课时测评26 传感器的应用 用传感器制作自动控制装置-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评26　传感器的应用　用传感器制作自动控制装置 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－5题，每题6分，共30分) 1．(多选)(2024·深圳市蛇口育才中学高二校考)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例。下列说法中正确的是(　　) A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例 B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体的电阻不同来判断人体脂肪所占的比例 C．脂肪测量仪的工作原理是通过测量人体的体温来判断人体脂肪所占的比例 D．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确 答案：BD 解析：脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算人体的脂肪率，故A、C错误，B正确；激烈运动之后，人体内含水量和钠、钾等无机盐会有一部分流失，人体脂肪所占比例会发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，故D正确。故选BD。 2．(多选)如图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(　　) A．当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压升高 B．当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压降低 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错误，B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正确，D错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3．如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻。RB是磁敏传感器，它的电阻阻值随磁体的出现而减小，c、d接报警器。电路闭合后，当传感器RB所在处出现磁体时，则通过电流表的电流I，c、d两端的电压U将(　　) A．I变大，U变小 B．I变小，U变大 C．I变大，U变大 D．I变小，U变小 答案：A 解析：由“串反并同”知当传感器处出现磁体时，RB减小，干路电流变大，U变小，电流表示数变大，即I变大，故A正确，B、C、D错误。 4．(多选)随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则(　　) A．电容器储存的电能增大 B．电容器的电容减小，带电荷量减小 C．膜片下移过程中，电流表有a到b的电流 D．电子秤是一个压力传感器，稳定后电容器两极板间电压等于电源电动势 答案：AD 解析：根据电容器表达式C＝，当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大，再根据电容器定义式C＝，由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，则电容器储存的电能增加，故A正确，B错误；膜片下移过程中，电容器充电，则电流表有b到a的电流，故C错误；电子秤是一个压力传感器，当压力稳定后，电容器停止充电，电路中的电流为零，即电流表示数为零，两极板的电势差不变，等于电源的电动势，故D正确。故选AD。 5．如图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，并不报警；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D正确。 6．(10分)(2024·清远市高二统考期末)力敏电阻被广泛应用于汽车电子、医疗设备以及工业机器人等领域。为了研究现有一可视为纯电阻的力敏电阻(型号FSR408)的电阻值随着表面所受压力的变化而变化的情况，某中学课外兴趣小组的同学设计的实验电路如图所示，已知该力敏电阻的电阻值在100 Ω～3 000 Ω之间变化。除了型号为FSR408的力敏电阻外，兴趣小组现有的器材还有： 直流电源E(电动势约为6 V，内阻约为1 Ω)； 电压表V1(量程为6 V，内阻约为3 kΩ)； 电压表V2(量程为15 V，内阻约为5 kΩ)； 电流计G(量程为3 mA，内阻为11 Ω)； 滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω，额定电流为3 A)； 滑动变阻器R2(最大阻值为1 kΩ，额定电流为0.5 A)； 开关及导线若干。 (1)实验中要求尽量减小误差，应保证电表在测量时其最大示数超过量程的一半，则滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”)，电压表应选择________(选填“V1”或“V2”)。 (2)为了在实验中使电流计符合实验要求，需要给电流计________(选填“串”或“并”)联一个阻值为________Ω的定值电阻，就可以将该电流计改装为量程36 mA的电流表。 (3)使用该电路测量时，由于电压表不是理想电表，因此测量值________(选填“大于”或“小于”)真实值。 (4)已知力敏电阻(型号FSR408)的电阻值随着表面所受压力的增大而减小。实验中先将滑动变阻器的滑片P移至左端，再闭合开关S1，在给该力敏电阻施加较大的压力时，开关S2需要处于______(选填“断开”或“闭合”)状态。移动滑片P至合适位置，若此时电压表示数为量程的三分之二，电流表示数为量程的四分之三，则此时力敏电阻对应的阻值为________Ω(结果保留3位有效数字)。 答案： (1)R1　V1　(2)并　1　(3)小于　(4)闭合　148 解析：(1)为了便于操作，则滑动变阻器应选择R1，为了保证电压表在测量时其最大示数超过量程的一半，电压表应选择V1。 (2)为了在实验中使电流表符合实验要求，需要给电流表并联一个小阻值的定值电阻，根据欧姆定律有3 mA×11 Ω＝33 mA×R并，解得R并＝1 Ω。 (3)使用该电路测量时，由于电压表的分流，使得电流测量值大于通过力敏电阻的真实电流，因此测量值小于真实值。 (4)根据题意可知，给该力敏电阻施加较大的压力时，力敏电阻的阻值较小，流过力敏电阻的电流较大，电流表应选择大量程，对应的开关S2需要闭合；根据欧姆定律，力敏电阻对应的阻值R力＝ Ω≈148 Ω。 7．(10分)(2024·江门市高二校考期中)由半导体材料制成的热敏电阻阻值会随温度的变化而变化。利用热敏电阻对温度敏感的特性可设计一个简单恒温箱温控电路，要求恒温箱内的温度保持50 ℃。用如图(a)所示电路测量热敏电阻RT的阻值。当温度为27 ℃时，电压表读数为30.0 V，电流表读数为15.0 mA；当温度为50 ℃时，调节变阻器R1，使电压表读数仍为30.0 V，电流表指针位置如图(b)所示，此时热敏电阻的阻值为__________Ω，该电路测得的阻值比真实值__________(选填“偏大”或“偏小”)。由以上实验数据可知，该热敏电阻RT的阻值随温度的升高而__________(选填“增大”或“减小”)。 答案：600　偏大　减小 解析：当温度为27 ℃时，电压表读数为30.0 V ，电流表读数为15.0 mA。设此时热敏电阻阻值为R， 由欧姆定律得R＝＝2 000 Ω 当温度为50 ℃时，调节变阻器R1，使电压表读数仍为30.0 V，电流表指针位置如图(b)所示，为50.0 mA，由欧姆定律得R′＝＝600 Ω 所以热敏电阻RT的阻值随温度的升高而减小。由于实验采用的是电流表内接法，所以电压表读数大于热敏电阻两端的电压，所以在相同的温度下，热敏电阻的测量值总比真实值偏大。 8．(10分)(2024·东莞市联考期中)利用3 V的恒压电源、量程为0～0.6 A的电流表(内阻不计)、定值电阻、阻值随长度均匀变化的电阻丝(长度为0.05 m，总阻值为25 Ω)、弹簧(电阻不计)、开关、导线，改装成如图甲所示的测力计。 (1)图甲的电路中，定值电阻的阻值至少为___________Ω； (2)弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示。若定值电阻为10 Ω，则电流表的示数I与弹簧所受拉力F的关系式I＝___________(A)，可知由电流表改装的测力计刻度是___________(选填“均匀”或“不均匀”)的。当电流表的示数为0.3 A，对应标示的力为__________ N。 答案：(1)5　(2)　不均匀　500 解析：(1)电路中接入定值电阻的目的是对电流表起保护作用，防止当P移动到电阻丝的最右端时电流表被烧坏，当电路中电流达到最大0.6 A时，电路中的总电阻最小值为R＝＝ Ω＝5 Ω，所以定值电阻至少为5 Ω。 (2)由题图乙可知k＝＝1×104 N/m 设定值电阻为R，电阻丝总电阻为RL，移动距离为 x＝ΔL 由闭合电路欧姆定律得I＝ 又Rx＝RL－RL 联立可得I＝＝(A) 由上式可知，拉力F与I是非线性关系，所以由电流表改装的测力计刻度是不均匀的。 当电流表的示数为0.3 A，代入I＝(A)可得F＝500 N 所以对应标示的力为500 N。 学生用书第123页 学科网（北京）股份有限公司 $