2026届北京市高考物理二轮热点训练专题（一）传感器

2026届北京市高考二轮热点训练专题（一） ——传感器 1、 知识要点 1、传感器的概念 狭义：能够将感受到的物理量（力、热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的设备。 广义：一切能够获取物理、化学、生物量信息，并按确定规律转换成可传输、处理、存储、显示的可用信号的器件、装置、系统。 2、常见传感器类问题 1）、光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻类 因为光照、温度、压力等条件发生变化，导致电阻阻值发生变化，进而改变电路中的电流或者电压。此类问题以动态电路的考查为主，重点考查闭合回路欧姆定律、串并联电路特点等内容。 热敏电阻 分为两类：一类是正温度系数热敏电阻，阻值随温度的升高而增大；一类是负温度系数热敏电阻，阻值随温度的升高而减小 光敏电阻 在黑暗的环境下，它的阻值很大；当受到光照且光辐射能量足够大时，电阻阻值变小 2）、电磁继电器类 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是一种用较小的电流去控制较大电流的“自动开关”。 3）、加速度计类 加速度计的类型比较丰富，有力学结构的，有电路结构的。其中，力学结构的基本原理是受力与角度、距离等之间的定量关系；电路结构的则一般利用了串联电路的分压原理，利用受力物体形变量与电路电阻改变引起的电压之间的定量关系进行物理量的转换。 二、典型问题分类 （一）基本元件类 1、下列传感器能够将力学量转换为电学量的是（） A. 光敏电阻 B. 干簧管 C. 电阻应变片 D. 霍尔元件 （二）加速度计类问题 2、某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 30cm刻度对应的加速度为 - 0.5g B. 40cm刻度对应的加速度为g C. 50cm刻度对应的加速度为2g D. 各刻度对应加速度的值是不均匀的 3、如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A. 若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B. 电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 C. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右 D. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右 4、“加速度计”作为测定物体运动加速度的仪器，已被广泛应用。如图甲所示为一种加速度计的原理示意图。支架固定在待测系统上，滑块穿在之间的光滑水平杆上，并用轻弹簧连接在端，其下端有一活动臂，能使滑片在滑动变阻器上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架会发生位移，并通过电路转换为电信号从电压表（可看作理想电表）输出。如图乙所示标出了电压表表盘的部分电压刻度值。系统静止时，滑片在滑动变阻器的中点，此时电压表指针指在表盘中间刻度处。关于该加速度计有两种说法：①若将表盘上电压刻度转换为对应的加速度刻度，加速度值的刻度也将是均匀的；②电池的电动势和内阻发生一定程度的变化后，如果系统静止时调节接入电路的阻值能使电压表的指针指在中间刻度处，那么加速度计就可以继续正常使用，无需更换电池。则（ ） A. ①和②都正确 B. ①和②都错误 C. ①正确，②错误 D. ①错误，②正确 5、角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴转动时，元件发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等制导系统的信息源。已知的质量为，弹簧的劲度系数为、自然长度为，电源的电动势为、内阻不计。滑动变阻器总长也为，电阻分布均匀，系统静止时滑片位于点，当系统以角速度 转动时（ ） A. 电路中电流随角速度的增大而增大 B. 电路中电流随角速度的减小而增大 C. 弹簧的伸长量为 D. 输出电压与 的函数式为 （三）压敏电阻、热敏电阻、光敏电阻等传感器问题 6、某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（　　） A. B. 为压力传感器 C. 若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低 D. 若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高 7、如图所示，电源电动势E一定，内阻不计，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小。开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现增强照射电阻R3的光照强度，则（　　） A．电容器的电容减小 B．R2中有向右的电流 C．液滴向下运动 D．M点的电势增大 8、为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统。物理学中用照度（单位为lx）描述光的强弱，光越强照度越大。某光敏电阻Rp的阻值随着光的强弱变化的规律如图1所示。利用该光敏电阻设计一个简单电路如图2所示，R1为定值电阻，用电动势为3 V、内阻不计的直流电源E供电，要求当照度降低至某一值时启动照明系统。已知1，2两端电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统。不考虑控制开关对电路的影响。下列说法正确的是（ ） A.光照越强，光敏电阻的阻值越大 B.电路中R1＝20 kΩ时，开启照明系统的照度值为1.0 lx C.仅增大直流电源电动势，则开启照明系统的照度值增大 D.仅增大定值电阻的阻值，则开启照明系统的照度值增大 9、某同学设计了可检测酒精浓度的装置，其电路原理如图所示。R1，R2为定值电阻，R是一个“气敏传感器”，其阻值随所在气体环境中酒精浓度的增大而减小。检测时，对着气敏电阻R吹气，电压表的示数为U，电流表的示数为I。吹气前后电压表的示数变化量为ΔU，电流表的示数变化量为ΔI。若吹气时酒精浓度越大，则（ ） A.I越大 B.U越大 C.U与I的比值越大 D.越大 10、生产流水线上常要对产品计数。图1是利用光敏电阻自动计数的示意图，A是一台发光强度可调的发光仪器，B是接收处理光信号的仪器，核心元件为光敏电阻RG，特性曲线如图2所示。计数电路用来分析定值电阻R两端的电压变化ΔU，当ΔU大于预设值UH时可以实现相应的计数功能。光敏电阻RG始终会受到流水线中环境光强的影响。下列说法正确的是（ ） A.仅减小A的发光强度，计数过程中ΔU将增大 B.仅减小环境光强，计数过程中ΔU将减小 C.仅增大环境光强，适当降低UH可以保证计数装置正常运行 D.仅增大环境光强，不会影响装置的正常运行 （四）电容类传感器 11、如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是（ ） ①若向下压膜片电极，电路中有从到的电流； ②若向下压膜片电极，电路中有从到的电流； ③若向下压膜片电极，电路中不会有电流产生； ④若电流表有示数，说明压力发生变化； ⑤若电流表有示数，说明压力不会发生变化。 A. ②④ B. ①④ C. ③⑤ D. ①⑤ 12、如图甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电荷量将随待测物体的上下运动而变化。若随时间的变化关系为（、为大于零的常数），其图像如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间电场强度大小和物体速率随变化的图线可能是（ ） A. ①和③ B. ①和④ C. ②和③ D. ②和④ （五）串联电路分压功能应用类传感器 13、某同学自制电子秤的原理示意图如图所示。托盘与金属弹簧相连，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。忽略弹簧的电阻、托盘与弹簧的质量及一切阻力，电压表示数未超过量程。下列说法正确的是（ ） A.该电子秤能够称量的物体最大质量为 B.电压表的示数能够达到的最大值为E C.电压表示数为U时，物体的质量为 D.电压表示数为U时，物体的质量为 14、如图所示为某同学设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数U反映待测物体的质量m；用单位质量变化引起电压表示数变化量的绝对值描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　 ） A.仅更换阻值更小的定值电阻R0，电子秤灵敏度减小 B.电子秤的灵敏度随待测物体质量的增大而减小 C.弹簧的劲度系数越小，电子秤的灵敏度越大 D.电压表示数与待测物体质量是非线性关系 （六）电磁继电器类传感器 15、图1是某高温自动报警器的电路示意图，左边电源电动势大小可调，弹簧处于原长。Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图2所示，下列说法正确的是（　 ） A.为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处 B.若使启动报警器的温度提高些，可将图1中左边电源电动势调小一些 C.若使启动报警器的温度提高些，可将滑动变阻器滑片P向右移动 D.若使启动报警器的温度提高些，可将图1中弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 16、图1为某无线门铃按钮，其原理如图2所示。其中M为信号发射装置，M中有电流通过时，屋内的门铃会响。磁铁固定在按钮内侧，按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮，磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（ ） A.按住按钮不动，门铃会一直响 B.松开按钮的过程，门铃会响 C.按下和松开按钮过程，通过M的电流方向相同 D.按下按钮的快慢不同，通过M的电流大小相同 （七）其他类传感器 17、某科研团队设计了一种基于量子点材料的纳米级光电传感器，用于检测极微弱的光信号。其工作原理为：量子点材料在吸收光子时克服其带隙能量产生电子－空穴对，电子－空穴对在量子点内部的势阱中被束缚，形成激子（由一个电子和一个空穴通过库仑相互作用结合而成的准粒子）；当外加电场作用于该量子点时，激子会分离为自由电子和空穴，形成光电流。量子点可能吸收一个高能光子并产生多个激子。激子的束缚能是指将电子和空穴从激子状态分离为自由电子和空穴所需的能量，束缚能越大，激子越稳定，其表达式近似为Eb＝，电子和空穴之间的库仑力可表示为F＝，式中r为电子和空穴之间的平均距离，ε为材料的介电常数，k为静电力常量，e为电子电荷量。关于该光电传感器的工作特性，下列说法正确的是（ ） A.只要外加电场强度大于，就能产生有效的光电流 B.增大外加电场强度，有效光电流可能不变 C.该光电传感器的工作原理与光电效应原理相同 D.产生一对自由电子和空穴需要的能量等于入射光子的能量与外加电场做功之和 18、电磁血流量计的原理是基于法拉第电磁感应定律，可用于心血管手术的精密监控，其原理如图所示。空间存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。当血液从内径为d的水平血管左侧流入、右侧流出时，因为血液中含有大量的正、负离子，血管上下两侧间将形成电势差Um。当血液的流量（单位时间内流过血管横截面的血液体积）一定时，下列说法正确的是（ ） A.血管上侧电势低，血管下侧电势高 B.若血管内径变大，则血液流速变大 C.若血管内径变大，则Um变小 D.Um的大小与血液流速无关 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届北京市高考二轮热点训练专题（一） ——传感器 1、 知识要点 1、传感器的概念 狭义：能够将感受到的物理量（力、热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的设备。 广义：一切能够获取物理、化学、生物量信息，并按确定规律转换成可传输、处理、存储、显示的可用信号的器件、装置、系统。 2、常见传感器类问题 1）、光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻类 因为光照、温度、压力等条件发生变化，导致电阻阻值发生变化，进而改变电路中的电流或者电压。此类问题以动态电路的考查为主，重点考查闭合回路欧姆定律、串并联电路特点等内容。 热敏电阻 分为两类：一类是正温度系数热敏电阻，阻值随温度的升高而增大；一类是负温度系数热敏电阻，阻值随温度的升高而减小 光敏电阻 在黑暗的环境下，它的阻值很大；当受到光照且光辐射能量足够大时，电阻阻值变小 2）、电磁继电器类 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是一种用较小的电流去控制较大电流的“自动开关”。 3）、加速度计类 加速度计的类型比较丰富，有力学结构的，有电路结构的。其中，力学结构的基本原理是受力与角度、距离等之间的定量关系；电路结构的则一般利用了串联电路的分压原理，利用受力物体形变量与电路电阻改变引起的电压之间的定量关系进行物理量的转换。 二、典型问题分类 （一）基本元件类 1、下列传感器能够将力学量转换为电学量的是（） A. 光敏电阻 B. 干簧管 C. 电阻应变片 D. 霍尔元件 答案：C 解析： A．光敏电阻是将光强转化为电学量，故A错误； B．干簧管是将磁学量转化为电学量，故B错误； C．电阻应变片是在外力的作用下产生机械形变，其电阻发生相应变化，从而将力学量转换为电学量，故C正确； D．霍尔元件将磁学量转化为电学量，故D错误。 故选C。 （二）加速度计类问题 2、某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 30cm刻度对应的加速度为 - 0.5g B. 40cm刻度对应的加速度为g C. 50cm刻度对应的加速度为2g D. 各刻度对应加速度的值是不均匀的 答案：A 解析：由题知，不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处，则弹簧的原长l0 = 0.2m；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处，则根据受力平衡有 mg = k(l - l0) 可计算出 k = A．由分析可知，在30cm刻度时，有 F弹 - mg = ma（取竖直向上为正方向） 代入数据有 a = - 0.5g A正确； B．由分析可知，在40cm刻度时，有 mg = F弹 则40cm刻度对应的加速度为0，B错误； C．由分析可知，在50cm刻度时，有 F弹 - mg = ma（取竖直向上为正方向） 代入数据有 a = 0.5g C错误； D．设刻度对应值为x，结合分析可知 ，x = （取竖直向上为正方向） 经过计算有 a = (x > 0.2)或a = (x < 0.2) 根据以上分析，加速度a与刻度对应值为x成线性关系，则各刻度对应加速度的值是均匀的，D错误。 故选A。 3、如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A. 若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B. 电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 C. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右 D. 若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右 答案：D 解析： A．由题意可知，M位于R中点位置时与两电源间的电势相等，设R的中点电势为零，则M位于R的中点右侧，P端电势高于Q端电势，A错误； B．由欧姆定律及电阻定律可知，P端与Q端电势差与指针偏离R中点的距离x成正比，B错误； C．已知电压表指针位于表盘左侧，只能确定加速度的方向，不能确定速度的方向，C错误； D．已知电压表指针位于表盘左侧，滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右，D正确。 故选D。 4、“加速度计”作为测定物体运动加速度的仪器，已被广泛应用。如图甲所示为一种加速度计的原理示意图。支架固定在待测系统上，滑块穿在之间的光滑水平杆上，并用轻弹簧连接在端，其下端有一活动臂，能使滑片在滑动变阻器上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架会发生位移，并通过电路转换为电信号从电压表（可看作理想电表）输出。如图乙所示标出了电压表表盘的部分电压刻度值。系统静止时，滑片在滑动变阻器的中点，此时电压表指针指在表盘中间刻度处。关于该加速度计有两种说法：①若将表盘上电压刻度转换为对应的加速度刻度，加速度值的刻度也将是均匀的；②电池的电动势和内阻发生一定程度的变化后，如果系统静止时调节接入电路的阻值能使电压表的指针指在中间刻度处，那么加速度计就可以继续正常使用，无需更换电池。则（ ） A. ①和②都正确 B. ①和②都错误 C. ①正确，②错误 D. ①错误，②正确 答案：A 解析：①系统静止时滑块左端弹簧处于自然状态，设系统以加速度 向右做加速运动，滑块向左移动的距离为，由胡克定律和牛顿第二定律可得，设 的长度为，两端的电压恒为，则此时电压表的示数，解得，联立得，可知系统加速度与电压表示数成一次函数关系，所以转换后的加速度值的刻度也是均匀的，故①正确；②电池的电动势 和内阻 发生一定程度的变化后，如果系统静止时调节 接入电路的阻值能使电压表的指针指在中间刻度处，则 两端的电压不变，仍为，根据①分析可知加速度计可以继续正常使用，无需更换电池，故②正确。故选。 5、角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴转动时，元件发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等制导系统的信息源。已知的质量为，弹簧的劲度系数为、自然长度为，电源的电动势为、内阻不计。滑动变阻器总长也为，电阻分布均匀，系统静止时滑片位于点，当系统以角速度 转动时（ ） A. 电路中电流随角速度的增大而增大 B. 电路中电流随角速度的减小而增大 C. 弹簧的伸长量为 D. 输出电压与 的函数式为 答案：D 解析：滑片 的移动并不影响滑动变阻器接入电路中的电阻，故电路中的电流大小与 无关，故、均错误；当角速度为 时，有,解得，故 错误；当弹簧形变量为 时，输出电压 与电源电动势 之比等于 与 之比，即，解得，故 正确。 （三）压敏电阻、热敏电阻、光敏电阻等传感器问题 6、某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（　　） A. B. 为压力传感器 C. 若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低 D. 若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高 答案：C 解析： AB．题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a、b两端此时的电压大于，根据串联电路电压分部特点可知，为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值越小，压力传感器两端电压变小， ，AB错误； CD．根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端的电压为 若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时a、b两端的电压大于时，压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当a、b两端的电压小于时开启高水位预警时，压压力传感器阻值需要越大，则水位越低。C正确，D错误。 故选C。 7、如图所示，电源电动势E一定，内阻不计，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小。开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现增强照射电阻R3的光照强度，则（　　） A．电容器的电容减小 B．R2中有向右的电流 C．液滴向下运动 D．M点的电势增大 答案：D 解析：A．电容器的电容由电容器本身性质决定，不随其电压或电荷量的变化而变化，故A错误； B．由电路连接方式易知电容器上极板带正电，下极板带负电，增强照射电阻的光照强度，电容器两极板间电压增大，根据可知电容器充电，中有向左的电流，故B错误； C．根据平衡条件可知，开始时液滴所受电场力与重力平衡，增强照射电阻的光照强度，电容器两极板间电场强度增大，液滴所受电场力增大，将大于重力，则液滴所受合外力向上，将向上运动，故C错误； D．增强照射电阻的光照强度，R3阻值减小，回路总电阻减小，总电流增大，则R1两端电压增大，电容器两极板间电压增大，根据可知两极板间电场强度增大，而下极板接地，电势为零，设M到下极板间的距离为，则M点的电势为所以M点的电势升高，故D正确。故选D。 8、为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统。物理学中用照度（单位为lx）描述光的强弱，光越强照度越大。某光敏电阻Rp的阻值随着光的强弱变化的规律如图1所示。利用该光敏电阻设计一个简单电路如图2所示，R1为定值电阻，用电动势为3 V、内阻不计的直流电源E供电，要求当照度降低至某一值时启动照明系统。已知1，2两端电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统。不考虑控制开关对电路的影响。下列说法正确的是（ ） A.光照越强，光敏电阻的阻值越大 B.电路中R1＝20 kΩ时，开启照明系统的照度值为1.0 lx C.仅增大直流电源电动势，则开启照明系统的照度值增大 D.仅增大定值电阻的阻值，则开启照明系统的照度值增大 答案：C 解析：A.由题图1可知，光照越强，光敏电阻的阻值越小，故A错误；B.由题知，1，2两端电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，电路中R1＝20 kΩ时，其两端的电压为1 V，Rp与R1串联，电流相等，则有＝，解得Rp＝2R1＝40 kΩ，由题图1可知，此时开启照明系统的照度值为0.4 lx，故B错误；C.仅增大直流电源电动势，1，2两端电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，则R1两端的电压增大，Rp与R1串联，电流相等，则有＝，可知Rp减小，由题图1可知，此时开启照明系统的照度值增大，故C正确；D.仅增大定值电阻的阻值，1，2两端电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，则流过R1的电流减小，Rp与R1串联，电流相等，而Rp两端的电压不变，故Rp增大，由题图1可知，此时开启照明系统的照度值减小，故D错误。故选C。 9、某同学设计了可检测酒精浓度的装置，其电路原理如图所示。R1，R2为定值电阻，R是一个“气敏传感器”，其阻值随所在气体环境中酒精浓度的增大而减小。检测时，对着气敏电阻R吹气，电压表的示数为U，电流表的示数为I。吹气前后电压表的示数变化量为ΔU，电流表的示数变化量为ΔI。若吹气时酒精浓度越大，则（ ） A.I越大 B.U越大 C.U与I的比值越大 D.越大 答案：A 解析：根据“串反并同”分析动态电路；根据欧姆定律分析U与I的比值及的变化情况。AB.若吹气时酒精浓度越大，则气敏电阻R的阻值越小，根据“串反并同”可知，与R并联的电压表的示数越小，与R等效串联的电流表的示数越大，故A正确，B错误；C.由题图可知，电压表测量的是R和R2并联后的电压，电流表测量的是R和R2并联后的总电流，所以U与I的比值为R和R2并联后的总电阻，因为吹气时酒精浓度越大，R的阻值越小，所以R和R2并联后的总电阻越小，即U与I的比值越小，故C错误；D.｜ΔU｜为R和R2并联后的电压变化量，也等于R1和电源内阻r的电压变化量之和，｜ΔI｜为R1和电源内阻r的电流变化量，所以＝R1＋r，所以不变，故D错误。故选A。 10、生产流水线上常要对产品计数。图1是利用光敏电阻自动计数的示意图，A是一台发光强度可调的发光仪器，B是接收处理光信号的仪器，核心元件为光敏电阻RG，特性曲线如图2所示。计数电路用来分析定值电阻R两端的电压变化ΔU，当ΔU大于预设值UH时可以实现相应的计数功能。光敏电阻RG始终会受到流水线中环境光强的影响。下列说法正确的是（ ） A.仅减小A的发光强度，计数过程中ΔU将增大 B.仅减小环境光强，计数过程中ΔU将减小 C.仅增大环境光强，适当降低UH可以保证计数装置正常运行 D.仅增大环境光强，不会影响装置的正常运行 答案：C 解析：解答本题的关键是掌握光敏电阻的阻值大小随光强增大而减小，以及熟练运用闭合电路欧姆定律进行动态分析。A.仅减小A的发光强度，则光敏电阻RG受到光照时的电阻增大，即光敏电阻RG的阻值变化量减小，所以计数过程中ΔU将减小，故A错误；B.仅减小环境光强，则光敏电阻RG未受到光照时的电阻增大，则光敏电阻RG的阻值变化量增大，所以计数过程中ΔU将增大，故B错误；CD.仅增大环境光强，则光敏电阻RG未受到光照时的电阻减小，则光敏电阻RG的阻值变化量减小，所以计数过程中ΔU将减小，若ΔU减小到小于UH，则计数装置不能正常运行，此时适当降低UH可以保证计数装置正常运行，故C正确，D错误。故选C。 （四）电容类传感器 11、如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是（ ） ①若向下压膜片电极，电路中有从到的电流； ②若向下压膜片电极，电路中有从到的电流； ③若向下压膜片电极，电路中不会有电流产生； ④若电流表有示数，说明压力发生变化； ⑤若电流表有示数，说明压力不会发生变化。 A. ②④ B. ①④ C. ③⑤ D. ①⑤ 答案：A 解析：当向下压膜片电极时，因为，减小，增大，在 不变时，由 知，增大，电路中有从 向 的电流，②正确；当 变化时，电容器两极板的间距变化，电容变化，电容器所带电荷量发生变化，电路中有电流，④正确，故选。 12、如图甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电荷量将随待测物体的上下运动而变化。若随时间的变化关系为（、为大于零的常数），其图像如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间电场强度大小和物体速率随变化的图线可能是（ ） A. ①和③ B. ①和④ C. ②和③ D. ②和④ 答案：C 解析：平行板电容器间电压恒定，板间电场强度，故，即，故②可能正确。极板所带电荷量，，故，即，所以待测物体的运动为匀速直线运动，故③可能正确。 （五）串联电路分压功能应用类传感器 13、某同学自制电子秤的原理示意图如图所示。托盘与金属弹簧相连，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。忽略弹簧的电阻、托盘与弹簧的质量及一切阻力，电压表示数未超过量程。下列说法正确的是（ ） A.该电子秤能够称量的物体最大质量为 B.电压表的示数能够达到的最大值为E C.电压表示数为U时，物体的质量为 D.电压表示数为U时，物体的质量为 答案：C 解析：A.当指针指到R的最下端时，该电子秤所称物体的质量最大，则mmg＝kl，解得该电子秤能够称量的物体最大质量为mm＝，故A错误；B.当指针指到R的最下端时，电压表的示数达到最大值，则Um＝，故B错误；CD.电压表示数为U时，R连入电路的电阻为R1，则R1＝＝＝，弾簧压缩量x＝l，则mg＝kx，解得物体的质量为m＝，故C正确，D错误。故选C。 14、如图所示为某同学设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数U反映待测物体的质量m；用单位质量变化引起电压表示数变化量的绝对值描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　 ） A.仅更换阻值更小的定值电阻R0，电子秤灵敏度减小 B.电子秤的灵敏度随待测物体质量的增大而减小 C.弹簧的劲度系数越小，电子秤的灵敏度越大 D.电压表示数与待测物体质量是非线性关系 答案：C 解析：A.在托盘中放质量为m的物体后，假设滑动变阻器的滑片下移x，则kx＝mg，设滑动变阻器的电阻丝从上到下对应的总长度为L，则滑动变阻器与电压表并联部分的电阻为R1＝R，电压表的示数U＝R1，联立得U＝m，所以＝，即仅更换阻值更小的定值电阻R0，电子秤灵敏度增大，故A错误；B.电子秤的灵敏度由自身结构决定，与待测物体质量大小无关，故B错误；C.弹簧劲度系数越小，相同质量物体使弹簧形变量越大，电压表示数变化越明显，电子秤的灵敏度越大，故C正确；D.由A选项分析可知，电压表示数与待测物体质量满足正比例关系，属于线性关系，故D错误。故选C。 （六）电磁继电器类传感器 15、图1是某高温自动报警器的电路示意图，左边电源电动势大小可调，弹簧处于原长。Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图2所示，下列说法正确的是（ ） A.为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处 B.若使启动报警器的温度提高些，可将图1中左边电源电动势调小一些 C.若使启动报警器的温度提高些，可将滑动变阻器滑片P向右移动 D.若使启动报警器的温度提高些，可将图1中弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 答案：B 解析：A.当温度过高时，热敏电阻阻值降低，左侧控制电路中的电流增大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸引与触点a接触，若要求此时报警器响铃，则报警器所在的工作电路需通过触点a接通，因此c应接在a处，故A错误；D.将题图1中弹簧更换为劲度系数更小的弹簧，更小的电磁力就能吸引衔铁，这相当于降低了触发报警的电流阈值，对应热敏电阻阻值更大，则会降低报警温度，故D错误；B.将题图1中左边电源电动势调小一些，会导致触发报警的热敏电阻阻值更小，对应温度更高，故B正确；C.将滑动变阻器滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，热敏电阻阻值更大才能使总电阻不变、电流达标，即对应更低温度，故C错误。故选B。 16、图1为某无线门铃按钮，其原理如图2所示。其中M为信号发射装置，M中有电流通过时，屋内的门铃会响。磁铁固定在按钮内侧，按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮，磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（ ） A.按住按钮不动，门铃会一直响 B.松开按钮的过程，门铃会响 C.按下和松开按钮过程，通过M的电流方向相同 D.按下按钮的快慢不同，通过M的电流大小相同 答案：B 解析：A.若按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量保持恒定，根据电磁感应定律，螺线管中不会产生感应电流，因此门铃不会响，故A错误；B.松开按钮的过程，穿过螺线管的磁通量减小，磁通量变化会激发感应电流，因此门铃会响，故B正确；C.按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向右增加，松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向右减少，根据楞次定律，感应电流的磁场会阻碍磁通量变化，因此两个过程通过M的电流方向相反，故C错误；D.按下按钮的快慢不同，磁通量的变化率不同，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率成正比，因此通过M的电流大小不同，故D错误。故选B。 （七）其他类传感器 17、某科研团队设计了一种基于量子点材料的纳米级光电传感器，用于检测极微弱的光信号。其工作原理为：量子点材料在吸收光子时克服其带隙能量产生电子－空穴对，电子－空穴对在量子点内部的势阱中被束缚，形成激子（由一个电子和一个空穴通过库仑相互作用结合而成的准粒子）；当外加电场作用于该量子点时，激子会分离为自由电子和空穴，形成光电流。量子点可能吸收一个高能光子并产生多个激子。激子的束缚能是指将电子和空穴从激子状态分离为自由电子和空穴所需的能量，束缚能越大，激子越稳定，其表达式近似为Eb＝，电子和空穴之间的库仑力可表示为F＝，式中r为电子和空穴之间的平均距离，ε为材料的介电常数，k为静电力常量，e为电子电荷量。关于该光电传感器的工作特性，下列说法正确的是（ ） A.只要外加电场强度大于，就能产生有效的光电流 B.增大外加电场强度，有效光电流可能不变 C.该光电传感器的工作原理与光电效应原理相同 D.产生一对自由电子和空穴需要的能量等于入射光子的能量与外加电场做功之和 答案：B 解析：A.电子和空穴之间的库仑力F＝，由E＝可知，E＝，故外加电场强度大于，才能产生有效的光电流，故A错误；B.激子全部分离后，自由电荷数量固定，增大外加电场强度不会改变光电流（电流饱和），故B正确；C.光电效应是指金属中的电子吸收光子逸出金属表面，该光电传感器的机制是量子点吸收光子形成电子－空穴对（激子），需电场分离，光电效应强调“逸出表面”，该光电传感器的机制为激子在材料内部分离，原理不同，故C错误；D.产生一对自由电子和空穴需要的能量＝入射光子的能量－激子的束缚能，故D错误。故选B。 18、电磁血流量计的原理是基于法拉第电磁感应定律，可用于心血管手术的精密监控，其原理如图所示。空间存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。当血液从内径为d的水平血管左侧流入、右侧流出时，因为血液中含有大量的正、负离子，血管上下两侧间将形成电势差Um。当血液的流量（单位时间内流过血管横截面的血液体积）一定时，下列说法正确的是（ ） A.血管上侧电势低，血管下侧电势高 B.若血管内径变大，则血液流速变大 C.若血管内径变大，则Um变小 D.Um的大小与血液流速无关 答案：C 解析：A.根据左手定则，当血液中的正离子随血液向右运动时，其受到的洛伦兹力方向向上，会向血管上侧聚集，同理，负离子受到的洛伦兹力方向向下，会向血管下侧聚集，所以血管上侧电势高于下侧，故A错误；B.血液的流量Q＝＝Sv，若血管内径变大，则S变大，因Q一定，则v变小，故B错误；C.稳定时，粒子所受洛伦兹力等于所受电场力，即qvB＝q，得Um＝vBd，又Q＝Sv，S＝πr2＝πd2，联立得Um＝，所以，若d变大，则Um变小，故C正确；D.在流量Q一定的条件下，根据Q＝Sv＝πd2v可知，若v变化，则d变化，根据Um＝可知，Um必定变化，所以Um与v有关，故D错误。故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $