第五章 传感器 单元检测 -2025-2026学年高二物理假期作业

高中物理选择性第二册寒假作业 第五章《传感器》（单元检测）试卷 一、单项选择题（共计7题，每小题5分，共计35分） 1.如图所示，酒精检测仪是用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少的仪器。酒精检测器的核心传感器是(　　) A.声音传感器 B.温度传感器 C.压力传感器 D.化学传感器 2.金属铂的电阻值对温度的变化非常“敏感”，所以可以利用铂的电阻值随温度变化的性质制成铂电阻温度传感器，如图所示的I-U图像中能表示金属铂的电阻值变化情况的是(　　) 3.关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是(　　) A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件 B.电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量 C.非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量 D.非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量 4.如图所示为一温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，下列说法正确的是(　　) A.温度升高至74 ℃时，灯L1亮报警 B.温度升高至74 ℃时，灯L2亮报警 C.温度升高至78 ℃时，灯L1亮报警 D.温度升高至78 ℃时，灯L2亮报警 5.如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(　　) A.I变大、U变大 B.I变小、U变小 C.I变小、U变大 D.I变大、U变小 6.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动的过程中，电流表示数如图乙所示，已知升降机静止时电流表的示数为I1。下列判断正确的是(　　) A.0到t1时间内，升降机一定静止 B.t1到t2时间内，升降机可能做匀加速直线运动 C.t1到t2时间内，升降机运动时的加速度在变化 D.t2到t3时间内，升降机可能向下匀速运动 7.氧化锡传感器主要用于汽车尾气中的一氧化碳浓度的检测，它的电阻阻值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阻值，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针位置就能判断一氧化碳浓度是否超标。有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出了电导(即电阻的倒数)—一氧化碳浓度图像，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(　　) 2、 多项选择题（共计5题，每小题3分，选对但不全得3分，错选不得分，共计30分） 8.如图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置。则下列说法正确的是(　　) A.当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压变大 B.当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压减小 C.当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压 D.当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压 9.如图所示，干簧管放在磁场中时两个簧片能被磁化。关于干簧管，下列说法正确的是(　　) A.干簧管接入电路中相当于电阻 B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C.干簧管接入电路中相当于开关 D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 10.教学楼过道灯是由声传感器和光传感器同时控制的，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。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.无人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 11.陶瓷作为一种古老而又重要的工艺品，其制作过程中的温度掌控直接影响到陶瓷成品的质量。如图所示是制陶过程中一种监控温度的报警原理图，R为滑动变阻器，用来调节电路报警温度，调节完成后保持触头不动。R0为定值电阻，RT为热敏电阻，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压低于设定值时，报警器就会自动报警。针对此电路，下列说法正确的是(　　) A.报警器的作用是防止制陶过程中温度过高 B.当制陶过程中温度升高时，电源的输出效率增加 C.当制陶过程中温度降低时，定值电阻R0上消耗的功率减小 D.如果使报警温度提高，需要将滑动变阻器R的触头向左滑动 12.如图所示是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃，下列说法正确的是(　　) A.常温下感温磁体具有较强的磁性 B.当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强 C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ℃，这时开关按钮会跳起 D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起 三、填空题（共计3题，共计34分） 13.（10分）某实验小组设计了一个灯光控制系统。声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才接通电路的工作要求。其示意图如图甲所示。 (1)声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是　　　　(填“并联”或“串联”)关系。  (2)其中光控继电器的电路结构如图乙所示。已知环境光亮度越大，光敏电阻阻值越小，当电路电流小于某阈值I0时，继电器开始工作。在设定的光亮度条件下调节滑动变阻器，使继电器恰好开始工作，此时电流表示数如图丙所示， 此时I0=　　　　 A。  (3)为了节约用电，需要降低光亮度阈值，应该把滑动变阻器阻值调　　　　。  14.(12分)某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0 μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。 (1)(8分)用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0 μA，须调节　　　　　　　　(选填一种给定的实验器材)。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0 μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻　　　　　　(选填“远大于”“接近”“远小于”)RT阻值的电压表。  (2)(4分)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率的绝对值是　　　　　　 kΩ·℃-1(保留2位有效数字)。  15.(12分)如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中R1=250 Ω是保护电阻，R2是调零电阻(最大电阻100 Ω)，理想电流表量程为10 mA，电源电动势E=3 V(内阻不计)，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。 (1)根据图乙写出对应R-F函数表达式　　　　。  (2)要对压力传感器进行调零(即压力为0时，使电流表达到满偏)，调零电阻R2应调为　　　　 Ω。  (3)现对表盘进行重新赋值，原3 mA刻度线应标注　　　　 N。  学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理选择性第二册寒假作业 第五章《传感器》（单元检测）答案 一、单项选择题（共计7题，每小题5分，共计35分） 1.如图所示，酒精检测仪是用来检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少的仪器。酒精检测器的核心传感器是(　　) A.声音传感器 B.温度传感器 C.压力传感器 D.化学传感器 答案　D 解析　酒精检测仪是把酒精浓度转化为电学量的传感器，属于化学传感器。故选D。 2.金属铂的电阻值对温度的变化非常“敏感”，所以可以利用铂的电阻值随温度变化的性质制成铂电阻温度传感器，如图所示的I-U图像中能表示金属铂的电阻值变化情况的是(　　) 答案　C 解析　根据电阻的定义式R=，可知，I-U图线上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻值的倒数，金属铂的电阻值随温度的升高而增大，则I-U图线上的点与坐标原点连线的斜率随着电压增大逐渐减小，故选C。 3.关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是(　　) A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件 B.电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量 C.非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量 D.非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量 答案　C 解析　传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，故A、B、D错误，C正确。 4.如图所示为一温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，下列说法正确的是(　　) A.温度升高至74 ℃时，灯L1亮报警 B.温度升高至74 ℃时，灯L2亮报警 C.温度升高至78 ℃时，灯L1亮报警 D.温度升高至78 ℃时，灯L2亮报警 答案　D 解析　当温度低于78 ℃时，线圈中没有电流，此时仅灯L1亮，不报警；当温度升高到78 ℃时，线圈中有电流，磁体吸引衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮报警，故选D。 5.如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(　　) A.I变大、U变大 B.I变小、U变小 C.I变小、U变大 D.I变大、U变小 答案　B 解析　当R2处出现火情时，热敏电阻的阻值将减小，则此时电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流增大，所以R1两端的电压增大，路端电压减小，报警器的电压U变小，则并联部分的电压减小，通过R3的电流I变小，所以显示器的电流I变小，故B正确。 6.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动的过程中，电流表示数如图乙所示，已知升降机静止时电流表的示数为I1。下列判断正确的是(　　) A.0到t1时间内，升降机一定静止 B.t1到t2时间内，升降机可能做匀加速直线运动 C.t1到t2时间内，升降机运动时的加速度在变化 D.t2到t3时间内，升降机可能向下匀速运动 答案　C 解析　从0~t1时间内，电流不变，根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的总阻值不变，升降机可能静止也可能匀速运动，故A错误；t1~t2时间内，电流增大，则电阻减小，因为压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以压力增大，由牛顿第三定律得物块受到的支持力逐渐增大，根据牛顿第二定律有FN-mg=ma，合力向上，加速度向上且逐渐增大，故B错误，C正确；t2~t3时间内电流不变，电阻不变，压力不变，电流大于静止时的电流，压力大于静止时的压力，物块受重力和支持力，根据牛顿第二定律有FN'-mg=ma'，合力向上，加速度向上且大小不变，所以t2~t3时间内升降机匀加速上升或匀减速下降，故D错误。 7.氧化锡传感器主要用于汽车尾气中的一氧化碳浓度的检测，它的电阻阻值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阻值，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针位置就能判断一氧化碳浓度是否超标。有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出了电导(即电阻的倒数)—一氧化碳浓度图像，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(　　) 答案　D 解析　设传感器的电阻为R1，电源的电动势为E，内阻为r，由氧化锡传感器电导(即电阻的倒数)—一氧化碳浓度图像，得到=kc，k是比例系数。又根据欧姆定律得，电压表示数U0=E=E 由数学知识分析，当c增大时，U0增大，且c与U0是非线性关系，图像是曲线。故D正确。 2、 多项选择题（共计5题，每小题3分，选对但不全得3分，错选不得分，共计30分） 8.如图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置。则下列说法正确的是(　　) A.当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压变大 B.当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压减小 C.当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压 D.当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压 答案　BC 解析　R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮住光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U=IR2减小，故A项错误，B项正确；由闭合电路欧姆定律得：U=E-I(R1+r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故C项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D项错误。 9.如图所示，干簧管放在磁场中时两个簧片能被磁化。关于干簧管，下列说法正确的是(　　) A.干簧管接入电路中相当于电阻 B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C.干簧管接入电路中相当于开关 D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 答案　CD 解析　干簧管能感知磁场，因为两个簧片由软磁性材料制成，当周围存在磁场时，两个簧片被磁化，就会相互吸引，所以干簧管是作为开关来使用的，是作为电控元件以实现自动控制的。选项C、D正确。 10.教学楼过道灯是由声传感器和光传感器同时控制的，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。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.无人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 答案　BC 解析　白天有光照时光传感器自动断开，夜晚无光照时自动闭合，有人走动或发出声音，声传感器自动闭合；两个传感器同时闭合，灯就会亮，故B、C正确。 11.陶瓷作为一种古老而又重要的工艺品，其制作过程中的温度掌控直接影响到陶瓷成品的质量。如图所示是制陶过程中一种监控温度的报警原理图，R为滑动变阻器，用来调节电路报警温度，调节完成后保持触头不动。R0为定值电阻，RT为热敏电阻，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压低于设定值时，报警器就会自动报警。针对此电路，下列说法正确的是(　　) A.报警器的作用是防止制陶过程中温度过高 B.当制陶过程中温度升高时，电源的输出效率增加 C.当制陶过程中温度降低时，定值电阻R0上消耗的功率减小 D.如果使报警温度提高，需要将滑动变阻器R的触头向左滑动 答案　AD 解析　因为报警器两端的电压低于设定值时，报警器就会自动报警，即热敏电阻的阻值低于某一阻值，即温度高于某一温度时，报警器会自动报警，故A正确；当温度升高时，外电阻减小，电源的输出效率降低，故B错误；当温度降低时，热敏电阻阻值增大，总电阻增大，干路电流减小，R两端电压减小，电源内电压减小，路端电压增大，故并联部分两端的电压增大，定值电阻R0上消耗的功率增加，故C错误；如果使报警温度提高，需要在提高温度后，报警器上的报警电压与之前相等，热敏电阻的阻值减小了，则回路的电流要增加，滑动变阻器的阻值要减小，所以滑动触头需要向左滑动，故D正确。 12.如图所示是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103 ℃，下列说法正确的是(　　) A.常温下感温磁体具有较强的磁性 B.当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强 C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ℃，这时开关按钮会跳起 D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按钮就不会自动跳起 答案　ACD 解析　用手按下开关时永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，通电加热，开始煮饭，当锅内温度达到103 ℃时，感温磁体失去磁性，与永磁体失去吸引力，被弹簧弹开，从而推动杠杆使触点开关断开；常压下只要锅内有水就不能自动断电，原因是水烧开后温度保持在100 ℃，不能达到“居里温度”(103 ℃)，只有水烧干了才会继续升温，从而断电，由此可知A、C、D正确，B错误。 三、填空题（共计3题，共计34分） 13.（10分）某实验小组设计了一个灯光控制系统。声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才接通电路的工作要求。其示意图如图甲所示。 (1)声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是　　　　(填“并联”或“串联”)关系。  (2)其中光控继电器的电路结构如图乙所示。已知环境光亮度越大，光敏电阻阻值越小，当电路电流小于某阈值I0时，继电器开始工作。在设定的光亮度条件下调节滑动变阻器，使继电器恰好开始工作，此时电流表示数如图丙所示，此时I0=　　　　 A。  (3)为了节约用电，需要降低光亮度阈值，应该把滑动变阻器阻值调　　　　。  答案　(1)串联　(2)0.42　(3)小 解析　(1)由于声、光控制开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才接通电路的工作要求，可知声、光控制开关中的声控继电器与光控继电器是串联关系。 (2)题图丙中电流表的量程为0.6 A，精度为0.02 A，根据电流表的读数规则，可知，该电流表读数为0.42 A。 (3)由于环境光亮度越大，光敏电阻阻值越小，则当降低光亮度阈值时，对应光敏电阻的阻值增大，由于电路电流小于某阈值I0时，继电器开始工作，可知此时应把滑动变阻器阻值调小。 14.(12分)某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0 μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。 (1)(8分)用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0 μA，须调节　　　　　　　　(选填一种给定的实验器材)。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0 μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻　　　　　　(选填“远大于”“接近”“远小于”)RT阻值的电压表。  (2)(4分)测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率的绝对值是　　　　　　 kΩ·℃-1(保留2位有效数字)。  答案　(1)可变电阻R1　远大于　(2)1.2 解析　(1)由题知恒压直流电源E的电动势不变，而用加热器调节RT的温度后，导致整个回路的总电阻改变，而要确保电流表的示数仍为50.0 μA，则需控制整个回路的总电阻不变，故需要调节的器材是可变电阻R1； 连接电压表后，电流表示数显著增大，则说明电压表与RT并联后的并联电阻R并减小，则根据并联电阻的关系有R并==，则要保证R并不变，需须将原电压表更换为内阻远大于RT阻值的电压表； (2)由题图可得温度为35.0 ℃时电压表的示数为1.55 V，且实验设定恒定电流为50.0 μA，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻RT1=31 kΩ；温度为40.0 ℃时电压表的示数为1.25 V，且实验设定恒定电流为50.0 μA，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻RT2=25 kΩ，则温度从35.0 ℃变化到40.0 ℃的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率的绝对值是|k|==1.2 kΩ·℃-1。 15.(12分)如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中R1=250 Ω是保护电阻，R2是调零电阻(最大电阻100 Ω)，理想电流表量程为10 mA，电源电动势E=3 V(内阻不计)，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。 (1)根据图乙写出对应R-F函数表达式　　　　。  (2)要对压力传感器进行调零(即压力为0时，使电流表达到满偏)，调零电阻R2应调为　　　　 Ω。  (3)现对表盘进行重新赋值，原3 mA刻度线应标注　　　　 N。  答案　(1)R=F+30 (Ω)　(2)20　(3)2 800 解析　(1)根据题图乙可知对应R-F函数表达式为R=F+30 (Ω) (2)对压力传感器进行调零，因R1=250 Ω，当F=0时R=30 Ω，根据Ig=，代入解得R2=20 Ω (3)当电流为3 mA时，根据I=，解得R=730 Ω，根据R=F+30 (Ω)，可得F=2 800 N。 学科网（北京）股份有限公司 $