高考物理最新电磁学知识点之传感器单元汇编及答案

高考物理最新电磁学知识点之传感器单元汇编及答案
一、选择题
1．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上并接入电路，其上放置物块；合上电键后，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I不变，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内
A．升降机可能匀速上升B．升降机一定在匀减速上升
C．升降机一定处于失重状态D．升降机一定在匀加速上升
2．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．
3．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4．自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器都使用了( )
A．温度传感器 B．生物传感器 C．红外线传感器 D．压力传感器
5．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
6．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．
7．火警报警系统原理如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1:n2
=10:1，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，在变压器右侧部分，R2为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，R1为一定值电阻．下列说法中正确的是
A．此交变电源的每秒钟电流变化50次
B．电压表示数为22 V
C．当传感器R2所在处出现火警时，电流表的示数减小
D．当传感器R2所在处出现火警时，电压表的示数减小
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．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
10．下列说法不正确的是（）
A．话筒是一种常见的红外线传感器
B．电慰斗内一般装有双金属片温度传感器
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．热敏电阻能够把温度大转换为电阻大小
11．某温控电路的原理如图所示，是半导体热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在的环境中工作，当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备，下列说法中正确的是（）
A．环境温度降低，的阻值减小
B．环境温度升高，变大
C．滑片P向下移动时，变大
D．调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度
12．如图电路中，电源电动势为E，内阻为r，R G为光敏电阻，R为定值电阻。

闭合开关后，小灯泡L正常发光，当光照增强时，
A．小灯泡变暗
B．小灯泡变亮
C．通过光敏电阻的电流变小
D．通过光敏电阻的电流不变
13．通常当人走向银行门口时，门就会自动打开，是因为门上安装了下列那种传感器( )
A．温度传感器B．压力传感器
C．红外线传感器D．声音传感器
14．2018年春节期间，按照公安部统一部署，全国各大中城市进行了大规模集中整治酒驾行动。

据统计酒驾违法者比往年同期下降了40％。

执法交警所使用的酒精测试仪主要元件是一种氧化物半导体传感器。

这种具有N型导电性的氧化物的电阻会随其周围气体浓度的变化而变化。

这种传感器的电阻与酒精气体的浓度c成反比，在如图所示的简化原理图中，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越大，表示c越小，但c与U不成反比
B．U越大，表示c越小，与U成反比
C．U越大，表示c越大，但c与U不成正比
D．U越大，表示c越大，c与U成正比
15．在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。

如图所示，R1为电阻箱，R2为半导体热敏电阻，C为电容器。

已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则有（）
A．若R1固定，当环境温度降低时电压表的示数减小
B．若R1固定，当环境温度降低时R1消耗的功率增大
C．若环境温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，电容器C的电荷量减少
D．若R1固定，环境温度不变，当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小
16．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
17．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
18．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
19．有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体．在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是() A．化学能转化为电能
B．内能转化为电能
C．光能转化为光能
D．机械能转化为电能
20．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
A．12
t t时间内压敏电阻受力面所受压力恒定
B．12
t t时间内电容器处于放电状态
C．12
t t时间内电梯做匀加速运动
D．2t之后电梯处于失重状态
21．有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图中的虚线部分所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力变化的变阻器）、显示体重的仪表G（实际上是电流表），不计踏板的质量，己知电流表的量程为0〜2A，内阻为Rg＝1Ω，电源电动势为E＝12V，内阻为r＝1Ω，电阻R随压力F变化的函数式为300.01
R F
-
＝（F和R的单位分别为N和Ω），下列说法中正确的是（）
A．该秤能测量的最大体重是3000N
B．该秤的零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘的0.375A处C．该秤显示重量的刻度是均匀标注的
D．该秤显示的重量F与通过电路中的电流I满足
1200 3200
F
I ＝＋
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．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波速为v 的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔．质量为M 0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比．当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t 0，输出电压为U 0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t ，输出电压为U ．该同学的身高和质量分别为
A ．v(t 0-t)，00M U
U B ．12v(t 0-t)，00
M U U C ．v(t 0-t)，000()M U U U - D ．12
v(t 0-t)，000()M U U U - 24．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
25．某学习小组的同学在用“多用电表研究热敏电阻特性”的实验中，安装好如图所示的装置.向杯内加入冷水，此时温度计的示数为20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值.然后向杯内加入热水，当温度计的示数为60℃时，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是（）
A．多用电表应选用电流挡，温度升高时换用大量程测量
B．多用电表应选用电流挡，温度升高时换用小量程测量
C．多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡测量
D．多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡测量
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一、选择题
1．C
解析：C
【解析】
【分析】
通过压敏电阻将压力信号转换成电信号，从而根据电路中电表的示数来确定升降机的运动状态；
【详解】
A、在升降机运动过程中发现I大于升降机静止时电流表的示数0I，则说明不可能匀速运动，故A错误；
B、在升降机运动过程中发现电流表不变，则说明是匀变速运动，且I大于升降机静止时电流表的示数0I，则可知外电压变大，内电压变小，说明电流变小，所以是电阻变大，由压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，则压力变小，因此加速度方向向下，可能向下匀加速，也可能向上匀减速，故BD错误C正确。

【点睛】
电流表的示数I不变，说明压力不变，而I大于升降机静止时电流表的示数I0，则说明压力不等于重力，结合压敏电阻的性质来分析。

2．A
解析：A
【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1
1
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．
3．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．
4．C
解析：C
【解析】
自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器均能均能接收人或物体发出的红外线，所以使用的是红外线传感器，C 正确．
5．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．
6．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．
7．D
解析：D
【解析】
由原线圈两端输入电压U 随时间变化的图象可知，U 1=220V ，T =0.02s ．
A 、变压器的电压与匝数成正比，由此可得副线圈的电压为22V ，电压表V 1测的是R 2两端
电压，故A错误；
B、T=0.02s，每个周期电流方向改变两次，故每秒钟电流方向改变100次，故B错误；
C、当出现火警时，温度升高，电阻R2减小，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，所以原线圈的电流也就要增大，故C错误；
D、当出现火警时，温度升高，电阻R2减小，副线圈的电流变大，所以R1的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以R2的电压就要减小，故D正确；
故选D．
【点睛】输出电压是由输入电压和匝数比决定的，电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可，本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解．
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．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
10．A
解析：A
【解析】
动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从而让扬声器的膜片振动，产生声音，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；电子秤所使用的测力装置是力转换成电信号来显示大小，属于力传感器，C正确；金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件，D正确．
11．D
解析：D
【解析】
A、R M是半导体热敏电阻,环境温度降低时,R M的阻值增大,故A错误.
B、环境温度升高时,R M的阻值减小,根据串联电路中电压与电阻成正比,可以知道Uab变小,故B错误.
C 、滑片P 向下移动时,R 增大,总电流减小,则Uab 变小,故C 错误.
D 、调节滑片P 时,可改变Uab,从而改变升温和降温设备启动时的临界温度,所以D 选项是正确的.
综上所述本题答案是：D
12．A
解析：A
【解析】当光照增强时，电阻R G 的阻值减小，电路的总电阻减小，电流变大，则电阻和电源内阻上的电压变大；故灯泡和R G 上的电压减小，灯泡变暗，通过R G 上的电流变大，故选项A 正确，BCD 错误；故选A.
点睛：当照射光强度增大时，电阻减小，外电路总电阻减小，分析干路电流和路端电压的变化，得到灯泡和光敏电阻两端的电压的变化，分析灯泡亮度的变化．
13．C
解析：C 【解析】
人体有温度，会有红外线辐射，所以用红外线传感器，能够感应出人来了．所以选C
14．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
由闭合电路欧姆定律可知，电路电流
E
I r R R R =
+++传感器
电压表示数
00
ER U IR r R R R ==
+++传感器
传感器的电阻R 传感器与酒精气体的浓度c 成反比，酒精浓度c 越大，R 传感器越小，电压表示数U 越大，所以U 越大，R 传感器越小，c 越大，但是c 与U 不是正比关系，故ABD 错误，C 正确。

故选C 。

15．D
解析：D 【解析】
试题分析：当环境温度降低时R 2↑，R 总↑，根据闭合电路欧姆定律知I 总↓，路端电压U=（E ﹣Ir ）↑，电压表的读数↑，故A 错误；R 1消耗的功率P=I 2R 1↓，故B 错误；若环境温度不变，当电阻箱R 1的阻值增大时，R 总↑，根据闭合电路欧姆定律知I 总↓，电容器的电压U C =E ﹣I 总（r+R 1），U C ↑，电容器C 的带电量Q=U C C ↑，故C 错误；若R 1固定，环境温
度不变，电容器C 两板间的电压不变，当电容器C 两极板间的距离增大时，E=U
d
↓，故D 正确。

考点：闭合电路的欧姆定律、含有电容器电路的动态分析
点评：电路的动态分析问题，首先根据局部电路的变化分析外电路总电阻的变化，判断总电流和路端电压的变化，再分析局部电流、电压和功率的变化，是常用的分析思路。

16．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，R 1电压变大，则R 3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；R 3电流减小，R 3上消耗的功率减小，选项D 错误；R 3电流减小，则R 2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.
17．D
解析：D 【解析】 【详解】
设酒精气体传感器的电阻为R ′，则 1kc R ='
，k 是比例系数．根据欧姆定律得，电压表示数
0000
1R 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 ．
18．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
19．D
解析：D
【解析】转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能．故选D 【点睛】能量转化要明确转化前是什么能，消耗了什么能，转化后是什么能，得到什么能．
20．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． A.在1
2t 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
力面所受压力减小．故A 错误；
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1
2t t 时间内电压
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 ．
21．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
A. 由电阻R 随压力F 变化的关系式R =30−0.01F 可知，压力越大，电阻越小，电路中电流越大；故量程越大，能测量最大体重越大；当电流表示数量程为2A 时，电阻R =
12
22
-=4Ω；则F =（30−4）/0.01=2600kg ；故该秤测量的最大体重是2600kg ，故A 错误； B. 当压力为零时，压力传感器的电阻R =30Ω，电路中电流：I =
12
0.3753011
g E A R R r ==++++，故B 正确；
C D. 由E =I (R +r +rA )和R =30−0.01F ，而F =mg 可得m =320−120
I
，可知该秤显示重量的刻度不是均匀标注的，故C 错误，D 错误； 故选B 【点睛】
本题实质上为闭合电路欧姆定律的动态分析问题的应用，要注意明确题意，找出压力与电阻的关系，再利用闭合电路欧姆定律进行分析即可．
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
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 。

23．D
解析：D 【解析】
试题分析：当测重台没有站人时，2x=vt 0；站人时，2（x –h ）=vt ；解得h=1
2
v （t 0–t ）；无人站立时：U 0=KM 0g ；有人时，U=k （M 0g+mg ），解得：0
00
()M m U U U =-；故选D ． 【学科网考点定位】物体的平衡；传感器及速度的计算问题
【名师点睛】此题以身高体重测量仪为背景，考查了物体的平衡、传感器及速度的计算问题．解本题的关键是搞清测量的原理，然后联系物理知识列方程解答；此题难度不大，但是题目新颖，有创新，能较好地考查学生分析问题、处理问题的能力．
24．D
解析：D 【解析】 【详解】
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．
25．D
解析：D 【解析】 【详解】
测电阻应选用欧姆挡.当温度升高时，热敏电阻的阻值受温度变化的影响，多用电表的指针偏转角度增大，说明电阻的阻值变小，所以应换用倍率小的挡测量，选项D 正确. 故选D 【点睛】
欧姆表表盘上的刻度是左大右小，而欧姆表的偏转是从左向右的，所以偏角变大，说明电阻变小了，此时应该换倍率较小的档位。