高考物理电磁学知识点之传感器知识点总复习有答案解析(2)

高考物理电磁学知识点之传感器知识点总复习有答案解析(2)
一、选择题
1．如图，理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，R T为热敏电阻，其阻值随温度升高而变小．则
A．P向左滑动时，变压器的输出电压变大
B．P向左滑动时，变压器的输入功率变大
C．R T温度升高时，灯L变亮
D．R T温度升高时，适当向右滑动P可保持灯L亮度不变
2．科学家研究发现，磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大，随所处空间磁场的减弱而变小，如图所示电路中GMR为一个磁敏电阻，R和为滑动变阻器，和为定值电阻，当开关和闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．则
A．只调节电阻，当向下端移动时，电阻消耗的电功率不变
B．只调节电阻，当向下端移动时，带电微粒向下运动
C．只调节电阻R，当向右端移动时，电阻消耗的电功率变小
D．只调节电阻R，当向右端移动时，带电微粒向下运动
3．自从2011年5月1日“酒驾新规”推行后，“醉驾入刑”深入人心．交通警察检测酒驾的最简单的方法就是用酒精测试仪．酒精测试仪的工作原理如图所示，其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器电阻r′与酒精气体的浓度C成反比，R0为定值电阻，下列关于电压表的示数（U）与酒精气体的浓度（C）之间关系的图像，其中正确的是()
A．B．
C．
D．
4．下列说法中正确的是( )
A．电饭锅中的敏感元件是光敏电阻
B．测温仪中的测温元件可以是热敏电阻
C．机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲
D．火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态5．与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。

如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。

磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。

当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。

下列说法中正确的是
A．若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作
B．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作
C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化
D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号
6．电子秤使用的是()
A．超声波传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．红外线传感器
7．施密特触发器是具有特殊功能的非门,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平,而当输入端A的电压下降到另一个值时,Y会从低电平跳到高电平.如图是温度报警器电路示意图,RT是半导体热敏电阻,温度升高时电阻减少,下列分析正确的是
A．升高温度时,A端电势降低;升高到某一温度时,Y端电势升高,蜂鸣器会发出报警声B．升高温度时,A端电势升高;升高到某一温度时,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声C．增大R1时,A端电势降低;增大到某一值时,Y端势升高,蜂鸣器会发出报警声
D．增大R1时,A端电势升高;增大到某一值时,Y端势降低,蜂鸣器不会发出报警声
8．在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r=1Ω，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R2=2Ω，R3=5Ω，电表均为理想电表．则下列说法正确的是（）
A．当光照增强时，电源的效率增大
B．当光照增强时，电容器的电荷量减小
C．光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变
D．若光敏电阻R1阻值变化范围为2～9Ω，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率可能相同
9．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻R t随温度t变化的图线如图甲所示．如图乙所示电路中，热敏电阻R t与其他电阻构成的闭合电路中，水平放置的平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当R t所在处温度升
高时，则( )
A．电压表读数减小 B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率增大
10．在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1．R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则（）
A．电压表的示数变大 B．小灯泡消耗的功率变大
C．通过R2的电流变小 D．电源内阻的功率变小
R为光敏电阻（光照强度增加时，其阻值11．如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，G
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．0R两端的电压变大
C．B灯变亮，A灯变暗
D．电源的总功率变小
12．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样显示仪表（电压表）的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标．有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是传感器电导（即电阻的倒数）与一氧化碳浓度C的关系曲线如右图所示，则电压表示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系应该是（）
A．B．
C．D．
13．如图所示电路中，R为某种半导体气敏元件，其阻值随周围环境一氧化碳气体浓度的增大而减小．当一氧化碳气体浓度增大时，下列说法中正确的是
A．电压表V示数增大
B．电流表A示数减小
C．电路的总功率减小
D．变阻器R1的取值越大，电表示数变化越明显
14．机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯．下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是()
A．力传感器
B．温度传感器
C．光传感器
D．声音传感器
15．许多楼道的灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没反应。

它的控制电路是几种传感器的信号通过一个门电路后进入执行电路，这个门电路是（）
A．非门电路 B．或门电路 C．与门电路 D．以上答案都不是
16．如图所示，R4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R4所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是( )
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
17．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图所示，下列判断正确的是（）
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
18．已知压敏电阻的受力面所受压力越小，其阻值越大，如图甲，将压敏电阻R平放在竖直升降电梯的轿厢内，受力面朝上，在其受力面上放一质量为m物体，电梯静止时电压表U；某段时间内电压表示数随时间变化图线如图乙，则（）
示数为0
t t时间内压敏电阻受力面所受压力恒定
A．12
t t时间内电容器处于放电状态
B．12
t t时间内电梯做匀加速运动
C．12
D．2t之后电梯处于失重状态
19．下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，错误的是（）
A．图甲中，电流能使下方的小磁针发生偏转，说明了电流具有磁效应
B．图乙中，电子秤应用了压力传感器来称重
C．图丙中，变压器的铁芯由薄硅钢片叠压而成，是为了减小涡流，提高效率
D．图丁中，紫外线照射锌板发生了光电效应，如换用红外线，也一定能发生光电效应20．如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向左振动时（）
A．电容器的电容增大
B．电容器带电荷量减少
C．电容器两极板间的场强增大
D．电阻R中的电流方向自右向左
21．如图所示为包含某逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡。

光照射光敏电阻R'时，其阻值将变得远小于R，则下列说法正确的是（）
A．其中的逻辑电路是非门电路；当光敏电阻R'受到光照时，小灯泡L不发光
B．其中的逻辑电路是非门电路；当光敏电阻R'受到光照时，小灯泡L发光
C．其中的逻辑电路是与门电路；当光敏电阻R'受到光照时，小灯泡L不发光
D．其中的逻辑电路是或门电路；当光敏电阻R'受到光照时，小灯泡L发光
22．某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。

先使开关S 接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。

定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（）
A．电容器放出的总电荷量B．电阻R两端的最大电压
C．电容器的电容D．电源的内电阻
23．如图所示，是温度自动报警器的工作原理图图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4
是水银温度计(水银导电)．则下列说法正确的是
A．温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮
B．温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭
C．温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警
D．温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不响
24．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的可能是下列哪种类型的传感器?
A．压力传感器B．红外线传感器
C．温度传感器D．生物传感器
25．关于传感器，下列说法正确的是
A．霍尔元件能把光学量转化为电学量
B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C．话筒中的传感器将电信号转化成声音信号
D．传感器是把非电信号转换为电信号的主要元件
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
P向左滑动时，电阻变大，次级电流减小，根据P=IU可知，因变压器输出电压不变，故变压器的输出功率减小，变压器输入功率减小，选项AB错误；R T温度升高时，R T电阻减小，次级电阻减小，电流变大，变阻器两端电压变大，电灯两端电压变小，故灯L变暗，此时若适当向右滑动P，变阻器两端电压变小，电灯两端电压变大，与原来电压相同，故可保持灯L亮度不变，选项D正确，C错误；故选D.
2．A
解析：A 【解析】只调节电阻，当向下端移动时，回路中电流不变，电阻消耗的电功率不变，A 正确；只调节电阻，当向下端移动时，回路中电流不变，电容器板间电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带电微粒向上运动，B 错误；只调节电阻R ，当向右端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源电动势不变，所以电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱；由于电磁铁磁性的减弱，导致了磁敏电阻GMR 的阻值减小，则通过的电流增大，其电功率增大．电容器两端的电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带电微粒向上运动，故CD 错误．
【点睛】此题的逻辑性非常强，要读懂题意，把握有效信息：磁敏电阻（GMR ）的阻值随所处空间磁场的增强而增大，再进行动态分析．
3．C
解析：C
【解析】
【详解】
酒精气体传感器P 和定值电阻R 0串联在电路中，电压表测R 0两端的电压。

根据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，得：
'
1kC r = k 是比例系数，根据欧姆定律得
0'
0U E R R r r =++ 由数学变形得
0001R r R R r r kC U E
E
'++++== 整理得 000
111R r U ER k C ER +=⋅+ 根据数学知识得知C 正确。

故选C 。

4．B
解析：B
【解析】
电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A 错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C 错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D 错误；只有选项B 正确．
5．D
解析：D
【解析】试题分析：电吉他是将琴弦与线圈所围成的面积放入于磁场中，当琴弦振动时所围成面积的磁通量发生变化，导致线圈产生感应电流，最后通过扩音器放大经扬声器播出．
若失去磁性则无法产生电磁感应，因此吉他不能正常工作，故A 错误；电吉他不可以使用尼龙线做琴弦．若是尼龙线则不能构成回路，故B 错误；琴弦振动时，线圈中产生感应电流的大小和方向均是变化的，若是恒定，则声音全是一种调，更何况也不可是恒定电流的，故C 错误；电吉他是属于磁生电的应用，是根据电磁感应原理工作的．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号，故D 正确．
6．C
解析：C
【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，使用的是压力传感器，故C 正确．
故本题选C
7．B
解析：B
【解析】
【详解】
AB 、根据电路图知，当R T 的温度升高时，R T 减小，A 端电势升高，经非门后，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警，故B 正确，A 错误；
CD 、当增大R 1时，A 端电势升高，经非门后，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警声，故C 、D 错误；
故选B 。

【点睛】
根据电路图知，当R T 的温度升高时，R T 减小，A 端电势升高，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警，当增大R 1时，A 端电势升高，Y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警声。

8．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大，则电源的功率P EI =增大，故A 正确；当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大，2R 两端的电压增大，则电容器两端的电压增大，根据Q UC =可知，电容器的电荷量增大，故B 错误；根据闭合电路欧姆定
律得：3U E I r R =-+（），所以3U r R I
∆=+∆，不发生变化，故C 正确；将3R 看成电源的内阻，则等效电源的内阻为36r R +=Ω，22R =Ω，则光敏电阻14R =Ω时，外电路
总电阻与等效电源的内阻相等，电源的输出功率有最大值，则若光敏电阻1R阻值变化范围～ ，则光照强度变化前后，ab两段电路的功率可能相同，故D正确；
为29
【考点】
考查了电路动态变化分析
9．A
解析：A
【解析】
试题分析：当R t所在处温度升高时,由甲图可知R t减小，电路的总电阻减小，电流变大，路端电压减小，R1电压变大，则R3电压减小，电容器两端电压减小，则质点P将向下运动，选项C错误；R3电流减小，R3上消耗的功率减小，选项D错误；R3电流减小，则R2电流变大，则电流表读数变大，选项B错误；因为U R3=U R2+U Rt,则U Rt减小，即电压表读数减小，选项A正确；故选A.
考点：电路的动态分析.
10．D
解析：D
【解析】解：A、将将照射R3的光的强度减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中干路电流减小，故R1两端的电压减小，电压表的示数变小．故A错误；
BC、因干路电流减小，电源的内电压减小则，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大，则流过R2的电流增大，故C错误；
由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由P=I2R可知，小灯泡消耗的功率变小，故B错误；
D、干路电流减小，则电源内阻的功率变小，故D正确；
故选：D
【点评】闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压，而外电路较为复杂，要注意灵活应用电路的性质．
11．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
增加光照强度时，R G的阻值减小，电路的总电阻减小.根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的总电流增大，路端电压减小，A灯变暗，0R两端的电压变大，R G两端的电压变小，B 灯变暗，电源的总功率增大，选项B正确.ACD错；
故选B
12．A
解析：A
【解析】
设传感器的电阻为R 1，电源的电动势为E ，内阻为r ，由题意：氧化锡传感器电导（即电阻
的倒数）一CO 浓度曲线，得到11 kc R =，k 是比例系数．又根据欧姆定律得，电压表示数0000101R R U E E R R r R R R r kc
==++++++；由数学知识分析，当C 增大时，U 0增大，C 与U 0是非线性关系，图象是曲线，而且是增函数．故A 正确，BCD 错误．故选A ．
点睛：对于传感器，关键是理解其工作原理，本题首先要读懂题意，抓住电导与浓度的关系，列出表达式，其次利用欧姆定律研究电压表示数与浓度的关系．
13．B
解析：B
【解析】
试题分析：当一氧化碳气体浓度减小时，R 增大，总电阻增大，则总电流减小，内电压减小，路端电压增大，可知，通过R 1的电流增大，因此电压表V 示数增大，通过变阻器的电流增大，则电流表A 示数减小．故A 错误，B 正确．电路的总功率为 P=EI ，E 不变，I 减小，则P 减小，故C 错误．变阻器R 1的取值越大，R 1与R 并联的阻值越接近R ，R 对电路的影响越大，则知变阻器R 1的取值越大，电压表示数变化越明显．故D 错误．故选B ． 考点：电路的动态分析
14．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，该传感器可以作为机器人的眼睛，则说明它采用的应是通过感光原理而确定障碍物的，故应为光传感器，ABD 与分析不符，故选C 。

15．C
解析：C
【解析】
试题分析：根据题意，灯亮必须同时具备天黑，出现声音的条件，可得该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路，故设计的门电路为与门电路，故C 正确。

考点：简单的逻辑电路
【名师点睛】根据题意，灯亮这件事要想发生，必须同时满足，天黑，出现声音的条件，该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路。

16．A
解析：A
【解析】试题分析：当所在处出现火情时，的电阻减小，路端总电阻减小，所以路端
电压减小即报警器两端的电压U 减小，总电流增大，故通过
的电流增大，所以两端的
电压增大，故并联电路的电压减小，所以通过的电流减小，而总电流是增大的，所以通过支路的电流增大，故电流表的示数增大，A正确
考点：考查了电路动态分析
17．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，根据牛顿第二定律可知，小车做变加速运动，故AB错误；在t2～t3内，I不变，压力恒定，且电流比初始电流大，因此小车做匀加速直线运动，故C错误，故D正确；故选D．
考点：牛顿第二定律的应用.
18．D
解析：D
【解析】
【详解】
由图压敏电阻上的电压不变，由欧姆定律知，其阻值不变；当电压增大时，压敏电阻以外的其余部分分担的电压减小，由欧姆定律可知，电路中的电流值将减小，所以电路中的电阻值增大，其余的部分电阻值不变，所以压敏电阻的电阻值增大．
t t时间内压敏电阻上的电压增大，说明压敏电阻的电阻值增大，知压敏电阻的受A.在12
力面所受压力减小．故A错误；
t t时间内电压B.由电路图可知，电容器两端的电压与电压表两端的电压是相等的，在12
表两端的电压增大，所以电容器两端的电压增大，则电容器处于充电状态．故B错误；
C D.1t之后电压表两端的电压大于开始时电压表两端的电压，所以压敏电阻的受力面所受压力小于开始时受到的压力，所以电梯处于失重状态，电梯可能减速上升或者加速下降．故CD错误．
故选D．
19．D
解析：D
【解析】
【详解】
A．图甲中，电流能使下方的小磁针发生偏转，说明了电流具有磁效应，选项A正确，不符合题意；
B．图乙中，电子秤应用了压力传感器来称重，选项B正确，不符合题意；
C．图丙中，变压器的铁芯由薄硅钢片叠压而成，是为了减小涡流，提高效率，选项C正确；不符合题意；
D．图丁中，紫外线照射锌板发生了光电效应，因红外线的频率小于紫外线，如换用红外线，则不一定能发生光电效应，选项D错误，符合题意；
20．B
解析：B
【解析】
【详解】
A ．振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大，由T 4S C kd
επ=
可知电容器的电容减小，A 错误； BD ．由Q C U
=
可知，在U 不变的情况下，C 减小则Q 减小，电容器处于放电状态，R 中电流方向自左向右，B 正确，D 错误；
C ．依据U E d
=可知，电容器两极板间的场强减小，C 错误. 故选B. 21．B
解析：B
【解析】
【详解】
由电路结构判断可知其中的逻辑电路为非门电路；当光敏电阻R '受到光照时，光敏电阻R '两端电势差趋近于零，小灯泡L 上端为高电平，下端为低电平，故小灯泡L 将发光。

选项B 正确，ACD 错误。

故选B 。

22．D
解析：D
【解析】
【详解】
A .根据Q It =可知I t -图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即Q S =，故选项A 可求；
B .电阻R 两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压max 0U I R =，故选项B 可求；
C .根据Q C U
=可知电容器的电容为max 0Q S C U I R ==，故选项C 可求； D .电源的内电阻在右面的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即max 0E U I R ==，但内电阻没法求出，故选项D 不可求。

23．D
解析：D
【解析】
AC、温度低于警戒温度时，水银柱下降，控制电路处于开路状态，电磁铁没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，通路状态指示灯亮，电路不报警．故A错误，C错误；
BD、温度高于警戒温度时，水银柱上升，控制电路处于接通状态，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过常闭触点与工作电路接通，电路报警，此时通路状态指示灯的电路中没有电流，灯不亮．故B错误，D正确．
24．A
解析：A
【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；故A正确，B、C、D错误。

故选A。

25．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A.霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，故A错误；
B.干簧管是一种能够感知磁场的传感器，故B错误；
C.话筒中的传感器将声音号转化成电信信号，故C错误；
D.传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，故D正确．。