高考物理新电磁学知识点之传感器基础测试题附答案(3)

高考物理新电磁学知识点之传感器基础测试题附答案(3)
一、选择题
1．2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家．某探究小组查到某磁敏电阻在室温下的电阻随磁感应强度变化的曲线如图甲所示，其中R、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为检验其磁敏特性设计了图乙所示电路．关于这个实验，下列说法中正确的是
A．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，伏特表的示数增大
B．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，安培表的示数增大
C．闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，伏特表的示数减小
D．闭合开关S，图乙中只将磁场方向改为与原来方向相反时，安培表的示数减小
2．如图所示是某居民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（光照增强电阻变小），R2为定值电阻，A、B接监控装置．则（）
①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高
②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低
③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
A．①③B．①④C．②③D．②④
3．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
4．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．
5．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
6．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
7．某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R是可变电阻．下列说法中正确的是
A．环境温度升高时，A点电势升高
B．可变电阻R阻值调大时，A点电势降低
C．可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高
D．若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作
8．半导体指纹传感器是在一块半导体基板上阵列了10万个金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面，手指贴在其上与其构成了电容器的另一极．由于手指指纹深浅不同，嵴和峪与半导体电容感应颗粒形成的电容值大小不同，其工作过程是通过对电容感应颗粒预先充电到某一参考电压，然后对每个电容的放电电流进行测量，设备将采集到不同的数值汇总，也就完成了指纹的采集，则（）A．指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小
B．指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容小
C．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指靠近时，各金属电极电量减小D．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态
9．某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R是可变电阻．控制开关电路具有下列特性：当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转．下列说法中正确的是（）
A．环境温度升高时，A点电势升高
B．可变电阻R 阻值调大时，A点电势降低
C．可变电阻R 阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高
D．若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作
10．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器，其输出电压作用在它上的压力F 成正比，表达式为U kF =（k 为比例系数）．某同学已知了自己的身高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
-==∆， 11．传感器担负着信息采集的任务，通常是把被测的非电信息，按照一定的规律转化成与之对应的电信息的器件或装置。

下列不属于传感器任务的是：
A ．将力学量(如形变量)转变成电学量
B ．将热学量转变成电学量
C ．将光学量转变成电学量
D ．将电学量转变成力学量
12．如图所示，R 1、R 2为定值电阻，L 为小灯泡，R 3为光敏电阻，当照射光强度增大时（ ）
A ．电压表的示数减小
B ．R 2中电流减小
C ．小灯泡的功率减小
D ．电路的路端电压增大
13．指纹识别器在下列哪些方面可以得到广泛应用( )
A ．乘坐客车购票时
B．过公路收费处时
C．放学出校门口时
D．开银行保险柜时
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．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
16．电源、开关S和S′、定值电阻R1、光敏电阻R2和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S、S′闭合，并且无光照射光敏电阻R2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点．当用强光照射光敏电阻R2时，光敏电阻的阻值变小，则
A．液滴向下运动
B．液滴仍然静止
C．R2两端的电势差是否升高无法分析
D．当光照强度不变时断开S′，把电容器的上极板向上移一小段距离，则上极板的电势比A点的电势高
17．某兴趣小组利用压敏电阻(压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小)设计了判断电
梯运动状态的装置, 示意图如图甲所示.将压敏电阻平放在电梯内,受压面朝上,在上面放一物体A,电梯静止时电压表示数为U0,电梯在某次运动过程中,电压表的示数变化情况如图乙所示,下列判断中正确的是( )
A．O-t1内电梯可能匀加速上升
B．t1-t2内电梯可能匀速上升
C．t1-t2内电梯可能在减速上升
D．t2-t3内电梯可能匀减速下降
18．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
19．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
20．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。

某实验小组在升降机水平地板上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置。

其工作原理如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。

0-t时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t变化的情况如图乙所示。

则下列判断正确的是
A．t1~t2时间内绝缘重物处于超重状态
B．t2~t3时间内绝缘重物处于失重状态
C．升降机开始时可能停在10楼，从t1时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在1
楼
D．升降机开始时可能停在1楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼
21．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
22．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
23．下列关于几种传感器的说法不正确的是（）
A．电子秤所使用的测力装置是力传感器
B．电饭锅常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起C．电熨斗需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝上移并推动弹性铜片上移D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
24．环境监测中通常需要监测烟尘浓度。

如图所示为光电式烟尘浓度计的工作原理图。

光源1发出的光线经聚光透镜2后，再经半透半反镜3分成两束强度相等的光线。

其中一路光线经反射镜4后穿过被测烟尘，有部分光线被烟尘吸收或散射（光在介质中与物质微粒相互作用，使光的传播方向发生改变的现象）后，经过光电转换电路6转换成电压信号U1.另一路光线直接到达光电转换电路7（6、7完全相同）后，产生作为被测烟尘浓度的参比
电压信号U2.运算电路通过U1和U2的比值计算出被测烟尘的浓度。

根据上述信息应用所学知识可以判断（）
A．没有烟尘时，U1和U2的比值应该为零
B．散射过程中动量守恒定律不成立
C．如果用全反射棱镜作为反射镜4，其折射率至少为2
D．烟尘浓度越高时，U1和U2的差值越大
25．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
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一、选择题
1．A
解析：A
【解析】
【详解】
由图可以看出，磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，电阻变大；
AB．闭合开关S，图乙中只增加磁感应强度的大小时，磁敏电阻的阻值变大，则干路总电
R电压减小，根据闭合电路欧姆定律流减小即安培表示数减小，由内电压和滑动变阻器
p
可知伏特表的示数增大，故A 正确，B 错误；
CD ．磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，所以闭合开关S ，图乙中只改变磁场方向原来方向相反时，伏特表的示数不变，故CD 错误．
【点睛】
本题要求同学们能读懂各个图象的物理意义，变化规律，知道磁敏电阻的阻值与磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关，随着磁感应强度变大，电阻变大．
2．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：由电路图可知，两电阻串联，监控装置与2R 并联．当有人通过通道而遮蔽光线时，1R 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，2R 阻值不变时，其两端的电压变小，即A 、B 间电压降低，故②正确①错误；当仅增大2R 连入电路中的阻值时，电路中的电阻变大；根据U I R =
可知，电路中的电流变小，根据U IR =可知，1R 阻值不变时，其两端的电压变小；根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，2R 两端的电压变大，即A 、B 间电压升高，故③正确④错误，故C 正确；
考点：考查了电路动态变化
【名师点睛】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是会分析当有人通过通道而遮蔽光线时和当仅增大1R 连入电路中的阻值时电路的动态分析，要注意光敏电阻的特点．
3．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R 1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 ．
4．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．
5．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．
6．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．
7．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
环境温度升高时，R 0阻值减小，电路中总电阻减小，总电流增大，R 上的电压变大，所以A 点电势升高；可变电阻R 阻值调大时，电路的电流减小，则R 0与M 并联支路电压减小，R 上电压增大，所以A 点电势升高；排风扇开始工作的临界温度降低；若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，因为金属热电阻随温度升高电阻增大，电路中的电流减小，R 上的电压变小，所以A 点电势降低，电路不能正常工作．选项A 正确．
8．B
解析：B
【解析】
影响电容器电容的因素有，板间距离、正对面积、介电常数，根据可知，指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，即板间距离小，则电容大，故A 错误 指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，即板间距离大，则电容小，故B 正确 对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指靠近时，即增大介电常数，则电容增大，根据，电压不变，所以各金属电极电量增大，故C 错误
对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指远离时，即介电常数减小，则电容减小，根据
，电压不变，所以各金属电极电量减小，各金属电极均处于放电状态，故D 错误
故选B
9．A
解析：A
【解析】
试题分析：由热敏电阻的温度变化，导致电阻变化，根据电路的电流变化，来确定A 点的电势如何变化，则来控制开关，使其开始运转．
解：A 、当环境温度升高时，半导体热敏电阻R 0，其阻值随温度升高而减小．则电路中的电流增大，所以A 点的电势升高，故A 正确，
B 、可变电阻R 阻值调大时，导致电路的电流减小，则A 点电势升高，故B 错误；
C 、可变电阻R 阻值调大时，导致电路的电流减小，则A 点电势升高，由于当A 点电势φA ＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA ≥φ0时，控制开关接通电路，M 开始运转．故排风扇会提前工作，即临界温度降低，故C 错误；
D 、若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，当温度升高时，其阻值增大，导致A 点电势降低，则开关会处于断开状态，所以起不到散热排风的作用，故D 错误；
故选：A ．
【点评】本题考查闭合电路欧姆定律的就用，解决本题的关键掌握因热敏电阻的阻值变化，从而导致电路中电流、电压变化．
10．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．
11．D
解析：D
【解析】传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，D 正确；
12．B
解析：B
【解析】
试题分析:当R 3的光照增强，光敏电阻的阻值减小，故回路中的总阻值减小，总电流增加，由，可知电压表的示数增大，A 错；R 2两端的电压，知R 2
两端的电压减小，故通过R2的电流减小，B对；由知I L增大，故小灯泡的功率增大，C错；电路的路端电压，总电流增加，知路端电压减小，D错。

考点:电路的动态分析。

【名师点睛】电路动态分析的一般步骤
（1）明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化．
（2）由局部R的变化―→确定R总的变化
（3）由I总＝―→确定I总的变化
（4）由U内＝I总r―→确定U内的变化
（5）由U外＝E－U内―→确定U外的变化
（6）由U＝IR―→确定干路上定值电阻两端的电压变化―→再确定各支路电压、电流的变化．
13．D
解析：D
【解析】
指纹识别器是利用了电容传感器原理，是一种利用指纹采集头及其配套软件结合起来的为加强个人电脑加密程度的高科技安全产品，多用在安全保密的场所；乘坐客车购票时，过公路收费处时，放学出校门口时，无需保密，不需要指纹识别；在开银行保险柜时，安全保密的需要，故广泛使用指纹识别，故D正确、ABC错误；
故选D．
【点睛】指纹识别器是一种利用指纹采集头及其配套软件结合起来的为加强个人电脑加密程度的高科技安全产品；使用其配套的应用软件，可以实施开机保密、屏幕保护保密及文件、目录保密，在需要解密的场合，只要将使用者的手指放在指纹窗上即可．
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．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．
16．D
解析：D
【解析】
试题分析：当用强光照射光敏电阻2R 时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，1R 两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，液滴向上运动；故AB 错误；当用强光照射光敏电阻2R 时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，
2R 两端间的电压：21R U E I R r =-+（
）一定减小，故C 错误；当光照强度不变时断开S '，电容器的带电量不变，电势差：144R Q kdQ U S Q S
kd
C πεεπ===，把电容器的上极板向上移一小段距离，d 变大，故电势差1R U 变大，由于下极板电势为零，故上极板的电势比A 点的电势
高，故D 正确；
考点：带电粒子在混合场中的运动；闭合电路的欧姆定律
【名师点睛】该电路1R 和2R 串联，电容器两端间的电压等于1R 两端间的电压，当用强光照
射光敏电阻2R 时，光敏电阻的阻值变小，根据闭合电路欧姆定律分析电流的变化，得到两
个电阻的电压变化和电容器两端的电压变化，从而知道电场的变化。

17．C
解析：C
【解析】
【详解】
0-t 1内，电压表读数大于U 0，可知压敏电阻B 的阻值增大，则所受的压力小于A 的重力，物块A 失重，则电梯不可能匀加速上升，选项A 错误；t 1-t 2内，电压表读数大于U 0保持不变，则压敏电阻的阻值不变且大于静止时的阻值，说明物块A 失重，则电梯可能匀减速上升，选项B 错误，C 正确；t 2-t 3内电压表读数大于U 0，说明压敏电阻阻值大于原来静止时的值，则物块A 失重，则电梯加速度向下，则选项D 错误，故选C.
18．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．。