22.选必2 第五章 传感器-高中物理·3年真题按章分类（2024-2026）

【高中物理人教版(2019)】 3年高考真题(2024-2026)-按章分类 选择性必修第二册 第五章 传感器 8个实验题 + 1个综合题 + 1个单选题 ---- 学 生 版 ---- 一、单选题 1.(2024高考·北京)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 二、实验题 1.(2026高考·甘肃)热敏电阻是传感器中常见的感知温度的敏感元件。某实验小组采用如图1所示的电路图测量一热敏电阻在某温度下的阻值。实验器材有：待测热敏电阻(阻值约几千欧姆)、电源(电动势3 V，内阻很小)、毫安表(内阻很小)、滑动变阻器(最大阻值)、定值电阻(阻值)、开关和、温控装置、导线若干。 主要实验步骤及问题如下： (1)断开开关，连接电路，通过温控装置将热敏电阻的工作温度升至目标温度，并保持稳定。 (2)闭合开关前，应将的滑片置于__________(填“”或“”)端。实验中的作用是__________(填“限流”或“分压”)。 (3)闭合，调节的滑片至某一位置，记录毫安表的示数；保持滑片位置不变，闭合，记录毫安表的示数。该温度下热敏电阻的阻值__________(用、和表示)。 (4)某次测量时，毫安表选择量程，其指针稳定在图2所示位置，则读数为__________。 (5)改变的滑片位置，重复实验步骤(3)，记录多组和数据。以为横坐标，为纵坐标描点作直线图。若直线的斜率为1.6，可求得该温度下热敏电阻的阻值为__________(保留2位有效数字)。 2.(2026高考·四川)现有一由柔性力敏薄膜和均压板构成的压力传感器，为探究该传感器的电阻变化规律，并用其测量压力，实验小组进行了如下实验。可用器材有： 待测压力传感器(以下简称“传感器”，空载阻值约600 Ω) 直流稳压电源(输出电压) 定值电阻(阻值) 滑动变阻器(最大阻值约)，滑动变阻器(最大阻值约) 电流表(量程，内阻) 砝码(质量为、、、、各2个) 开关、，导线若干 计算机 (1)为探究传感器电阻随压力的变化规律，实验小组将传感器水平放置并连接实验器材，如图1所示。 ①滑动变阻器应选用______(选填“”或“”)。将滑动变阻器滑片P置于右端，闭合开关，将开关拨至端，调节滑片使电流表满偏，此时两端的电压为______V(结果保留3位有效数字)。 ②保持滑片位置不变，将开关拨至端、传感器上砝码质量从零开始每次增加，记录多组电流表读数和对应的砝码质量，并绘制图像如图2所示。 ③根据图像，结合图1电路分析可得，当时，传感器的阻值为________(结果保留3位有效数字)。用相同的方法处理数据，得到传感器电阻和压力的关系。 (2)实验小组利用该传感器设计了如图3所示的压力测量电路。测量压力时，计算机采集c、d间电压值，处理数据得到此时传感器的电阻值，再根据实验(1)得到的传感器电阻和压力的关系显示出压力值。若在某次测量中，c、d间电压为2.00 V，此时传感器的电阻为________，计算机显示的压力值为________。(结果均保留3位有效数字，当地重力加速度大小为) 3.(2026高考·湖南)某探究小组用霍尔元件设计了一个测量微小位移的实验装置。 (1)将螺旋测微器通过铜杆连接霍尔元件。霍尔元件伸入两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体间隙中，并处于两磁体中心竖直线上。以中心竖直线为轴，其示意图如图1所示；霍尔元件上的导线与外部工作电路连接，其示意图如图2所示。 (2)将电压表接在霍尔元件的_______(填“、”或“、”)两端，闭合开关，测量其霍尔电压，电压表指针如图3所示，此时电压为_______。 (3)旋转螺旋测微器的旋钮，使霍尔元件沿轴移动至霍尔电压为0处，该处磁感应强度为0，此时的螺旋测微器读数如图4所示，该读数为_______。 (4)保持电流不变，旋转螺旋测微器的旋钮，读出霍尔元件在不同位置的霍尔电压，得到10组数据如下表所示。 1 11.670 9 2 11.960 16 3 12.302 25 4 12.633 35 5 12.952 42 6 13.270 48 7 13.594 57 8 13.930 67 9 14.246 74 10 14.585 81 (5)在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点，并作出图像。_______ (6)用此装置测量微小位移。取下螺旋测微器，将待测物体与铜杆连接，待测物体在轴方向移动，其位移与霍尔元件的位移相等。某次测量中待测物体移动前电压表示数为，移动后电压表示数为，根据图像，此过程中物体位移的大小为_______(保留2位小数)。 4.(2025高考·江西)热敏电阻的阻值随温度的变化而改变，通过建立温度与热敏电阻两端电压的关系，可制作一简易的温度传感器，进而实现温度测量。如图(a)所示，为热敏电阻，为匹配电阻，电源电动势为E(内阻不计)，数字电压表(内阻视为无穷大)用于测量热敏电阻两端的电压。 (1)由图(a)可得的表达式为 。 (2)已知某热敏电阻从升温到时，其阻值从单调减小到。为了合理配置的阻值，用电阻箱代替该热敏电阻进行实验。经数据处理得到不同值对应的关系图线，如图(b)所示，分析可知应选图线 对应的作为匹配电阻，可使在更宽范围内对变化的响应更灵敏。 (3)选定匹配电阻后，按图(a)连接电路，改变热敏电阻的温度T，测量其两端的电压，并尝试用二次多项式进行数据拟合，得到温度与的关系。 (4)用已标定的温度传感器进行实验，记录数据，如下表所示，其中T为测量温度，为标准温度，。表中绝对误差最大和最小的测量温度值T分别为 和 。除涉及元器件的精度和稳定性之外，分析该温度传感器测量误差的主要来源： 。 5.(2025高考·河北)(1)某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中，利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。 ①闭合开关S，观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时，将欧姆表两表笔分别接到热敏电阻两端测量其阻值，这时开关S应 (填“断开”或“闭合”)。 ②按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻与温度t的关系分别对应图2中曲线。设计电路时，为防止用电器发生故障引起电流异常增大，导致个别电子元件温度过高而损坏，可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大，起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻 (填“”或“”)具有相同温度特性。 (2)某学习小组在倾斜的气垫导轨上验证机械能守恒定律，实验装置如图3所示，当地重力加速度为g。 ①方案设计阶段，该小组同学对需要测量哪些物理量产生了不同意见。 甲同学：需测量滑块和遮光条的总质量、滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。 乙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。 丙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的距离。 你认为 (填“甲”“乙”或“丙”)同学的方案不可行。 ②如图3，光电门中光源与光敏管相对，光源发出的光使光敏管感光。当滑块经过时，遮光条把光遮住，计时器记录遮光时间，可计算出滑块的速度。实验中使用的遮光条宽度，光电门宽度。某次测量时，记录通过光电门A的遮光时间为，则滑块经过光电门A的速度大小为 。 6.(2025高考·河南)实验小组研究某热敏电阻的特性，并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示，保温箱原理图如图2所示。回答下列问题： (1)图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是 (填“线性”或“非线性”)的。 (2)存在一个电流值，若电磁铁线圈的电流小于，衔铁与上固定触头a接触；若电流大于，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后，电磁铁线圈的电流在附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头 (填“a”或“b”)相连接。 (3)当保温箱的温度设定在时，电阻箱旋钮的位置如图3所示，则电阻箱接入电路的阻值为 。 (4)若要把保温箱的温度设定在，则电阻箱接入电路的阻值应为 。 7.(2024高考·河北)某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表、数字电流表、滑动变阻器R(最大阻值)、白炽灯、可调电阻、发光二极管、光敏电阻型三极管、开关和若干导线等。 (1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置(见图2)；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(见图(2)，由此判断M端为二极管的 (填“正极”或“负极”)。 (2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性 ①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线和的另一端应分别连接滑动变阻器的 、 、 接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”)。 ②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性图3曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而 (填“增大”或“减小”)。 (3)组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通)等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应 (填“增大”或“减小”)可调电阻的阻值，直至发光二极管发光。 8.(2024高考·浙江)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，测得热敏电阻，在不同温度时的阻值如下表 温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4 电阻/() 220 160 100 60 45 30 25 15 某同学利用上述热敏电阻、电动势(内阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有、、三种可供选择)、控制开关和加热系统，设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于，现要求将室内温度控制在范围，且1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热，则应选择的电路是 ，定值电阻R的阻值应选 ， 1、2两端的电压小于 V时，自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。 A.   B.   C. 三、综合题 1.(2026高考·河北)问题探究 某学生兴趣小组通过查阅资料了解到，利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合，遂以“电控气动技术的原理探索与应用”为主题开展探究式学习。 (1)分析电控气动门工作原理 图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁，当开关闭合时，衔铁在电磁铁的吸引下带动三个阀芯一起向左运动，复位弹簧被压缩，储气罐内压缩空气经气孔B进入汽缸右侧气室。推动汽缸内活塞向__________(填“左”或“右”)运动，车门打开。同时，汽缸左侧气室中的气体从气孔__________(填“S”或“R”)排出。当断开时，复位弹簧推动衔铁和阀芯向右运动，压缩空气推动活塞，车门关闭。 (2)探究复位弹簧的受力情况 ①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力 与形变量的数据，并标在了坐标纸上，如图2所示：请在答题卡上绘制出该弹簧的 图像。________ ②根据绘制的 图像，得到该弹簧的劲度系数 __________N/mm(保留两位有效数字)。 同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿，而资料显示，公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了“四两拨千斤”的效果。 (3)电控气动技术的应用设计 受此启发，同学们设计了一款温室自动开窗器，电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于 时自动闭合开关，温度低于 时自动断开。电磁阀线圈工作电压为 ，而控制电路板的工作电压(5V)和电流较小，需配置电磁继电器作为控制开关。请在答题卡相应图上连线、完成电路、实现如下效果：闭合时，电磁阀中的电磁铁吸引衔铁左移，窗户打开；断开时，电磁阀中的衔铁右移，窗户关闭。 选择性必修第二册 第五章 传感器 ---- 参考答案及解析 ---- 一、单选题 1.D 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。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。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。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。 二、实验题 1.【答案】(2)；分压 (3) (4)/1.291/1.293 (5) 【解析】(2)由图1可知，实验中采用的分压接法，闭合开关前，应将的滑片置于端，其作用是分压。 (3)根据题意，由欧姆定律有解得 (4)由图2可知，毫安表的最小分度为，则读数为 (5)根据题意，由欧姆定律有整理可得则有解得 2.【答案】(1)；2.40；93.8 (2)160；1.62/1.63/1.61 【解析】(1)①根据实验原理可知，用滑动变阻器与传感器并联，认为压力传感器阻值的变化不影响并联部分电路两端的电压，所以需要滑动变阻器的阻值远小于压力传感器的阻值，所以滑动变阻器应选用最大阻值小的； 电流表满偏的电流为30mA，此时两端的电压为则并联部分电路两端的电压 ③当时，电流为，则传感器的阻值为 (2)流过传感器的电流此时传感器的阻值为 当时，电流对比图2可知砝码的质量为，则计算机显示的压力值为 3.【答案】(2)、；50 (3)// (5) (6)1.55 【解析】(2)由霍尔效应原理可知，霍尔电压会出现在垂直电流和磁场方向上，结合图2可知，将电压表接在霍尔元件的、两端。 由图3可知，电压表的最小刻度为，则此时电压为。 (3)图4中螺旋测微器读数为。 (5)根据表格中数据，在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点，并作出图像，如图所示 (6)根据图像可知，电压表示数为时，有，移动后电压表示数为时，有，则此过程中物体位移的大小为。 4.【答案】(1) 由闭合电路的欧姆定律可得电路中电流可得。 (2)乙 由图(b)可知，图线乙在相同的变化区间，变化范围更大，即图线乙对应的作为匹配电阻，可使在更宽范围内对变化的响应更灵敏。 (4)38.0；70.2 结合表格数据分析，可知测量的绝对误差最大和最小对应的测量温度分别为和。 匹配电阻的阻值不太合适或选用二次多项式进行数据拟合不够精确 误差的主要来源除去涉及元器件的精度和稳定性之外，可能是匹配电阻的阻值不太合适或选用二次多项式进行数据拟合不够精确。 5.【答案】(1)①断开 用欧姆表测量热敏电阻的阻值时应该让热敏电阻与电源断开，即开关S应该断开 ② 由题意可知要串联的热敏电阻的阻值应该随温度的增加而快速增加，从而抑制电路中电流的增加，由图可知热敏电阻R1在温度65℃左右电阻异常变化较大，则为防止用电器用电器故障引起电流异常增加，可串联一个热敏电阻与R1具有相同温度特性的热敏电阻 (2)①丙 要验证的关系为可得则只需要测量滑块经过两光电门时的速度和两个光电门间的竖直高度差，即甲乙同学的方案可行，丙同学的方案不可行。 ②0.4 滑块经过光电门的速度为。 6.【答案】(1)非线性 根据图1可知热敏电阻的阻值随温度的变化关系是非线性的。 (2)a 根据图1可知温度升高，热敏电阻的阻值变小，根据欧姆定律可知流过电磁铁线圈的电流变大，衔铁与下固定触头b接触，此时加热电阻丝电路部分断开连接，停止加热，可知图2中加热电阻丝的c端应该与触头a相连接。 (3)130.0 由图3可知电阻箱接入电路的阻值为 (4)210.0 根据(3)可知，当温度为时，热敏电阻的阻值为，电阻箱接入的电阻为，当温度为时，热敏电阻的阻值为，要使得电流值不变，则在电流为时，控制电路的总电阻不变，则此时电阻箱的电阻为 7.【答案】(1)负极 根据欧姆表结构，使用时欧姆表黑表笔接内部电源正极，故当黑表笔接M端，电阻无穷大，说明二极管反向截止即连接电源负极。 (2)A；A；D/C；减小 题干要求电压表、电流表读数从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路,故接滑动变阻器A接线柱,必须接在金属杆两端接线柱任意一个，即C或D。另若接金属杆两端接线柱任意一个，即C或D，接接滑动变阻器A接线柱,接滑动变阻器B接线柱也符合题意。 由图像可知，随光照强度增加，I-U图像斜率增大，所以电阻减小。 (3)增大 三极管未导通时，与串联。随着光强增强，电阻减小，此时三极管仍未导通，说明分压小，故需要增大。 8.【答案】C；3；1.8 电路A，定值电阻和热敏电阻并联，电压不变，故不能实现电路的控制，A错误。定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，定值电阻分得电压越小，无法实现1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热，B错误。定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，热敏电阻分得电压越大，可以实现1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热，C正确。 由热敏电阻在不同温度时的阻值表可知，的阻值为由题意可知解得。 时关闭加热系统，此时热敏电阻阻值为，此时1、2两点间的电压为则1、2两端的电压小于1.8V时，自动关闭加热系统。 三、综合题 1.【答案】(1)左；R (2) 0.22 (3) 【解析】(1)合题意可知，右侧气室充入气体，若体积不变，气体压强将会增大，推动活塞向左运动； 由题图1可以看出，左侧气室出气孔与R相连，则气体从R排出。 (2)作图时要注意到图线要通过尽可能多的点要画出直线，不在直线上的点应该均匀分布在直线的两侧， 图像如图所示 根据 可知 图像的斜率即为劲度系数，得 (3)S2闭合时，电磁继电器的线圈内有了电流，会使与3和2相连的两个触点接触，并使K、J连通，右侧电磁阀电路形成闭合回路，衔铁左移，窗户打开；S2断开时，电磁继电器的线圈内失去电流，与3和2相连的两个触点分开，导致K、J部分是断路状态，电磁阀部分的衔铁在复位弹簧作用下右移、窗户关闭，连线情况如图所示 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 【高中物理人教版(2019)】 3年高考真题(2024-2026)-按章分类 选择性必修第二册 第五章 传感器 8个实验题 + 1个综合题 + 1个单选题 ---- 教 师 版 ---- 一、单选题 1.(2024高考·北京)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 1.D 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。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。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。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。 二、实验题 1.(2026高考·甘肃)热敏电阻是传感器中常见的感知温度的敏感元件。某实验小组采用如图1所示的电路图测量一热敏电阻在某温度下的阻值。实验器材有：待测热敏电阻(阻值约几千欧姆)、电源(电动势3 V，内阻很小)、毫安表(内阻很小)、滑动变阻器(最大阻值)、定值电阻(阻值)、开关和、温控装置、导线若干。 主要实验步骤及问题如下： (1)断开开关，连接电路，通过温控装置将热敏电阻的工作温度升至目标温度，并保持稳定。 (2)闭合开关前，应将的滑片置于__________(填“”或“”)端。实验中的作用是__________(填“限流”或“分压”)。 (3)闭合，调节的滑片至某一位置，记录毫安表的示数；保持滑片位置不变，闭合，记录毫安表的示数。该温度下热敏电阻的阻值__________(用、和表示)。 (4)某次测量时，毫安表选择量程，其指针稳定在图2所示位置，则读数为__________。 (5)改变的滑片位置，重复实验步骤(3)，记录多组和数据。以为横坐标，为纵坐标描点作直线图。若直线的斜率为1.6，可求得该温度下热敏电阻的阻值为__________(保留2位有效数字)。 1.【答案】(2)；分压 (3) (4)/1.291/1.293 (5) 【解析】(2)由图1可知，实验中采用的分压接法，闭合开关前，应将的滑片置于端，其作用是分压。 (3)根据题意，由欧姆定律有解得 (4)由图2可知，毫安表的最小分度为，则读数为 (5)根据题意，由欧姆定律有整理可得则有解得 2.(2026高考·四川)现有一由柔性力敏薄膜和均压板构成的压力传感器，为探究该传感器的电阻变化规律，并用其测量压力，实验小组进行了如下实验。可用器材有： 待测压力传感器(以下简称“传感器”，空载阻值约600 Ω) 直流稳压电源(输出电压) 定值电阻(阻值) 滑动变阻器(最大阻值约)，滑动变阻器(最大阻值约) 电流表(量程，内阻) 砝码(质量为、、、、各2个) 开关、，导线若干 计算机 (1)为探究传感器电阻随压力的变化规律，实验小组将传感器水平放置并连接实验器材，如图1所示。 ①滑动变阻器应选用______(选填“”或“”)。将滑动变阻器滑片P置于右端，闭合开关，将开关拨至端，调节滑片使电流表满偏，此时两端的电压为______V(结果保留3位有效数字)。 ②保持滑片位置不变，将开关拨至端、传感器上砝码质量从零开始每次增加，记录多组电流表读数和对应的砝码质量，并绘制图像如图2所示。 ③根据图像，结合图1电路分析可得，当时，传感器的阻值为________(结果保留3位有效数字)。用相同的方法处理数据，得到传感器电阻和压力的关系。 (2)实验小组利用该传感器设计了如图3所示的压力测量电路。测量压力时，计算机采集c、d间电压值，处理数据得到此时传感器的电阻值，再根据实验(1)得到的传感器电阻和压力的关系显示出压力值。若在某次测量中，c、d间电压为2.00 V，此时传感器的电阻为________，计算机显示的压力值为________。(结果均保留3位有效数字，当地重力加速度大小为) 2.【答案】(1)；2.40；93.8 (2)160；1.62/1.63/1.61 【解析】(1)①根据实验原理可知，用滑动变阻器与传感器并联，认为压力传感器阻值的变化不影响并联部分电路两端的电压，所以需要滑动变阻器的阻值远小于压力传感器的阻值，所以滑动变阻器应选用最大阻值小的； 电流表满偏的电流为30mA，此时两端的电压为则并联部分电路两端的电压 ③当时，电流为，则传感器的阻值为 (2)流过传感器的电流此时传感器的阻值为 当时，电流对比图2可知砝码的质量为，则计算机显示的压力值为 3.(2026高考·湖南)某探究小组用霍尔元件设计了一个测量微小位移的实验装置。 (1)将螺旋测微器通过铜杆连接霍尔元件。霍尔元件伸入两块磁感应强度相同、同极相对放置的磁体间隙中，并处于两磁体中心竖直线上。以中心竖直线为轴，其示意图如图1所示；霍尔元件上的导线与外部工作电路连接，其示意图如图2所示。 (2)将电压表接在霍尔元件的_______(填“、”或“、”)两端，闭合开关，测量其霍尔电压，电压表指针如图3所示，此时电压为_______。 (3)旋转螺旋测微器的旋钮，使霍尔元件沿轴移动至霍尔电压为0处，该处磁感应强度为0，此时的螺旋测微器读数如图4所示，该读数为_______。 (4)保持电流不变，旋转螺旋测微器的旋钮，读出霍尔元件在不同位置的霍尔电压，得到10组数据如下表所示。 1 11.670 9 2 11.960 16 3 12.302 25 4 12.633 35 5 12.952 42 6 13.270 48 7 13.594 57 8 13.930 67 9 14.246 74 10 14.585 81 (5)在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点，并作出图像。_______ (6)用此装置测量微小位移。取下螺旋测微器，将待测物体与铜杆连接，待测物体在轴方向移动，其位移与霍尔元件的位移相等。某次测量中待测物体移动前电压表示数为，移动后电压表示数为，根据图像，此过程中物体位移的大小为_______(保留2位小数)。 3.【答案】(2)、；50 (3)// (5) (6)1.55 【解析】(2)由霍尔效应原理可知，霍尔电压会出现在垂直电流和磁场方向上，结合图2可知，将电压表接在霍尔元件的、两端。 由图3可知，电压表的最小刻度为，则此时电压为。 (3)图4中螺旋测微器读数为。 (5)根据表格中数据，在图5中描出第4、5组测量数据的坐标点，并作出图像，如图所示 (6)根据图像可知，电压表示数为时，有，移动后电压表示数为时，有，则此过程中物体位移的大小为。 4.(2025高考·江西)热敏电阻的阻值随温度的变化而改变，通过建立温度与热敏电阻两端电压的关系，可制作一简易的温度传感器，进而实现温度测量。如图(a)所示，为热敏电阻，为匹配电阻，电源电动势为E(内阻不计)，数字电压表(内阻视为无穷大)用于测量热敏电阻两端的电压。 (1)由图(a)可得的表达式为 。 (2)已知某热敏电阻从升温到时，其阻值从单调减小到。为了合理配置的阻值，用电阻箱代替该热敏电阻进行实验。经数据处理得到不同值对应的关系图线，如图(b)所示，分析可知应选图线 对应的作为匹配电阻，可使在更宽范围内对变化的响应更灵敏。 (3)选定匹配电阻后，按图(a)连接电路，改变热敏电阻的温度T，测量其两端的电压，并尝试用二次多项式进行数据拟合，得到温度与的关系。 (4)用已标定的温度传感器进行实验，记录数据，如下表所示，其中T为测量温度，为标准温度，。表中绝对误差最大和最小的测量温度值T分别为 和 。除涉及元器件的精度和稳定性之外，分析该温度传感器测量误差的主要来源： 。 4.【答案】(1) 由闭合电路的欧姆定律可得电路中电流可得。 (2)乙 由图(b)可知，图线乙在相同的变化区间，变化范围更大，即图线乙对应的作为匹配电阻，可使在更宽范围内对变化的响应更灵敏。 (4)38.0；70.2 结合表格数据分析，可知测量的绝对误差最大和最小对应的测量温度分别为和。 匹配电阻的阻值不太合适或选用二次多项式进行数据拟合不够精确 误差的主要来源除去涉及元器件的精度和稳定性之外，可能是匹配电阻的阻值不太合适或选用二次多项式进行数据拟合不够精确。 5.(2025高考·河北)(1)某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中，利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。 ①闭合开关S，观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时，将欧姆表两表笔分别接到热敏电阻两端测量其阻值，这时开关S应 (填“断开”或“闭合”)。 ②按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻与温度t的关系分别对应图2中曲线。设计电路时，为防止用电器发生故障引起电流异常增大，导致个别电子元件温度过高而损坏，可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大，起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻 (填“”或“”)具有相同温度特性。 (2)某学习小组在倾斜的气垫导轨上验证机械能守恒定律，实验装置如图3所示，当地重力加速度为g。 ①方案设计阶段，该小组同学对需要测量哪些物理量产生了不同意见。 甲同学：需测量滑块和遮光条的总质量、滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。 乙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。 丙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的距离。 你认为 (填“甲”“乙”或“丙”)同学的方案不可行。 ②如图3，光电门中光源与光敏管相对，光源发出的光使光敏管感光。当滑块经过时，遮光条把光遮住，计时器记录遮光时间，可计算出滑块的速度。实验中使用的遮光条宽度，光电门宽度。某次测量时，记录通过光电门A的遮光时间为，则滑块经过光电门A的速度大小为 。 5.【答案】(1)①断开 用欧姆表测量热敏电阻的阻值时应该让热敏电阻与电源断开，即开关S应该断开 ② 由题意可知要串联的热敏电阻的阻值应该随温度的增加而快速增加，从而抑制电路中电流的增加，由图可知热敏电阻R1在温度65℃左右电阻异常变化较大，则为防止用电器用电器故障引起电流异常增加，可串联一个热敏电阻与R1具有相同温度特性的热敏电阻 (2)①丙 要验证的关系为可得则只需要测量滑块经过两光电门时的速度和两个光电门间的竖直高度差，即甲乙同学的方案可行，丙同学的方案不可行。 ②0.4 滑块经过光电门的速度为。 6.(2025高考·河南)实验小组研究某热敏电阻的特性，并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示，保温箱原理图如图2所示。回答下列问题： (1)图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是 (填“线性”或“非线性”)的。 (2)存在一个电流值，若电磁铁线圈的电流小于，衔铁与上固定触头a接触；若电流大于，衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后，电磁铁线圈的电流在附近上下波动，加热电路持续地断开、闭合，使保温箱温度维持在设定值。则图2中加热电阻丝的c端应该与触头 (填“a”或“b”)相连接。 (3)当保温箱的温度设定在时，电阻箱旋钮的位置如图3所示，则电阻箱接入电路的阻值为 。 (4)若要把保温箱的温度设定在，则电阻箱接入电路的阻值应为 。 6.【答案】(1)非线性 根据图1可知热敏电阻的阻值随温度的变化关系是非线性的。 (2)a 根据图1可知温度升高，热敏电阻的阻值变小，根据欧姆定律可知流过电磁铁线圈的电流变大，衔铁与下固定触头b接触，此时加热电阻丝电路部分断开连接，停止加热，可知图2中加热电阻丝的c端应该与触头a相连接。 (3)130.0 由图3可知电阻箱接入电路的阻值为 (4)210.0 根据(3)可知，当温度为时，热敏电阻的阻值为，电阻箱接入的电阻为，当温度为时，热敏电阻的阻值为，要使得电流值不变，则在电流为时，控制电路的总电阻不变，则此时电阻箱的电阻为 7.(2024高考·河北)某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表、数字电流表、滑动变阻器R(最大阻值)、白炽灯、可调电阻、发光二极管、光敏电阻型三极管、开关和若干导线等。 (1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1所示，当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时，多用电表指针位于表盘中a位置(见图2)；对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(见图(2)，由此判断M端为二极管的 (填“正极”或“负极”)。 (2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性 ①采用图3中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0开始。导线和的另一端应分别连接滑动变阻器的 、 、 接线柱(以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”)。 ②图4为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性图3曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而 (填“增大”或“减小”)。 (3)组装光强报警器电路并测试其功能图5为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后，三极管被导通)等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应 (填“增大”或“减小”)可调电阻的阻值，直至发光二极管发光。 7.【答案】(1)负极 根据欧姆表结构，使用时欧姆表黑表笔接内部电源正极，故当黑表笔接M端，电阻无穷大，说明二极管反向截止即连接电源负极。 (2)A；A；D/C；减小 题干要求电压表、电流表读数从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路,故接滑动变阻器A接线柱,必须接在金属杆两端接线柱任意一个，即C或D。另若接金属杆两端接线柱任意一个，即C或D，接接滑动变阻器A接线柱,接滑动变阻器B接线柱也符合题意。 由图像可知，随光照强度增加，I-U图像斜率增大，所以电阻减小。 (3)增大 三极管未导通时，与串联。随着光强增强，电阻减小，此时三极管仍未导通，说明分压小，故需要增大。 8.(2024高考·浙江)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中，测得热敏电阻，在不同温度时的阻值如下表 温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4 电阻/() 220 160 100 60 45 30 25 15 某同学利用上述热敏电阻、电动势(内阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有、、三种可供选择)、控制开关和加热系统，设计了A、B、C三种电路。因环境温度低于，现要求将室内温度控制在范围，且1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热，则应选择的电路是 ，定值电阻R的阻值应选 ， 1、2两端的电压小于 V时，自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。 A.   B.   C. 8.【答案】C；3；1.8 电路A，定值电阻和热敏电阻并联，电压不变，故不能实现电路的控制，A错误。定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，定值电阻分得电压越小，无法实现1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热，B错误。定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，热敏电阻分得电压越大，可以实现1、2两端电压大于，控制开关开启加热系统加热，C正确。 由热敏电阻在不同温度时的阻值表可知，的阻值为由题意可知解得。 时关闭加热系统，此时热敏电阻阻值为，此时1、2两点间的电压为则1、2两端的电压小于1.8V时，自动关闭加热系统。 三、综合题 1.(2026高考·河北)问题探究 某学生兴趣小组通过查阅资料了解到，利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合，遂以“电控气动技术的原理探索与应用”为主题开展探究式学习。 (1)分析电控气动门工作原理 图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁，当开关闭合时，衔铁在电磁铁的吸引下带动三个阀芯一起向左运动，复位弹簧被压缩，储气罐内压缩空气经气孔B进入汽缸右侧气室。推动汽缸内活塞向__________(填“左”或“右”)运动，车门打开。同时，汽缸左侧气室中的气体从气孔__________(填“S”或“R”)排出。当断开时，复位弹簧推动衔铁和阀芯向右运动，压缩空气推动活塞，车门关闭。 (2)探究复位弹簧的受力情况 ①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力 与形变量的数据，并标在了坐标纸上，如图2所示：请在答题卡上绘制出该弹簧的 图像。________ ②根据绘制的 图像，得到该弹簧的劲度系数 __________N/mm(保留两位有效数字)。 同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿，而资料显示，公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了“四两拨千斤”的效果。 (3)电控气动技术的应用设计 受此启发，同学们设计了一款温室自动开窗器，电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于 时自动闭合开关，温度低于 时自动断开。电磁阀线圈工作电压为 ，而控制电路板的工作电压(5V)和电流较小，需配置电磁继电器作为控制开关。请在答题卡相应图上连线、完成电路、实现如下效果：闭合时，电磁阀中的电磁铁吸引衔铁左移，窗户打开；断开时，电磁阀中的衔铁右移，窗户关闭。 1.【答案】(1)左；R (2) 0.22 (3) 【解析】(1)合题意可知，右侧气室充入气体，若体积不变，气体压强将会增大，推动活塞向左运动； 由题图1可以看出，左侧气室出气孔与R相连，则气体从R排出。 (2)作图时要注意到图线要通过尽可能多的点要画出直线，不在直线上的点应该均匀分布在直线的两侧， 图像如图所示 根据 可知 图像的斜率即为劲度系数，得 (3)S2闭合时，电磁继电器的线圈内有了电流，会使与3和2相连的两个触点接触，并使K、J连通，右侧电磁阀电路形成闭合回路，衔铁左移，窗户打开；S2断开时，电磁继电器的线圈内失去电流，与3和2相连的两个触点分开，导致K、J部分是断路状态，电磁阀部分的衔铁在复位弹簧作用下右移、窗户关闭，连线情况如图所示 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $