额定电压， U0为R0m＝10 Ω时R0两端的电压，即 U0＝I传R0m＝0.3×10 V＝3 V， Um＝U传＋U0＝3 V＋3 V＝6 V。 (3)设实验检测时加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为R传′，根据第一次实验记录数据有U＝I1R传′＋U1 根据第二次实验记录数据有U＝I2R传′＋U2 代入数据解得R传′＝9.5 Ω，U＝3 V 传感器的电阻变化为 ΔR＝R传－R传′＝10 Ω－9.5 Ω＝0.5 Ω<1 Ω， 所以此传感器仍可使用。 答案　(1)10 Ω　0.3 A　(2)6 V　(3)见解析 学科网（北京）股份有限公司 $