第五章 传感器 单元基础夯实综合检测训练（A卷）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第五章 传感器 单元基础夯实综合检测训练（A卷） 一、单选题 1．传感器在生活生产中有着非常重要的应用，下列器件可作为传感器的是（　　） A．蓄电池 B．电阻箱 C．干簧管 D．发光二极管 2．汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器，某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小，现将该压力传感器R0接入如图所示电路中，开关S闭合，当压力传感器所受压力增大时，下列说法正确的是（　　） A．R1的电功率增大 B．电压表的示数增大 C．电流表的示数增大 D．R2的电功率增大 3．如图所示为某个恒温箱控温电路的一部分。其中水银温度计内的水银为导电材料，下面金属丝B与水银接触，上方金属丝A则可以根据需要上下调整。控制部分的核心则是一个电磁继电器，其在通电后会吸引金属片从而使得加热电路（图中未画出）导通或断开。为了实现控温效果，加热电路应接在 端；为提升恒温箱的温度，应将金属丝（　　） A．AB；上升 B．AB；下降 C．CD；上升 D．CD；下降 4．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时(　　) A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显 C．RM变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显 5．传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种．某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的．常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路．下列关于该消毒柜的几种电路图中(图中S为电源开关)，连接正确的是(　　) A． B． C． D． 6．在如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是（　　） A．灯亮，电动机转起来，电铃响 B．灯亮，电动机转起来，电铃不响 C．灯不亮，电动机不转，电铃响 D．灯亮，电动机不转，电铃响 7．下列关于传感器的说法中正确的是（　　） A．金属热电阻是一种可以将热学量转换为电学量的传感器 B．电饭锅是通过压力传感器实现温度的自动控制 C．干簧管是一种能够感知电场的传感器 D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了压力传感器 8．如图甲所示，在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式”空气流量传感器的部件，其核心部分是一种用特殊合金材料制作的电热丝。如图乙所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高；反之，电压U0就越低。这样，管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝放在实验室中测量，得到的U-­I曲线可能是（　　） A． B． C． D． 9．如图所示为某居住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 ①当有人通过而遮蔽光线时，A、B间的电压增大 ②当有人通过而遮蔽光线时，A、B间的电压减小 ③当仅增大R2的阻值时，A、B间的电压增大 ④当仅减小R2的阻值时，A、B间的电压增大 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 10．利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为位置固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、B、C构成电容器。若矿井渗水（导电液体深度增大），则电流（　　） A．从b向a，A、B、C构成的电容器放电 B．从a向b，A、B、C构成的电容器放电 C．从b向a，A、B、C构成的电容器充电 D．从a向b，A、B、C构成的电容器充电 二、多选题 11．下列关于传感器元件的说法正确的是（  ） A．热敏电阻或金属热电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 B．热敏电阻与金属热电阻相比，热敏电阻化学稳定性好，灵敏度较差 C．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 D．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 12．传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是（　　） A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器 B．电饭锅能够自动控制温度的原因是它装有温度传感器 C．电子秤所使用的测力装置是力传感器 D．电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器 13．某位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P一起移动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想电表，则下列说法正确的是（　　）    A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C．物体M不动时，电路中也有电流 D．物体M不动时，电压表没有示数 14．如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高而减小），R1为一定值电阻。下列说法中正确的是（　　） A．电压表V1示数为22V B．输入电压瞬时值表达式为u=220sin100πt（V） C．当R2所在处出现火警时，电流表A的示数变小 D．当R2所在处出现火警时，电压表V2的示数变大 15．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。如果右侧线圈L2中产生感应电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K而切断家庭电路，仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（　　） A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零 B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量将增加 C．家庭电路中的电器发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 16．传感器是指将非电学量如速度、温度、压力等的变化转换为电学量变化的一种元件，在自动控制中有着广泛应用如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线外面有一层不导电的电介质，把金属芯线插入导电液体中芯线与导体绝缘，金属芯线与导电液体形成一个电容器，从指示器显示的电容的大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是　　 A．C增大表示h增大 B．C增大表示h减小 C．C减小表示h减小 D．C减小表示h增大 三、填空题 17．金属的电阻率随温度的升高而_______。用金属丝可以制作________传感器，称为________。 18．图a是热敏电阻R1的阻值随 温度变化的图象，图b是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器线路图．   （1）为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在________（填“a”或“b”） （2）若使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P点向_________移动（填“左”或“右”）． 19．如图所示为电容式位移传感器的示意图，物体沿左右方向运动时，电容将发生变化．如果实验测量出电容器的电容变大，那么被测物体向______运动（填写“左”或“右”）;如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料，当物体沿左右方向运动时，传感器的灵敏度___________．（填写“变大” “不变”或“变小”,灵敏度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标化量大小之比．） 20．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升降机运动状态的装置，如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上并接入电路，其上放置物块；合上电键后，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I不变，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内升降机的运动情况是___________，理由是___________。 四、解答题 21．用负温度系数的热敏电阻作为传感器，设计一个简单的自动控制装置，可供选择的器材如下：热敏电阻、小灯泡（或门铃）、电池组、继电器、滑动变阻器、开关，导线等。要求：温度高时，灯泡亮或门铃报警。请选出需要的器材，画出原理图，并作简要说明。 22．如图所示为光电式烟尘浓度计的原理图，试说明其工作原理。 23．烟雾散射式火灾报警器为什么平时不报警，而有烟雾时能报警？ 24．如图甲所示是一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示，试根据丙图所给器材设计一个路灯自动光控电路。要求有光照时路灯不亮，无光照时路灯工作。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第五章 传感器 单元基础夯实综合检测训练（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A A C A B A C C D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 ACD ABC BC AB AD AC 1．C 【详解】A．蓄电池是电源，能给两极提供电势差的设备，不属于传感器，故A不符合题意； B．电阻箱不属于敏感元件，不可以作为传感器，故B不符合题意； C．干簧管是磁控元件，属于敏感元件，可以作为传感器，故C符合题意； D．发光二极管不能将信号转化为电信号，不属于传感器，故D不符合题意。 故选C。 2．A 【详解】A．据题意，压力增大时R0电阻减小，则外电路电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，有 可知总电流I减小，R1的电功率为 可知R1的电功率增大，故A正确； B．电压表测量的是并联电路的电压，根据公式，有 可知电压表的示数减小，故B错误； C．电流表测量R2支路电流，根据公式，有 可知电流表的示数减小，故C错误； D．R2的电功率为 则R2的电功率减小，故D错误。 故选A。 3．A 【详解】通电后当恒温箱内的温度未达到导电温度计金属丝所指示的温度时，此时电磁继电器无磁性，衔铁与AB相连，电热丝被连接在电路中，使恒温箱内温度升高。为提高恒温箱温度，即加热丝加热使水银温度计内水银上升高度变高后才断开，因此应将金属丝上升。 故选A。 4．C 【详解】试题分析：S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小；当“有药液从针口流出体外”使传感器接触药液，RM变小；当R＞RM时，R越大，M与R并联的电阻R并越接近RM，U增大越明显；故选C． 考点：本题考查了闭合电路的欧姆定律． 5．A 【详解】A．图中温度传感器和消毒柜串联，传感器闭合时，消毒柜工作，传感器断开时，消毒柜停止工作，符合题意； B．图中温度传感器和消毒柜并联，消毒柜的工作情况与传感器闭合、断开无关，不符合题意； C．图中温度传感器和消毒柜并联，消毒柜有开关S控制，与温度传感器无关，不符合题意； D．图中温度传感器和消毒柜并联，温度传感器有开关S控制，消毒柜的工作情况与温度传感器无关，不符合题意。 故选A。 6．B 【详解】由图可知这是用一个电磁继电器同时控制两个工作电路的自动控制装置，控制电路由电源、开关S和电磁铁组成，工作电路有两个，共用一个电源，开关S断开时，电磁铁中无电流没有磁性，弹簧把衔铁拉起，电灯和电动机组成的并联电路连通，电灯亮，电动机转动，电铃电路断开，电铃不响；开关S闭合时，电磁铁通电有磁性，吸下衔铁，使电铃电路连通，铃响，电灯和电动机电路断开，灯不亮，电动机不转。 故选B。 7．A 【详解】A．金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件，是可以将热学量转换为电学量的传感器，故A正确； B．电饭锅是通过温度传感器实现温度的自动控制，故B错误； C．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，故C错误； D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了光传感器，在发生火灾时有烟雾挡住了光传感器接收光源，故D错误。 故选A。 8．C 【详解】由闭合电路欧姆定律得 可知Rt越小，U0越高，再结合题意知，冷空气流速越大，温度越低，U0越高，则温度越低，Rt阻值越小；反之温度越高，Rt阻值越大。 A . A选项中电流增大，U不变，在空气流量传感器电路中，即使冷空气让电阻电阻Rt变化，Rt变化分压不变，R两端的电压U0不变，A不符合； B . B选项中中斜率不变，即电阻Rt电阻恒定，B不符合； C . C选项中中随着电流I增大，其U-­I图线上的点与原点连线斜率逐渐增大，即电阻电阻Rt随温度增加而增加，接入空气流量传感器电路中，冷空气让电阻温度降低，电阻Rt减小，R两端的电压U0增大，C符合； D . D选项中中随着电流I增大，U-­I图线上的点与原点连线斜率逐渐增大，电阻变小，即电阻电阻Rt随温度增加而减小，电阻电阻Rt接入空气流量传感器电路中，冷空气进入时，电阻Rt随着空气流速变大，温度降低，电阻变大，R两端的电压U0变大，故D不符合； 故选C。 9．C 【详解】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联．当有人通过通道而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U=IR可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故①错误，②正确．当仅增大R2的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变小，则R2上的电压变大，即A、B间电压变大，故③正确．当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变大，即A、B间电压减小，故④错误． A. ①③，不符合题意，选项A错误； B. ①④，不符合题意，选项B错误； C. ②③，符合题意，选项C正确； D. ②④，不符合题意，选项D错误； 10．D 【详解】由题图可知，导电液体和导体芯构成了电容器，可近似为平行板电容器，由可知，当液面升高时，电容器极板正对面积S增大，故电容增大，A、C间电势差不变，再由 知，电容器电荷量增大，因此电容器处于充电状态，电流从a向b，故选D。 11．ACD 【详解】A．热敏电阻在温度升高时，电阻会变小，热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故A正确； B．金属热电阻是将温度转化为电阻，化学稳定性好，但灵敏度差，故B错误； C．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，故C正确； D．霍尔元件能够把磁感应强度这个热学量转化为电压这个电学量，故D正确。 故选ACD。 12．ABC 【详解】A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器，故A正确； B．电饭锅能够自动控制温度的原因是它装有温度传感器，故B正确； C．电子秤所使用的测力装置是力传感器，故C正确； D．电脑所用的光电鼠标主要采用光传感器，而不是声波传感器，故D错误。 故选ABC。 13．BC 【详解】A．物体M运动时，电路中电阻没有变化，根据闭合电路欧姆定律可知，电源内的电流不会发生变化，A错误； B．电压表测量滑动变阻器的金属滑杆P左侧的电压，物体M运动时，左侧电阻会变化，则电压表的示数会发生变化，B正确； C．物体M不动时，电路中仍有电流，而且电流不变，C正确； D．只有当金属滑杆P停在变阻器最左端，物体M不动时，电压表才没有示数，当金属滑杆P在其他位置时，电压表均有示数，D错误。 故选BC。 14．AB 【详解】A．由图象可知，输入的电压有效值为220V，变压器的电压与匝数成正比，由此可得副线圈的电压为 所以电压表V1示数为22V，故A正确； B．由电动势随时间变化的规律可知，周期为0.02s，交流电的角速度 所以输入电压瞬时值表达式为 u=220sin100πt（V） 故B正确； CD．当出现火警时，温度升高，电阻R2减小，副线圈的电流变大，所以原线圈电流即电流表A示数增大，则R1的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以R2的电压即电压表示数V2要减小，故CD错误。 故选AB。 15．AD 【详解】AB．分析题意可知，火线和零线中电流等大反向，并行绕制时，线圈L1中产生的磁通量相互抵消，合磁通量为零，线圈L1、L2绕制同一铁芯上，即使用电器增多时，线圈L2中的磁通量同样为零，故A正确，B错误； C．家庭电路中的电器发生短路时，根据闭合电路欧姆定律可知，火线和零线的电流同时增大，合磁通量为零，开关K不会被电磁铁吸起，故C错误； D．地面上的人接触火线发生触电时，火线的电流变大，线圈L1中的磁通量不为零，线圈L2中的磁通量发生变化，产生感应电流，电磁铁将开关K吸起，故D正确。 故选AD。 16．AC 【详解】A、改变液面高度时只改变了正对面积，若电容C增大时，根据电容的决定式分析正对面积应增大，则知，液面高度h增大．故A正确，B错误； C、若电容C减小时，根据电容的决定式分析可知，正对面积应减小，则知，液面高度h减小．故C正确，D错误． 故选AC． 【点睛】本题只要掌握电容的决定式，就能很容易分析电容与液面高度h的关系，注意电容决定式的正确应用，并能根据实际情况分析液面高度与电容的关系． 17． 增大 温度 热电阻 【详解】[1][2][3]金属的电阻率随温度的升高而增大。用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。 18． a, 右 【详解】(1)根据图甲坐标系中曲线的趋势可以得出,电阻随温度的升高而减小,因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,为了使温度过高时发送报警信息,则热敏电阻阻值最小,回路中电流增大，导致螺旋管处的磁场增大，吸引竖直金属杆左偏与a接触，要先报警则开关c应该接在a处,此时报警电路接通． (2)若使报警的最低温度降低根据热敏电阻的特征可知此时热敏电阻的阻值变大，要保证电流不变，所以应该减小滑动变阻器的阻值，即向右移动 19． 左 变大 【详解】[1][2]根据电容的决定式，若电容器的电容变大，一定是插入的电介质多了，所以被测物体向左移动．如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料，当物体沿左右方向运动时，移动相同距离时，电容器的变化量变大，即传感器的灵敏度变大． 20． 向下匀加速运动或向上匀减速运动。 理由见详解 【详解】[1][2]运动时电流I大于静止时电流I0，说明路端电压增大，电源内电压减小，所以干路的电流减小，流过压敏电阻的电流减小，可以判断压敏电阻增大。由于压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以压力减小，物块处于失重状态，加速度向下，又由于电流不变，所以加速度不变，电梯做向下的匀加速运动或向上的匀减速运动。 21．原理图如图所示  ，其工作过程是：闭合开关S，把继电器、热敏电阻和电池组接通，由于热敏电阻的温度较低，它的阻值较大，使通过继电器的电流较小，不足以把铁片吸下来，所以小灯泡中没有电流通过，是熄灭的；当热敏电阻的温度升高到某一特定值后，它的阻值迅速减小，使通过继电器的电流迅速增大，电磁铁产生较强的磁场将铁片吸下来与触点P连接，将小灯泡与电池组接通，小灯泡发光。当热敏电阻的温度降到某特定温度以下时，它的电阻值迅速增大，使通过继电器的电流减小，铁片被弹簧拉动而离开触点P，小灯泡熄灭。这样，由热敏电阻的温度变化可引起继电器回路的电流变化，从而达到控制小灯泡亮、灭的目的。 【详解】假设用热敏电阻来控制一个小灯泡的点亮和熄灭。电池组的输出电压要等于继电器的工作电压，但是高于小灯泡的额定电压，可以用一个滑动变阻器和小灯泡串联来调节，其工作原理如下图所示，这样可以共用一个电池组。所选取的器材有继电器、热敏电阻、开关，电池组、滑动变阻器、小灯泡和连接导线等。根据题目要求，设计原理图如图所示    其工作过程是：闭合开关S，把继电器、热敏电阻和电池组接通，由于热敏电阻的温度较低，它的阻值较大，使通过继电器的电流较小，不足以把铁片吸下来，所以小灯泡中没有电流通过，是熄灭的；当热敏电阻的温度升高到某一特定值后，它的阻值迅速减小，使通过继电器的电流迅速增大，电磁铁产生较强的磁场将铁片吸下来与触点P连接，将小灯泡与电池组接通，小灯泡发光。当热敏电阻的温度降到某特定温度以下时，它的电阻值迅速增大，使通过继电器的电流减小，铁片被弹簧拉动而离开触点P，小灯泡熄灭。这样，由热敏电阻的温度变化可引起继电器回路的电流变化，从而达到控制小灯泡亮、灭的目的。 22．见解析 【详解】没有烟尘时，光的传播方向没有发生改变，U1和U2的大小相等；烟尘浓度越高时，光线被烟尘吸收或散射得就会越多，光线射到6的亮度就会越少，所以U1和U2的差值越大，通过运算电路处理后，从显示器中可得到烟尘的浓度。 23．见解析 【详解】平时发光二极管LED发出的光被不透明的挡板挡住，光电三极管收不到LED发出的光。但有烟雾进入时，因烟雾对光的散射而致使部分光照射到光电三极管上，使其电阻变小，从而与传感器连接的电路检测出这种变化，发出警报。 24． 【详解】由流过光敏电阻的电流和光强的关系曲线可以看出，当入射光增强时，流过光敏电阻的电流增大。根据题意设计一个路灯自动控制电路如图所示 控制过程：当有光照射时，流过光敏电阻的电流增大，并经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸合，使两个常闭触点断开，当无光照时，电流减小，放大器输出电流也减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制路灯电路接通，路灯开始工作。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $