第五章 传感器 单元测试 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

**基本信息** 本单元卷聚焦高二物理选择性必修第二册第五章传感器，以洗衣机水位感应、电熨斗温控等生活科技情境为载体，考查物理观念与科学思维，适配单元复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单项选择题|7/28|压力/电容传感器、电熨斗双金属片原理|结合全自动洗衣机等生活场景，强化物理观念| |多项选择题|3/18|霍尔元件、应变式传感器、烟雾报警器电路|通过传感器原理辨析，培养科学推理能力| |非选择题|5/54|压敏电阻测加速度、LVDT位移传感器|设计“加速度测量仪”等探究实验，突出科学探究与模型建构|

2025-2026学年第二学期高二物理人教版（2019） · 选择性必修 第二册 第五章 传感器 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．在全自动洗衣机中设有多段式水位自动感应装置，如图所示。该水位传感器属于以下四种类型传感器中的（　　） A．压力传感器 B．温度传感器 C．生物传感器 D．红外线传感器 2．传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器，每个键内部电路如图甲所示。每个键下面都有由相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器，两金属片间有空气间隙。如图乙，在按键的过程中，下列说法正确的是（　　） A．计算机键盘使用的是光传感器 B．电容器的电容和电荷量Q均减小 C．图甲中电流从M流向N D．电容器极板间的电场强度变大 3．如图是电熨斗的结构图，下列说法不正确的是（　　） A．双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属 B．常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离 C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断 4．门窗防盗报警装置的电路图如图所示，闭合开关S1，磁铁M靠近干簧管SA，继电器线圈K通电，开关S2自动与a接通，LED二极管发光；继电器线圈K断电时，S2自动与b接通，蜂鸣器H报警。若门窗打开，磁铁M远离干簧管SA，则（　　） A．二极管不发光，蜂鸣器报警 B．二极管不发光，蜂鸣器不报警 C．二极管发光，蜂鸣器报警 D．二极管发光，蜂鸣器不报警 5．图为分拣苹果的装置示意图。该装置按照一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果，托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R1上，已知压力越大，R1阻值越小。若R2两端的电压较小，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入通道1；当R2两端的电压超过某一值U时，可使放大电路中的电磁铁吸引分拣开关的衔铁，此时大于一定标准质量的大苹果进入通道2。已知电源的电动势E1、内阻不计。下列说法正确的是（　　） A．增大电动势E1，分拣苹果的质量标准变小 B．托盘秤上的苹果质量越小，R1两端的电压越小 C．若只增大R2的阻值，则能进入通道2的苹果的标准质量变大 D．若仅改变电磁铁线圈的绕向，则分拣苹果的质量标准将发生改变 6．角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。其简化结构如图所示，质量为的元件与轻质弹簧连接，可在杆上自由滑动，弹簧的自然长度为、劲度系数为，电源电动势为、内阻不计，滑动变阻器总长也为，电阻分布均匀，系统静止时在点，不计一切阻力，当系统绕轴以角速度转动时，元件发生位移并输出相应的电压信号，则（　　） A．电路中电流随角速度的增大而增大 B．输出电压随角速度的增大而减小 C．弹簧的伸长量为 D．输出电压与的函数式为 7．可变差动变压器（LVDT）是一种常用的直线位移传感器，简化模型如图所示。它内部主要结构包括一个初级线圈和一对匝数相等的次级线圈，初级线圈位于中间，次级线圈则沿相反方向串联，对称缠绕在初级线圈的两侧；导磁铁芯可以在空心管（图中未画出）中移动，连接到要测量位移的物体上，初始时铁芯恰好位于空心管的中央，运动中铁芯始终有一端在副线圈中。在ab端输入有效值为的正弦式交变电压，cd端输出电压的有效值记为，则（　　） A．铁芯从中央位置开始向上移动时，增加 B．铁芯从中央位置开始的移动量越大，越小 C．铁芯向上移动一定距离后，若增大，会减小 D．可变差动变压器无法反映物体的运动方向 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．下列关于传感器的说法正确的是（　　） A．干簧管基于电流磁效应，起到开关作用 B．霍尔元件是一种磁敏元件，可以测量磁感应强度的大小和方向 C．应变式力传感器通过测量电阻的变化来确定金属梁受力的大小 D．电容式位移传感器是把电容器的电容转化为物体的位移进行测量 9．智能洗衣机能根据衣物的重量自动投放洗衣液，如图为简化的部分工作电路图。已知电源A电动势为12V，内阻为1Ω，，电阻阻值随所受压力变化的关系式为（的单位为Ω，的单位为N）。当两端电压超过临界值3.6V时，使控制电路接通，电磁铁吸动衔铁，接通对应的投放洗衣液工作电路。下列说法正确的是（　　） A．当衣物重量减小时，两端的电压增大 B．当衣物重量大于临界值时会接通工作电路2 C．当两端电压达到临界值时，压力为10N D．为了提高电压临界值，只需要增大的阻值 10．如图所示为某烟雾报警装置简易原理图，M为烟雾传感器，其阻值随着烟雾浓度的增大而减小，为定值电阻，滑动变阻器的滑片P调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变。当烟雾浓度增大到一定程度时，电流表指针偏转到某区域，进而触发报警系统。已知电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．当烟雾浓度增大时，电压表示数减小 B．当烟雾浓度增大时，电流表示数减小 C．滑片P向左移动可以提高报警灵敏度 D．当烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．某小组把压敏电阻改造成一个载物平台，设计了一个测量竖直升降机加速度的装置，实验电路如图甲所示，已知电源电动势E＝6V（内阻r未知），电流表A的量程为200mA（内阻rA未知）。压敏电阻RY在不同压力作用下的阻值如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。 实验步骤如下： （1）按甲图组装电路，闭合开关S，放在载物平台上的物块质量越大，电流表A的示数　 　（选填“越大”或“越小”）。 （2）载物平台上不放物块，调节电阻箱R的阻值为9.0Ω时，电流表A的示数为200mA。 （3）载物平台上放一物块静止，调节电阻箱阻值为44.0Ω时，电流表A的示数为100mA，可知该物块的质量为　 　kg。 （4）将该物块放在载物台上，调节电阻箱阻值仍为44.0Ω，将装置放在升降机中，升降机匀加速上升时，电流表示数为103.4mA，可知升降机的加速度大小为　 　m/s2（结果保留2位有效数字）。 （5）将电流表表盘刻度标定为加速度值，即可制成“加速度测量仪”。若该装置长期使用后电源电动势略微下降（内阻r不变），在未重新标定的情况下测量升降机匀加速下降过程的加速度，则加速度大小的测量值较真实值　 　（选填“偏大”“偏小”或“无偏差”） 12．传感器在物理测量中发挥了重要作用，根据下列信息完成下列试题。 （1）图甲是某同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置：轻绳一端固定在拉力传感器的 点，另一端系小球，球心到 点的长度为 L 。实验中释放小球，采集其摆动过程中轻绳的最大拉力 和最小拉力 ，重力加速度为 ，忽略空气阻力。 a、当小球静止悬挂时，拉力传感器示数为 ，则小钢球的质量为　 　。 b、在a的条件下，将小钢球拉至轻绳与竖直方向成 角由静止释放，摆至最低点时拉力传感器示数为 ，则小钢球在最低点的速率为　 　（用 、 、 L 、 表示）。 c、改变 角大小，重复b的过程，绘制 - 的关系图像如图乙，则该图像斜率绝对值的理论值为　 　，纵截距 b 为　 　（用 表示）。 （2）压敏传感器是设计机器人的重要元件。一实验小组研究某压敏电阻 的电学特性， 完成如下操作： a、首先用多用电表的“ ”欧姆挡，粗略测得无压力状态下 的阻值如图甲所示，则 的阻值约为　 　 ； b、为精确测量无压力状态下 的阻值，该小组设计了如图乙所示的电路，定值电阻 ，电阻箱 的调节范围为 ， 为灵敏电流计，当电阻箱调为 时，灵敏电流计示数为 0，则 的阻值为　 　 。 c、该小组测得不同压力下的 - 的数据图像如图丙所示。同时将该压敏电阻安装在机器人的手指处，用图丁的电路为其供电，已知电源的电动势 （内阻不计），电阻箱接入电路的阻值 ，电流表的量程为 （内阻不计）。则机器人手指感受的最大压力为　 　N，压力为0时对应的电流表的示数为　 　 。 （两空均保留两位有效数字） 13． 热敏电阻的阻值随温度的变化非常明显，利用这一特性制成的接触式温度传感器有较高的温度测量精度。某热敏电阻R的阻值随温度变化的关系图像如图1所示。若用该热敏电阻按图2电路连接，温度越高时，热敏电阻的阻值越　 　（选填“大”或“小”），电压表示数越　 　（选填“大”或“小”）；将电压表替换成内阻很大的报警装置（当电压大于等于2V时发出警报），若电源电动势为3V且电源内阻不计，设置该装置在温度大于等于时发出警报，可调电阻阻值应调为　 　（保留两位有效数字）。 14．该科技小组进一步研究机器人手内部压力传感器的特性，其模拟控制电路如图（a）所示，所用器材为：电源（电动势6V，内阻可忽略不计）、理想电压表V、理想电流表mA，定值电阻（阻值）、滑动变阻器（最大阻值）、电阻式压力传感器（最大阻值）、开关S，导线若干。 （1）连接电路前，开关应处于　 　状态，滑动变阻器的滑片应置于　 　（选填“最左端”、“最右端”），请在图（b）中完成剩余部分电路的接线　 　。在调节滑动变阻器的过程中，电流表示数的最小值为　 　mA（结果保留3位有效数字）。 （2）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片置于合适位置，对施加压力，测得的电压如图（c）所示，则示数为　 　V。 （3）改变的大小，读出电压表和电流表的示数，计算对应的值，描绘出图像如图（d）所示。若将滑动变阻器滑片置于正中央，随着压力的增大，电压表的示数将　 　，当时，电压表示数为　 　V。（结果保留三位有效数字） 15．科技小组利用压敏电阻制作汽车油量深度表的装置如图（a）所示。所用器材有：压敏电阻，压敏电阻的阻值与容器内所装汽油的深度h的关系如图（b）所示；电源（电动势18V，内阻不计）；电流表（量程0.6A，内阻不计）；滑动变阻器（最大电阻）；定值电阻（阻值）；开关；容器；汽油；导线若干。 容器底部的汽油与压敏电阻接触的位置抽出棉线 （1）把电流表改装成量程为的汽车油量深度表，正确连接图所示电路，断开开关，滑动变阻器的滑片置于　 　（填“”或“”）端。 （2）容器里装深度的汽油，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数达到满偏，滑动变阻器接入电路的阻值为　 　。 （3）改变容器所装汽油的深度，把电流表的示数标上相应的深度，改装后的深度刻度是　 　（填“均匀”或“不均匀”）的；深度应该对应电流表的示数为　 　（保留位有效数字）。 （4）如果要把汽车油量深度表的量程从改为，滑动变阻器应该怎么调节　 　。 参考答案 1．【答案】A 2．【答案】D 3．【答案】A 4．【答案】A 5．【答案】A 6．【答案】D 7．【答案】A 8．【答案】B,C 9．【答案】B,C 10．【答案】A,C 11．【答案】越大；0.4；5.0；偏大 12．【答案】（1）；；； （2）；；40；5.7 13．【答案】小；大；20 14．【答案】（1）断开；最左端；；2.14 （2）2.50 （3）变小；2.29 15．【答案】（1）b （2）10 （3）不均匀；0.14 （4）调节滑动变阻器的滑片P向b端滑动，增大滑动变阻器接入电路的电阻 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $