训练63 传感器 实验十六：利用传感器制作简单的自动控制装置-【红对勾讲与练·练习手册】2026年高考物理大一轮复习全新方案基础版

训练63 实验十六：利用传感器制 基础巩固」 1.(5分)图甲是一种家用门窗防盗报警装置，图乙是 干簧管元件。安装时，在门的上沿嵌入一小块永 磁体M,门框内与M相对的位置嵌入干簧管SA, 并将干簧管接入报警电路（蜂鸣报警器），睡觉前 连接好电路，启动防盗报警装置，当门紧闭时，蜂 鸣报警器不响，当门被打开时，蜂鸣报警器发出声 音警报，下列有关说法正确的是 ) 报警电路 门窗防盗报警装置 干簧管 甲 A.当门关闭时，干簧管两簧片接通 B.干簧管可以由铜或银等导电性能更好的材料 制成 C.如将门上镶嵌磁体的N、S极对调后，该报警器 不能正常工作 D.本装置是利用电磁感应原理控制电路 2.(5分)（多选）(2024·山西朔州二模)某自动控制 照明电路的原理图如图所示，当照射到光敏电阻 R。上的光线足够暗时，电磁继电器才会接通照明 电路使其中的灯泡L发光，已知光敏电阻R。的阻 值随着光照的增强而减小，照明电路中单刀双掷 开关S可以选择不同的触点，则下列说法正确的 有 o电源。 R R。 A.开关S应接触点a B.开关S应接触点b C.为使光线不是太暗时就能点亮L,则应增大R2 接入电路的电阻 D.为使光线不是太暗时就能点亮L,则应减小R2 接入电路的电阻 (横线下方不可作答) 42 班级： 姓名： 传感器 作简单的自动控制装置（总分：70分） 3.(5分)(2024·湖北黄冈二模)电熨斗在达到设定 温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热， 使它与设定温度差不多，在熨烫不同织物时，通过 如图所示双金属片温度传感器控制电路的通断， 从而自动调节温度，双金属片上层金属的热膨胀 系数大于下层金属的。下列说法正确的是() 一调温旋钮 弹性铜片 升降螺丝 绝缘支架 触点玉 0 双金属片「 电热丝 LZYXXXXKYXX77X0000 金属底板一 A.温度升高时，双金属片会向上弯曲 B.调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定 温度降低 C.调节“调温旋钮”，使螺钉微微上升，可以使设定 温度升高 D.适当增加输入电压，可以使设定温度升高 4.(5分)(2024·云南曲靖二模)当今，人工智能迅猛 发展，形形色色的传感器是人工智能的基础。如 图所示为某同学设计的测量材料竖直方向尺度随 温度变化的传感器装置示意图，平行板电容器上 极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动， 两极板始终跟电源相连。若材料温度变化时，极 板上所带电荷量增加，则 () 直流电源 被测材料 加热器 7777777 A.电容器电容变小 B.极板间电场强度不变 C.极板间电势差变小 D.材料竖直方向尺度增大 5.(5分)（多选）(2024·吉林长春二模)图甲为交警 正在用气体酒精浓度测试仪查酒驾的情景，图乙 为气体酒精浓度测试仪的原理图，R,为气敏电 阻，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，R。 为报警器的电阻（阻值不变），R。大于电源内阻。 当报警器两端的电压达到一定值时，报警器报警。 测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0 第十三章交变电流电磁波传感器 时，调节滑动变阻器R,的滑片，使电压表示数为 U。,调零后R2的滑片位置保持不变。测试时，当 气体酒精浓度达到酒驾指定浓度时，电压表示数 增大为U,报警器报警。当一位酒驾驾驶员对着 测试仪吹气时，下列说法正确的有 ( ) ⊙ R Ro 传感器 报警器 E.r A.当R,两端的电压减小U一U。时，报警器开始 报警 B.电源的输出功率增大 C.移去电压表，报警时气体酒精浓度比指定的浓 度小 D.若不小心将R,的滑片向下移了一些，报警时气 体酒精浓度比指定的浓度大 心素养提升」 6.(10分)某同学用光敏电阻和电磁继电器等器材设 计自动光控照明电路。 得分 +R/2 40 35 30 25 20 15 10 I/cd A 甲 零线 ⑧⑧ 火线1. 光敏电阻 定值电阻 电源 开关 因 (1)光强(I)是表示光强弱程度的物理量，单位为 坎德拉(cd)。如图甲所示是光敏电阻阻值随光强 变化的图线，由此可得到结论： (2)如图乙为电磁继电器的构造示意图，其中L为 含有铁芯的线圈，P为可绕O点转动的衔铁，K为 弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱。工 红对勾·讲与练 42 作时，应将 (选填“A、B”或“C、D”)接照明 电路。 (3)请在图丙中用笔画线代替导线，完成实物电路 的连接。 (4)已知电源电动势为3V,内阻很小，电磁铁线圈 电阻R。=20.02,电流超过50mA时可吸合衔 铁。如果要求光强达到2cd时，照明电路恰好接 通，则图丙中定值电阻R= 2. 7.(10分)(2022·广东卷)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： 得分 (1)装置安装和电路连接 如图甲所示，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 如图乙所示的电路中。 V 金属夹A 导电绳 金属夹B 定值电阻 A 导电绳R.S2 刻度尺 木板 E S 匆 ↑R/k2 1.40 1.35出 1.30中 1.25 1.20日 1.15出出由 51.0051.2051.4051.6051.8052.00L/cm 公 (2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻R,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R= (用I1,I2和U表示)。 ④断开S,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。 高三物理·基础版 (4)图丙是根据部分实验数据描绘的R,-L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R,为1.33k2,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。 8.(12分)如图甲为一利用光敏电阻测量储液罐中液 面高度的装置的示意图。当罐中装满液体时，液 面与出液口高度差为五，罐外有一竖直放置的管， 管内一侧有沿竖直线排列的多个光敏电阻，另一 侧有一列光强稳定的光源。液面上一浮块与一块 遮光板通过定滑轮相连，遮光板可随浮块的升降 在管内上下运动，光敏电阻的总长度和遮光板的 总长度都为。当储液罐内装满液体时，遮光板的 上沿与最下面的光敏电阻的下边缘等高。管内的 光均匀地照射在光敏电阻上，光敏电阻和仪表相 连。现要求设计一电路以利用上述装置测量液面 的高度。 为将问题简化，假设管内只有3个光敏电阻 R1、R2、R?,分别位于管的上端、下端和中央；它们 的暗电阻均为R=10kΩ，被管内光源照亮时电阻 均为R′=1.0k2。给定的仪器还有：直流电源E (电动势为9V,电阻不计)，3个定值电阻，阻值分 别为R4=2.5k2,R5=1.8k2,R6=1.5k2;电压 表V(量程为0~3V,内阻可视为无穷大)，开关一 个，导线若干。要求：当罐内装满液体时，电压表 恰好为满量程。 得分 (1)如图乙为某次电压表的示数，其大小为 V。 tettittittt 光敏 电阻 光源 h 出液口 Qwnw子 遮光板 甲 (2)选择合适的定值电阻，在如图丙所示虚线框内 画出电路图，并用题中给定的符号标明图中各 元件。 丙 (横线下方不可作答) 42 班级： 姓名： (3)液面与出液口等高时电压表的示数为 (结果保留两位有效数字) (4)若管内的光强变暗，使得光敏电阻被照亮时 的阻值变为1.2kΩ，则定值电阻的阻值应变为 k,便可达到题目要求。 9.(13分)(2024·浙江温州二模)磁敏电阻是一种对 磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。物质在磁场 中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。某实验小 组利用伏安法测量一磁敏电阻RM的阻值（约几千 欧)随磁感应强度变化的关系。 所用器材：电源E(6V)、滑动变阻器R(最大阻值 为202)，电压表（量程为0~3V,内阻为2k2)和 毫安表（量程为0~3mA,内阻不计）。定值电阻 R。=1k2,开关、导线若干。 得分 (1)为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大， 实验小组设计了电路图（图甲），请用笔画线代替 导线在图乙中将实物连线补充完整。 (2)某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表 的读数为 V,电流表读数为0.5mA,则此 时磁敏电阻的阻值为 2 ☐ R Ro R 磁敏电阻 ④ 电源 甲 乙 ↑R/k2 6 R 730 0 2% “3150 动输出 电压 -53-1V 0、2、、、5T 今 戊 (3)实验中得到该磁敏电阻阻值RM随磁感应强度 B变化的曲线如图丁所示，某同学利用该磁敏电 阻制作了一种报警器，其电路的一部分如图戊所 示。图中E为直流电源（电动势为6.0V,内阻可 忽略)，当图中的输出电压达到或超过2.0V时， 便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报 警时磁感应强度为0.2T,则图中 （选填 “R,”或“R2”)应使用磁敏电阻，另一定值电阻的阻 值应为 k2。 5 第十三章交变电流电磁波传感器 ■图乙可知，t2~一t3内电流增大，磁场能 增大，电场能减小，LC回路中电场能 逐渐转化为磁场能，故C正确；根据 正弦式交流电的有效值规律可知，该 振荡电流的有效值为I= 2 故D错误。 训练63传感器 实验十六：利用传感器制作 简单的自动控制装置 1.A干簧管为磁控开关，当门关闭时干 簧管下方有磁体，干簧管两簧片接通， 故D错误，A正确；铜或银不是磁性材 料，则干簧管不可以由铜或银等导电 性能更好的材料制成，故B错误：将门 上镶嵌磁体的N、S极对调后，不影响 磁体吸引干簧管两簧片，该报警器能 正常工作，故C错误。 2.BC由题图可知，当照射到光敏电阻 R。上的光线足够暗时，光敏电阻R。 的阻值变大，控制电路中的电流变小， 电磁铁具有的磁性减小，衔铁被放开， 此时灯泡被点亮，故开关S应接触点 b,故A错误，B正确：为使光线不是太 暗时就能，点亮L,说明点亮L时光敏电 阻R。的阻值比原来小，故需要增大 R2接入电路的电阻，故C正确，D 错误。 3.B当温度升高时，双金属片向膨胀系 数小的一侧发生弯曲，由于双金属片 上层金属的热膨胀系数大于下层金属 的，所以温度升高时，双金属片会向下 弯曲，触，点断开，故A错误；调节调温 旋钮，使螺丝上移，弹性铜片也随之上 移，使双金属片只要稍向下弯曲，就能 使触点断开，调节前后对比，双金属片 向下弯曲程度要小一些，设定温度要 更低一些，故B正确，C错误：输入电压 不影响设定温度，故D错误。 4.D根据题意可知极板之间电压U不 变，极板上所带电荷量Q变大，根据电 容定义式C-号，可知电容器的电容 C增大，故A错误；根据电容的决定式 ES C= 由于电容C增大，可知极板 4πkd 间距d减小，即材料竖直方向尺度增 大，再振据B=号，由于电压U不变， 可知极板间电场强度增大，故B错误， D正确：根据题意可知极板之间电压U 不变，即极板间电势差不变，故C 错误。 5.BC根据题意可知R1、R,及电源内 阻总的电压减小U一U。时，报警器才 开始报警，A错误；当外电阻等于电源 内阻时，电源的输出功率最大，由于R。 大于电源内阻，因此R,变小时，外电 阻减小，电源的输出功率变大，B正确； 移去电压表，报警器部分的电阻变大， 两端要达到报警时的电压，传感器的 电阻必须更大，因此报警时气体酒精 浓度比指定的浓度小，C正确：若不小 心将R2的滑片向下移了一些，则报警 时传感器的电阻比正常设计报警时的 电阻大，报警时气体酒精浓度比指定 的浓度小，D错误 6.(1)随光照强度的增加，光敏电阻的阻 值减小得越来越慢(2)C、D(3)见 解析图(4)21.5 解析：(1)从题图甲可知，光敏电阻的 阻值随光照强度变化的规律是随光照 强度的增加，光敏电阻的阻值迅速减 小，进一步增大光照强度，光敏电阻的 阻值减小得越来越慢。 (2)由电磁继电器原理可知，A、B连接 的是控制电路，S连接的是工作电路， 故工作时应将C、D接照明电路。 (3)将电源、开关、光敏电阻和定值电 阻接入控制电路，用电器接入工作电 路，连接电路如图所示。 零线 ☒☒ 火线 B 光敏电阻定值电阻 电源 开关 (4)当外界光照强度达到2cd时，由题 图甲可知，光敏电阻的阻值R1= 18.52,照明电路恰好接通开始工作， 电磁铁能吸合衔铁的最小电流I= 0.05A,由1= 卫得，拉制电路的总电 R E 3 阻R8=了0.05 2=602,根据串联 电路电阻规律可知，定值电阻的阻值为 R=R&-R,-R1=601-20.00 18.52=21.52。 U 7.(2)③变小 (3)无 I,-I (4)51.80 解析：(2)③闭合S,后，并联部分的电 阻小于定值电阻的阻值，根据闭合电 路欧姆定律，电路总电流增大，电源内 阻、滑动变阻器、电流表分压变大，电 压表的示数变小。加在导电绳两端的 电压为U,分析知流过导电绳的电流为 I2一I1,因此导电绳的电阻R= U I,-I11 (3)考虑到电压表内阻不是无限大，在 闭合S,之前，电流表的示数I,实际包 括定值电阻中的电流和电压表分得的 电流，闭合S,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I2一I1,与电压表内阻无 关，因此电压表内阻对导电绳电阻的 测量值无影响。 (4)由题图丙可知，R=1.33k2时， L=51.80cm,即此时导电绳拉伸后的 长度为51.80cm。 8.(1)1.40(2)见解析图(3)0.43 (4)1.8 解析：(1)电压表量程为0~3V,每小 格表示0.1V,指针示数为1.40V。 (2)当罐内装满液体时，3个光敏电阻均 受到光照射，它们的阻值均为1.0k2,可 把三个光敏电阻串联后再与定值电阻 R,串联，接在直流电源两端，把电压 表接在定值电阻两端，当罐内装满液 体时，电压表恰好为满量程，则有 R 3R干R=E,解得R,=1.5kn,故 R,为电阻R；,电路图如图所示。 R 电源 S E R (3)当液面与出液口等高时，光源完全 被遮光板遮住，此时三个光敏电阻的 阻值均为10k2,则电压表的示数为 E U=3R-RR,≈0.43V。 (4)若光敏电阻被照亮时的阻值变为 1.2k,为使电压表满量程，则定值电 阻的阻值变为R,R:满足3V= ER' R+3X1.2k0,解得R=1.8kn 9.(1)见解析图(2)1.303.9×10 (3)R22.8 解析：(1)根据电路图甲，在乙图中补 充实物连线图如图所示。 R 磁敏电阻 电源 (2)电压表的最小刻度值为0.1V,电 压表的读数为1.30V。根据串联电路 电压与电阻成正比的关系，磁敏电阻两 .1.30V 端的电压为2k0 X (2 kQ+1 k)= 1.95V,电流表读数为0.5mA,故此 1.95 时磁敏电阻的阻值为R-Q.5X10n 39002=3.9×1032 (3)根据闭合电路欧姆定律可得输出 ER2 电压为U=R干R,要求输出电压达 到或超过2.0V时报警，即要求磁感应 强度增大时，电阻的阻值增大，从而输 出电压增大，故需要R,的阻值增大才 能实现此功能，故R。为磁敏电阻。开 始报警时磁感应强度为0.2T,此时 R2=1.4k,电压U=2.0V,根据电路 U E 关系R,R十R ,解得R1=2.8k2 第十四章光 训练64光的折射全反射 1.A全反射的条件：只有光从光密介质 (折射率大)射入光疏介质（折射率 小)，且入射角大于或等于临界角时， 参考答案553