人教版高中物理必考传感器 名师精编单元测试.docx

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人教版高中物理必考传感器名师精编单元测试

一、单项选择（每题4分，共40分）

1.街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（）

A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.霍尔效应

【答案】B

【解析】

航标灯夜晚亮、白天熄，利用半导体在不同强度的光的照射下电阻不同的光敏特性实现了自动控制，故B正确。

2.商场里常用电子秤，电子秤中使用的是（　　）

A.温度传感器B.压力传感器C.超声波传感器D.红外线传感器

【答案】B

【解析】

【详解】根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的大小，故使用的是压力传感器，故B正确，ACD错误。

故选B。

3.下列器件不是应用温度传感器的是（　　）

A.电熨斗B.话筒

C.电饭锅D.测温仪

【答案】B

【解析】

电熨斗、电饭锅、测温仪应用的都是温度传感器，

电子秤应用的是力传感器，

故应选B。

4.下列器件是应用力传感器的是（　　）

A.鼠标器B.火灾报警器

C.测温仪D.电子秤

【答案】D

【解析】

试题分析：

光电鼠标器中装有红外发射管（LED）和红外接收管，其中的红外接收管就是光传感器。

当鼠标移动时，滚球带动码盘转动，使红外接收管收到断续的脉冲信号，这样的脉冲信号经过处理后就可以描述出光标移动的位移了，选项A正确。

红外线是一种不可见的光线，红外报警装置就是利用它将光信号转换为电信号的，选项B正确。

测温仪是温度传感器，常用热敏电阻、金属热电阻、热电偶或红外线敏感元件，通过改变元件的电阻或电路的电压来达到测量温度的目的，选项C错误。

电子秤是力传感器，由金属梁和应变片组成，当发生形变时其电阻会发生变化，常用的一般应变片在被拉伸时，其电阻会变大；在被压缩时，其电阻会变小。

外力越大，应变片的形变就越大，应变片的电阻变化就越大，因此，可以用应变片的电阻大小表示出外力的大小，选项D错误。

考点：

本题考查了传感器的概念。

5.关于传感器，下列说法正确的是（　　）

A.传感器能将电学量按一定规律转换成非电学量

B.干簧管是能够感知电场的传感器

C.半导体热敏电阻的阻值一定随温度的升高而减小

D.金属热电阻一般选用线性好，温度系数较大的材料制成

【答案】C

【解析】

【分析】

传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．

【详解】传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，能将非电学量按一定规律转换成电学量。

故A错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器。

故B错误；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C正确；金属热电阻是将温度转化为电阻，金属导体热电阻随温度的升高而增大；金属热电阻一般选用线性好，温度系数较小的材料制成。

故D错误。

故选C。

【点睛】该题考查几种常见的传感器的特点，传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会．

6.如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。

若匀强磁场的磁感应强度为B，金属板宽度为h、厚度为d，通有电流I，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为U。

则下列说法中正确的是（）

A.在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向下

B.达到稳定状态时，金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势

C.只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2

D.只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2

【答案】D

【解析】

电流向右、磁场向内，根据左手定则，安培力向上；电流是电子的定向移动形成的，故洛伦兹力也向上；故上极板聚集负电荷，下极板带正电荷，故下极板电势较高；故AB错误；电子最终达到平衡，有：

evB=e

，则：

U=vBh；电流的微观表达式：

I=nevS=nevhd；则：

，代入得：

，则只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为2U，故C错误；只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2，故D正确。

故选D。

点睛：

解决本题的关键会运用左手定则判断电子的偏转方向，当上下表面有电荷后，之间形成电势差，最终电荷受电场力和洛伦兹力平衡．

7.下列情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是（　　）

A.洗衣机不加水

B.洗衣机加水但不能自动停止

C.洗衣机不排水

D.洗衣机不洗衣

【答案】C

【解析】

【详解】洗衣机设有多段式水位自动感应装置，是通过不同的压力转换成电学量，运用的压力传感器，若此水位控制装置损坏，则可能造成洗衣机不加水，或者洗衣机加水但不能自动停止，或者洗衣机不洗衣，但不可能造成洗衣机不排水，故C正确，ABD错误，故选C。

8.如图所示的实验电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与D相距很近，下列说法正确的是　（　）

A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大

B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小

C.当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变

D.无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变

【答案】A

【解析】

从图中可知，当P向右滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，而电源两端的电压恒定，即两并联支路的电压恒定，所以有二极管支路的总电阻增大，故通过二极管的电流减小，光照强度减小，从而导致光敏电阻上的光照减弱，光敏电阻的阻值R增大，所以根据公式

灯泡两端的电压减小，故再根据公式

可得L消耗的功率减小，B正确，

思路分析：

根据发光二极管中的电流变化，判断二极管发光变化，发光二极管为光敏电阻R提供光源，从而判断光敏电阻的阻值变化，再根据公式

判断灯泡消耗的功率，

试题点评：

考查了电路的动态变化，本题的关键是理解发光二极管为光敏电阻R提供光源和光敏电阻随着光照的增强阻值在减小

9.如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。

现增加光照强度，则下列判断正确的是（）

A.B灯变暗，A灯变亮B.R0两端电压变大

C.电源路端电压变大D.电源内压降变小

【答案】B

【解析】

试题分析：

增加光照强度，

减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，电源的内电压增大，路端电压U减小，则A灯变暗，A错误C正确；通过

电流

，I增大，而

减小，则

增大，

两端电压

增大，而

、B的电压之和等于路端电压，路端电压减小，则知，B的电压减小，B灯变暗，B正确；由于总电流增大，所以根据

可得内部消耗功率增大，D错误；

考点：

考查了电路动态变化

【名师点睛】在分析电路动态变化时，一般是根据局部电路变化（滑动变阻器，传感器电阻）推导整体电路总电阻、总电流的变化，然后根据闭合回路欧姆定律推导所需电阻的电压和电流的变化（或者电流表，电压表示数变化），也就是从局部→整体→局部

10.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】

由题知，当传感器

所在处出现磁体时，

减小，

并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流

增大，路端电压减小，

电压增大，故c、d两端电压U变小，通过

电流减小，

增大，知电流表示数I变大，故A正确，BCD错误。

点睛：

本题是信息题，首先要抓住传感器RB电阻与磁体的关系，其次按“部分→整体→部分”的顺序进行动态分析。

二、多项选择（每题6分，共60分）

11.某电容式话筒的原理如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动，当P、Q间距离增大过程中（）

A.P、Q构成的电容器的电容减小

B.P上电荷量保持不变

C.有电流自M经R流向N

D.PQ间的电场强度不变

【答案】AC

【解析】

试题分析：

电容式话筒与电源串联，电压保持不变．在P、Q间距增大过程中，根据电容决定式

得电容减小，又根据电容定义式

得电容器所带电量减小，电容器的放电电流通过R的方向由M到N，根据场强

知场强变小，故C正确，ABD错误。

考点：

电容器的动态分析

名师点睛：

解决电容器的动态分析问题，抓住不变量，若电容始终与电源相连，两端间的电压不变；若电容器与电源断开，则电容器所带的电量不变。

12.如图所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（　　）

A.图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的

B.图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的

C.图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高

D.图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高

【答案】BD

【解析】

【详解】金属导体随着温度升高，电阻率变大，从而导致电阻增大，对于半导体材料，电阻随着温度升高而减小，因此由图可知，图1表示金属导体的电阻随温度的变化，图2表示半导体材料的电阻随温度的变化。

为热敏电阻的图线；其化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高；故AC错误，BD正确；故选BD。

【点睛】通过电阻与温度的图线，来体现温度与电阻率的关系，并突出金属导体、半导体与温度的关系．同时加强记忆.

13.半导体材料导电性能受光照影响较大，当光照增强时，其导电性能大幅度提高，表现为电阻减小，因而可用来制作成光敏电阻将光信号转化为电信号。

如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时（）

A.电压表示数增大

B.R2中电流增大

C.小灯泡L的功率增大

D.电路中路端电压降低

【答案】ACD

【解析】

本题考查的是传感器方面的知识和闭合电路欧姆定律结合。

当照射光强度增大时，其电阻减小，并联电阻减小，所以并联电路两端电压减小，R2不变，所以通过其的电流减小，B错误；电路总电阻减小，电路中的干路电流变大，所以R1两端的电压变大，即电压表示数变大，A正确；电路中的干路电流变大，内电路损耗变大，所以外电路路端电压降低，D正确；因为电路中的干路电流变大，通过R2的电流减小，所以通过R1的电流变大，所以小灯泡L的功率增大，C正确。

14.如图是某电子秤的原理图，人只要站在踏板上，仪表G就能显示人的体重，踏板下面的传感器R实质是一个阻值可随压力大小而变化的电阻，显示体重的仪表G实质是理想电流表，如果不计踏板的质量，电阻R随人的体重G变化的函数关系式为R=a﹣G（a、是常量，G和R的单位分别是N和Ω）．下列说法正确的是（　　）

A.传感器R是一个力电传感器

B.闭合电路测量时，电路中的电流随人的体重均匀变化

C.该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘的零刻度处

D.如果要扩大电子秤的量程，滑动变阻器R′接入电路中的电阻应调大

【答案】AD

【解析】

【详解】R是将压力信号转换成电信号的传感器，即力电传感器，故A正确；闭合电路测量时，电路中的电流：

，显然与人的体重不成线性关系，故B错误；当重力为零时，电流最小，但不为零，故C错误；由

可知，Gm=a+r+R′-

，因此变阻器接入电路中的电阻调大，可以测量的人的最大体重增大，故D正确；故选AD。

【点睛】本题关键是明确电子秤的工作原理，然后结合闭合电路欧姆定律和电阻R随人的体重G变化的函数关系式列式分析．

15.下列说法正确的是（　　）

A.热敏电阻是把热量这个热学量转为电阻这个电学量

B.金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差

C.电熨斗中的双金属片是温度传感器

D.霍尔元件是能够把磁学量磁感应强度转换为电压的传感元件

【答案】BCD

【解析】

A.热敏电阻是把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故A错误；

B.金属热电阻由金属材料制成，其化学稳定性好，但灵敏度差，故B正确；

C.利用双金属片温度传感器，可以控制电熨斗的温度，故C正确；

D.霍尔元件是能够把磁感应强度这一磁学量转换为电压这一电学量的传感器，故D正确；

本题选错误的，故选：

A.

点睛：

双金属片的特点：

利用不同膨胀系数的金属片做成，当温度升高时，金属片向膨胀系数小的发生弯曲，触点断开；当温度降低时，金属片向膨胀系数大的发生弯曲，触点不断开；调节温度原理根据金属片的在电路中的连接有关；热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；霍尔元件是能够把磁感应强度这一磁学量转换为电压这一电学量的传感器．

16.下列关于传感器说法中正确的是（　　）

A.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号

B.电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号

C.电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断

D.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

【答案】BCD

【解析】

话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号．故A错误；电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应力片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号．故B正确．电熨斗是利用双金属片温度传感器，控制电路的通断．故C正确．光敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻随光照强度的增大而减小，故它能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，选项D正确；故选BCD.

17.用多用电表的同一挡位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是（　　）

A.测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大

B.测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小

C.测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大

D.测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小

【答案】AD

【解析】

试题分析：

温度越高，热敏电阻阻值越小；光照强度越大，光敏电阻阻值越小；对同一档位，欧姆表指针偏角越大，所测电阻越小．

解：

A、测热敏电阻（NTC）时，温度越高，热敏电阻越小，多用电表指针偏角越大，故A正确，B错误；

C、测光敏电阻时，光照越强，光敏电阻阻值越小，多用电表指针偏角越大，故C正确，D错误；

故选AC．

18.电磁泵在目前的生产、技中得到了广泛应用.如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为L1，两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为ρ、在泵头通入导电剂后液体的电导率为σ（电阻率的倒数），泵体所在处有方向垂直向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在电压为U（内阻不计）的电源上，则（　　）

A.泵体上表面应接电源正极

B.通过泵体的电流I=UL1/σ

C.增大磁感应强度可获得更大的抽液高度

D.增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度

【答案】AC

【解析】

当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体，故A正确；根据电阻定律，泵体内液体的电阻：

，因此流过泵体的电流

，故B错误；增大磁感应强度B，受到的磁场力变大，因此可获得更大的抽液高度，故C正确；若增大液体的电导率，可以使电流增大，受到的磁场力变大，因此可获得更大的抽液高度，故正确；故选ACD。

【点睛】当泵体中电流向下时，安培力向左，故液体被抽出；根据电阻定律和欧姆定律列式求解电流表达式分析，根据安培力公式分析安培力大小情况．当泵体中电流向下时，安培力向左，故液体被抽出；根据电阻定律和欧姆定律列式求解电流表达式分析，根据安培力公式分析安培力大小情况．

19.如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图．其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻．每当扶梯上有顾客经过，挡住由A射向R1的光线时，计数器就计数一次．此光计数器的基本工作原理是（　　）

A.当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压

B.当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压

C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次

D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次

【答案】BC

【解析】

试题分析：

当光线照射

时，

阻值减小，

减小，由欧姆定律得

，且电源电压不变，电路中的电流增大，

是定值电阻，

，

两端电压增大，信号处理系统获得高压，A错误B正确，当有人时信号系统计数，即没有光照时，没有光照时获得低电压，C错误，D正确；

考点：

考查闭合电路欧姆定律

20.关于电饭锅的说法不正确的是（　　）

A.电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁

B.铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性

C.用电饭锅烧水，水开时能自动断电

D.用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位

【答案】AC

【解析】

【详解】电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件感温铁氧体，故A错误；在常温下具有铁磁性，但温度升高到103℃时便失去了铁磁性，不能被磁铁吸引。

这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”，故B错误；水的沸点为100℃，由B可知不能自动断电，故C错误；用电饭锅煮饭时，若温控开关断电后，它不能自动复位，故D正确；故选D。

【点睛】电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件感温铁氧体，特点：

在常温下具有铁磁性，但温度升高到103℃时便失去了铁磁性，不能被磁铁吸引。

这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”。