高考物理电磁学知识点之传感器经典测试题及答案解析(4)

高考物理电磁学知识点之传感器经典测试题及答案解析(4)
一、选择题
1．下列说法正确的是（）
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．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断
C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电流这个电学量
D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，温度升高，它的电阻值变大
2．如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接．则( )
A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下
B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下
C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端
D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、C端
3．电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使温度总与设定的相差不多。

在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同。

进行这样的控制，靠的是A．力传感器 B．光传感器 C．位移传感器 D．温度传感器
4．如图所示为一种常见的身高体重测量仪，测量仪顶部向下发射超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪可记录发射和接收的时间间隔．测量仪底部有一压力传感
=（k为比例系数）．某同学器，其输出电压作用在它上的压力F成正比，表达式为U kF
已知了自己的身高h、质量m和重力加速度g，他想利用该装置测量超声波速度v和比例系数k，他多次研究发现，当他站上测重台时测量仪记录的时间间隔比他没站上时减少了t∆；当他没站上测重台时，测量仪已有输出电压为0U（0U≠0），当他站上测重台时测量仪输出电压为U，那么超声波v与比例系数k为
A ．02U U h v k t mg -==∆，
B ．022U U h v k t mg -==∆，
C ．02U U h v k t mg -==∆，
D ．()022U U h v k t mg
-==∆， 5．电炖锅是用电阻通电后发热来加工食品的，内有两个“聪明”开关，一个是利用“热敏”材料制成的“热控开关”，当食品加热达到设定温度时，“热控开关”断开使电阻的发热功率减小；另一个是“定时开关”，当加热到一定时间时，“定时开关”断开，使电阻停止发热，这种“聪明电路”是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
6．压敏电阻能够把压力这个力学量转换为电阻这个电学量，压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，R 为定值电阻，电流表示数随时间变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（ ）
A ．0~1t 时间内，升降机可能匀速运动
B ．0~1t 时间内，升降机一定匀速上升
C ．1t ~2t 时间内，升降机可能匀速上升
D ．1t ~2t 时间内，升降机一定匀加速上升
7．诺贝尔物理学奖授予了法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔，以表彰他们发现“巨磁电阻（GMR ）效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的磁电技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用．下图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验
发现，当闭合S1、S2后使滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，指示灯明显变亮，下列说法中正确的是（）
A．滑片P向左滑动的过程中，电磁铁的磁性减弱
B．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大
C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
D．巨磁电阻不可用来制作磁电传感器
8．为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在，如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中R B是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器R B所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将（）
A．I变大，U变小B．I变小，U变小
C．I变大，U变大D．I变小，U变大
9．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电导（即电阻的倒数）——浓度曲线如图所示，请判断，电压表示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系正确的是（）
A． B．
C． D．
10．某兴趣小组对火灾报警装置的部分电路进行探究，其电路图如图所示，其中是半导体热敏电阻，它的电阻随温度的变化关系如图所示.当所在处出现火情时，通过电流表的电流I和a、b间的电压U与出现火情前相比（）
A．I变大，U变小
B．I变小，U变小
C．I变小，U变大
D．I变大，U变大
11．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
12．图甲为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值（1.6V）时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平（0.25V），而当输入端A的电压下降到另一个值的时候
（0.8V），Y会从低电平跳到高电平（3.4V）．图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻．关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中正确的是( )
A．斯密特触发器是具有特殊功能的与门电路
B．斯密特触发器的作用是将模拟信号转换为数字信号
C．调节R1和R2的阻值都不影响光线对二极管发光的控制
D．要使二极管在天更暗时才会点亮，应该调小R1
13．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
14．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电学量转换为热学量的传感器
B．电饭锅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．传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量或者电路的通断
15．某种酒精测试仪是利用二氧化锡半导体型酒精气体传感器．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（）
A．U越小，表示c越大，c与U成反比
B．U越小，表示c越大，c与U不成反比
C．U越小，表示c越小，c与U成正比
D．U越大，表示c越大，c与U不成正比
16．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
17．随着科学的发展与生活水平的提高，传感器已经进入日常生活。

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，为光敏电阻（随光照强度的增强，阻值减小）、为定值电阻，接监控装置。

则下列说法正确的是
①当有人通过遮蔽光线时，之间的电压升高
②当有人通过遮蔽光线时，之间的电压降低
③当仅増大的阻值时，之间的电压升高
①当仅减小的阻值时，之间的电压升高
A．①③B．①④C．②③D．②④
18．为了保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控制．为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统．如图是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠近一个铁质齿轮A.齿轮与转动的车轮是同步的，则以下说法正确的是()
A．车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流
B．车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化，产生感应电流
C．车轮转速减慢时，输出电流的周期变小．电流强度也变小
D．车轮转速减慢时，输出电流的周期变大，电流强度也变大
19．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化情况如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（）
0t时间内，升降机一定匀速运动
A．1
0t时间内，升降机可能减速上升
B．1
t t时间内，升降机可能匀速上升
C．12
t t时间内，升降机可能匀加速上升
D．12
20．如图所示是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()
A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高
B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低
C．当仅增大R2的阻值时，可减小A、B之间的电压
D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
21．如图所示，把一光敏电阻接在多用电表两表笔之间，将多用电表的选择开关置于欧姆挡.用光照射光敏电阻时，表针的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ’，则可判断（）
A．θ’=θ
B．θ’<θ
C．θ’>θ
D．不能确定θ’、θ的大小关系
22．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
23．有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，其中有两个传感器，下列说法正确的是（）
A．两个传感器都是光电传感器
B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器
C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器
D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作
24．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
25．如图所示是一个基本逻辑电路。

声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路。

该电路的功能是在白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一定的声音，小灯泡就亮。

这种电路现广泛使用于公共楼梯间，该电路虚线框N中使用的是门电路．则下面说法正确的是（）
A．R2为光敏电阻，N 为或门电路
B．R2为光敏电阻，N为与门电路
C．R2为热敏电阻，N为或门电路
D．R2为热敏电阻，N为非门电路
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．B
解析：B
【解析】
试题分析：话筒是将声信号转化为电信号的声传感器，A 错误，电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，B 正确；霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，C 错误；半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越小，D 错误
故选B
考点：常见传感器的工作原理．
点评：了解各种传感器的特点、工作原理，在仪器设备中的应用是解决本题的关键． 2．B
解析：B
【解析】
温度升高，热敏电阻的阻值R 会减小，电流增大，磁场增强，所以会被吸引下来；工作时P 是不被吸引下来的，所以，应接在AB 上．
3．D
解析：D
【解析】试题分析：传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量．而温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量．
电熨斗在温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为电熨斗使用温度传感器，D 正确．
4．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
设身高体重测量仪高度为L ，没有站人时压力传感器的压力为F 0，设当测重台上没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t 0，根据超声波的速度和位移关系可得02vt L =；根据传感器输出电压与作用在其上的压力成正比可得00U kF =；当测重台上站人时，测量仪记录的时间间隔为t ，同理可得02()()vt L h U k F mg =-=+，，联立解得
02U U h v k t mg
-==∆，，C 正确；故选C. 点睛：本题为传感器类问题的应用，解题的关键在于明确题意，由题找出对应的信息再结合所学物理规律即可求解，注意在求身高要注意取单程时间，求质量要明确压力等于重力．
5．C
解析：C
【解析】
试题分析：电路C中，当当食品加热达到设定温度时，“热控开关”断开，电路的电阻变
大，根据
2
U
P
R
,电阻的发热功率减小；当加热到一定时间时，“定时开关”断开，切断这
个电路，使电阻停止发热，所以C是这种“聪明电路”．
考点：直流电路的分析．
6．A
解析：A
【解析】
【详解】
AB．0~t1时间内，电流不变，则电阻R不变，说明重物对压敏电阻的压力不变，则加速度不变，所以升降机可能匀速运动，可能匀变速运动，故A正确，B错误；
CD．t1~t2时间内，电流随时间增大，则电阻减小，所以压力增大，根据牛顿第二定律可知加速度变化，所以升降机不可能匀速上升，不可能匀加速上升，故CD错误。

故选A。

7．C
解析：C
【解析】
【分析】
由滑动变阻器滑片的移动得知电路中电流的变化情况，通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时，其磁性强弱的变化；根据灯泡的亮度变化，能够确定电路中电流的变化，进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强度的关系．
【详解】
A．当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强．A错误．
BC．通电螺线管的磁性增强时，右边电路中的指示灯明显变亮，则说明右边电路的电流变大了，巨磁电阻的电阻变小了，即巨磁电阻的阻值随磁场的增强而变小．故B错误，C正确．
D．由C分析可知巨磁电阻可用来制作磁电传感器，D错误；
故选C．
【点睛】
在控制电路中，滑片的移动是分析的入手点；在工作电路中，灯泡的亮度是确定电路中电流变化的一个隐含条件．
8．A
解析：A
【解析】
试题分析：当传感器R B所在处出现断针时，R B的电阻变小，故外电路的总电阻也变小，所以路端电压减小，即ab两端的电压U将变小，CD错误；由欧姆定律可得，电路的总电流变大，故电阻R1的两端电压变大，所以R3与R B的并联的电压减小，所以通过电阻R3的电流变小，则通过R B的电流变大，即电流表的示数I变大，A正确，B错误．
考点：动态电路．
9．B
解析：B
【解析】
设传感器的电阻为R1，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，k是比例系数．又根据欧姆定律得，电压表示
数；由数学知识分析，当C增大时，U0增大，C与U0是非线性关系，图象是曲线，而且是增函数．故B正确，ACD错误．故选B．
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．
10．A
解析：A
【解析】
【详解】
由图乙知，温度越高，R2的阻值越小；当出现火情时，R2减小，R总减小，I总=增大，路端电压减小，即a、b间的电压减小；R1两端电压 U1=I总R1,增大，并联电路
的电压U2=U-U1,减小，I3=减小，故I=I总-I3增大，即电流表的示数增大，选项A正确. 11．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R1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R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声。

12．B
解析：B
【解析】
天暗时，光敏电阻阻值大，A端为高电势经过非门，输出端Y为低电势LED导通，路灯亮，因此其作用可以将模拟信号转换为数字信号，故A错误，B正确；
当R1调大时，天更暗时，光敏电阻变大，才导致分压变大，则A端的电势高，输出端Y为低电势，LED灯亮，故CD错误；故选B．
13．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．
14．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
金属热电阻作为温度传感器是利用导体的电阻随温度变化来工作的，可以将热学量转换为电学量，故A错误；
电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制，故B错误；
干簧管是一种能够感知磁场的传感器，故C错误;
传感器作为一种将其他形式的信号转换为电信号的装置，能将非电学量按一定规律转换成电学量或者电路的通断，故D正确.
故选D
15．D
解析：D
【解析】
【详解】
设酒精气体传感器的电阻为R′，则1
kc
R
=
'
，k是比例系数．根据欧姆定律得，电压表示数
00001R E R E U R R r R R R r kc
=
=+++'+++，可见，c 越大，则U 越大，但与U 与c 不是成正
比．故选D ． 16．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。

17．C
解析：C
【解析】
【详解】
AB. R 1为光敏电阻，有光照射时，电阻减小，当有人通过而遮蔽光线时，R 1的阻值变大，回路中的电流减小，
之间的电压降低，故①项错误，②项正确；则A ，B 均
错误.
CD.由闭合电路欧姆定律得
，当仅增大R 2的阻值时，电路中的电流减小，之间的电压升高，故③项正确；当仅减小R 2的阻值时，电路中的电流增大，
之间的电压降低，故④项错误，则C 项正确，D 错误. 18．B
解析：B
【解析】
AB 、此传感器是利用线圈中磁通量的变化产生感应电流的原理来实现检测的，当车轮转动时，带动齿轮转动，相当于将铁块插入和拔出线圈，从而使线圈中磁通量发生变化而产生感应电流，故A 错误，B 正确；
CD 、当车轮转速减慢时，线圈中磁通量的变化减慢，产生的感应电流的周期变大，由
E n
t
φ∆=∆可知，电流强度变小，故C 、D 错误； 故选B ． 【点睛】车轮在转动时，被磁化的齿轮产生的磁场使线圈中的磁通量发生变化，产生感应电流．根据法拉第电磁感应定律判断输出电流周期和大小的变化．
19．B
解析：B
【解析】
0～t 1时间内，电流不变，则电阻R 不变，说明重物对压敏电阻的压力不变，则加速度不变，所以升降机可能匀速运动，可能减速上升，故A 错误，B 正确；t 1～t 2时间内，电流随
时间增大，则电阻减小，所以压力增大，故加速度方向向上，且加速度不断变大，所以升降机不可能匀速上升，也不可能匀加速上升，故CD错误．故选B．
点睛：本题是信息题，首先要抓住题中信息：压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，其他部分是常规问题．
20．B
解析：B
【解析】
【详解】
由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联；
AB、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；根据
U
I
R
=可
知，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A错误，B正确；
C、当仅增大R2的阻值时，电路中的总电阻变大，根据
U
I
R
=可知，电路中的电流变小，
根据U IR
=可知，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变小，根据串联电路的电压特点可知，A、B间电压增大，故C错误；
D、当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，根据
U
I
R
=可知，电路中的电流变大，
根据U IR
=可知，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变大，根据串联电路的电压特点可知，A、B间电压减小，故D错误；
故选B．
【点睛】
由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联；根据题意得出有人通过时R1阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和A、B间电压的变化；当仅改变R2的阻值时，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，内阻和R1两端的电压电压变化，根据串联电路的电压特点可知A、B间电压的变化．
21．B
解析：B
【解析】
【详解】
光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,用手掌挡住部分光线，阻值变大，指针自左向右偏转角度变小，B正确.ACD错误
故选B
22．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。