《高考物理新电磁学知识点之传感器技巧及练习题含答案(1).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理新电磁学知识点之传感器技巧及练习题含答案(1).pdf（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、高考物理新电磁学知识点之传感器技巧及练习题含答案(1)一、选择题1某种角速度计，其结构如图所示当整个装置绕轴OO 转动时，元件A 相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号已知 A 的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B 端，当系统以角速度转动时，则()A电路中电流随角速度的增大而增大B弹簧的伸长量为2mlxkmC输出电压U与的函数式为2EmUkmD此装置能测量的角速度最大不超过2km2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
2、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（）ABCD3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
3、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()ABCD4下列说法正确的是A传感器都是利用电磁感应原理工作的B电磁炉是根据电磁感应原理工作的C法拉第圆盘发电机是利用静电感应的原理制成的D探测金属物品的探测器都是利用静电感应的原理工作的5近年来，酒驾几乎成为一种“社会公害”，2011年我国首次将醉酒驾车规定为犯罪，并于 5 月 1 日正式实施。交警用来检测酒驾的酒精测试仪的工作原理如图所示，其中是半导体型酒精气体传感器，该传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，为定值电阻。以下关于电流表的示数与酒精气体浓度之间的关系的图像，正确的是（）A BC D6半导体指纹传感器
4、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
5、指远离时，各金属电极均处于充电状态7传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用，如图所示是一种测量液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电体之间形成一个电容器，从电容大小的变化就能反映液面的升降情况，当测得电容值减小，可以确定h 将（）A减小B增大C不变D无法判断8如图所示的电路中，R 为光敏电阻(增大照射光的强度电阻会减小)、C 为电容器，灯泡L 的额定电压为50V，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1闭合电键S，在 a、b 两端输入正弦交变电流100 2sin10Ut(V)，则下列说法正确的是（）A灯泡会正常发光B光敏电阻
6、中的电流和灯泡中的电流相等C增大照射光的强度照射光敏电阻，灯泡会变亮D断开电键S，灯泡会熄灭9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()ABCD10 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
7、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11 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（）AI变大，U变小BI 变小，U 变小CI 变小，U 变大DI 变大，U 变大12 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电压表的示数减小BR2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
8、器B压力传感器C红外线传感器D声音传感器14如图所示，甲为在温度为10左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻120kR、210kR、340kR，tR为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，当a、b 两点间的电压0abU时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b 两点间的电压0abU时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在（）A10B20C30D4015 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
9、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()AO-t1内电梯可能匀加速上升Bt1-t2内电梯可能匀速上升Ct1-t2内电梯可能在减速上升Dt2-t3内电梯可能匀减速下降16 某种角速度计，其结构如图所示当整个装置绕轴OO转动时，元件A 相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号已知 A 的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B 端，当系统以角速度转动时，则()A电路中电流随角速度的
10、增大而增大B电路中电流随角速度的增大而减小C弹簧的伸长量为xD输出电压U 与 的函数式为U17 下列情况中，应用了温度传感器的是()A夜间自动打开的路灯B商场里的自动玻璃门C电视遥控器D自动恒温冰箱18 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19 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
11、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（）AU越小，表示c越大，c与U成反比BU越小，表示c越大，c与U不成反比CU越小，表示c越小，c与U成正比DU越大，表示c越大，c与U不成正比20 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当有人通过遮蔽光线时，之间的电压升高当有人通过遮蔽光线时，之间的电压降低当仅増大的阻值时，之间的电压升高当仅减小的阻值时，之间的电压升高ABCD21 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小
12、，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（）A10t时间内，升降机一定匀速运动B10t时间内，升降机可能减速上升C12tt时间内，升降机可能匀速上升D12tt时间内，升降机可能匀加速上升22 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Rg1，电源电动势为E12V，内阻为r1，电阻 R 随压
13、力 F变化的函数式为300.01RF（F和 R 的单位分别为N 和 ），下列说法中正确的是（）A该秤能测量的最大体重是3000NB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12003200FI23 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
14、大D电阻 R 中的电流方向自右向左24 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M0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t0，输出电压为U0，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Av(t0-t)，00MUUB12v(t0-t)，00MUUCv(t0-t)，000()MUUUD12v(t0-t)，000()MUUU25 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
15、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【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1D 解析：D【解
16、析】【详解】系统在水平面内以角速度转动时，无论角速度增大还是减小，BC 的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关。故A 错误。设系统在水平面内以角速度转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得kx=m 2（l+x）解得22mlxkm，选项 B 错误；又输出电压BPBCRxUEERl，联立两式得22EmUkm故 C 错误。当x=l 时角速度最大，则由kx=m 2（l+x）解得max2km，选项 D 正确；故选D。2A 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11kc
17、R，k 是比例系数又根据欧姆定律得，电压表示数0000101RRUEERRrRRRrkc；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3C 解析：C【解析】【详解】酒精气体传感器P和定值电阻R0串联在电路中，电压表测R0两端的电压。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：1kCrk 是比例系数，根据欧姆定律得00UERRrr由数学变形得0001RrRRrrkCUEE整理得00
18、0111RrUER k CER根据数学知识得知C 正确。故选 C。4B 解析：B【解析】传感器不一定都是利用电磁感应原理工作的，如利用热敏电阻做成的传感器，是利用电阻随温度变化规律工作的，A错误；电磁炉和发电机、探测含有金属零件的地雷的探测器的原理都是“电磁感应”，B 正确 CD 错误5C 解析：C【解析】由传感器的电阻r 的倒数与酒精气体的浓度C 成正比，得到=kC，k 为比例系数，根据闭合电路欧姆得，可见电流与C 是非线性关系，图象是曲线，故AB 错误将上式变形得，可见与是线性关系，而且是增函数，故C 正确，D 错误故选C.6B 解析：B【解析】影响电容器电容的因素有，板间距离、正对面积、
19、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 B7A 解析：A【解析】【分析】【详解】电容 C 减小时，根据电容的决定式4sCkd分析正对面积应减小，则知液面高度h
20、减小，所以 A 选项是正确的。故选 A。点睛：金属芯线与导电液体形成一个电容器,液面高度h 变化相当于正对面积变化,根据电容的决定式4sCkd分析电容的变化.8C 解析：C【解析】A由题可知，原线圈两端的电压的有效值为100V，根据变压比，副线圈两端的电压为50V，由于电容器和电阻都会阻碍电流，因此灯泡两端的电压小于50V，不会正常发光，A错误；B由于电容器能通交流电，因此电阻R 中的电流小于灯泡中的电流，B 错误；C增大照射光的强度照射光敏电阻，光敏电阻的阻值减小，对电流的阻碍减小，因此灯泡中的电流增大，灯泡会变亮，C 正确；D断开电键S，由于电容器能通过交流电，因此灯泡不会熄灭，D 错误故
21、选 C9C 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2UPR,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10D 解析：D【解析】A、RM是半导体热敏电阻,环境温度降低时,RM的阻值增大,故 A 错误.B、环境温度升高时,RM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
22、临界温度,所以 D 选项是正确的.综上所述本题答案是：D11A 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.12B 解析：B【解析】试题分析:当 R3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；R2两端的电压，知R2两端的电压减小，故通过R2的电流减小，B 对；由知 IL增大，故小灯泡的功率增大，C错；
23、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EU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13C 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C14C 解析：C【解析】【详解】通过审题可知0abU是电压的临界点，对应着开关S的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降。由电路分析可
24、知，在1R、2R、3R给定的条件下，热敏电阻tR的阻值决定了abU的正负。设电源负极的电势为零，则a 点电势212aRURR，b 点电势3tbtRURR，其中 U 为路端电压，令ab，即0abU，则可得213tRRRR，代入数据解得20ktR，由图乙得对应的温度为30，故选项C 正确，ABD 错误故选 C。15C 解析：C【解析】【详解】0-t1内，电压表读数大于U0，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；t1-t2内，电压表读数大于U0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
25、升，选项 B 错误，C 正确；t2-t3内电压表读数大于U0，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.16D 解析：D【解析】【分析】当系统在水平面内以角速度 转动时，电路中电阻保持不变，根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流的变化情况系统匀速转动时，由弹簧的弹力提供元件A 的向心力，根据牛顿第二定律得到角速度 与弹簧伸长的长度x 的关系式根据串联电路电压与电阻成正比和电阻定律，得到电压U 与 x 的关系式，再联立解得电压U 与 的函数关系式.【详解】系统在水平面内以角速度转动时，无论角速度增大还是减小，BC 的总电阻不变，根据闭合电路欧姆定律
26、得知，电路中电流保持不变，故A、B 错误；设系统在水平面内以角速度 转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得kxm 2(lx)，又输出电压 U，联立两式得，故 C 错误，D 正确；故选 D.17D 解析：D【解析】【分析】【详解】A夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，A 错误；B商场里的自动玻璃门应用了红外线传感器，B 错误；C电视机的遥控器是应用了红外线传感器，C 错误；D自动恒温冰箱是利用了温度传感器，D 正确；18D 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
27、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19D 解析：D【解析】【详解】设酒精气体传感器的电阻为R，则1kcR，k 是比例系数根据欧姆定律得，电压表示数00001R ER EURRrRRRrkc，可见，c 越大，则U 越大，但与U 与 c不是成正比故选 D20C 解析：C【解析】【详解】AB.R1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，R1的阻值变大，回路中的电流减小，之间的电压降低，故项错误，项正确；则A，B 均错误.CD.由闭合电路欧姆定律得，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，之间的电压升高，故项正确；当仅减小R2
28、的阻值时，电路中的电流增大，之间的电压降低，故项错误，则C 项正确，D 错误.21B 解析：B【解析】0t1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；t1t2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22B 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=30-0.01
29、F 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=1222=4；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=30，电路中电流：I=120.375301 1gEARRr，故 B 正确；CD.由 E=I(R+r+rA)和 R=30-0.01F，而 F=mg 可得 m=320-120I，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
30、用闭合电路欧姆定律进行分析即可23B 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T4SCkd可知电容器的电容减小，A 错误；BD由QCU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UEd可知，电容器两极板间的场强减小，C 错误.故选 B.24D 解析：D【解析】试题分析：当测重台没有站人时，2x=vt0；站人时，2（x h）=vt；解得 h=12v（t0 t）；无人站立时：U0=KM0g；有人时，U=k（M0g+mg），解得：000()MmUUU；故选 D【学科网考点定位】物体的平衡；传感器
31、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25B 解析：B【解析】【详解】AB、根据电路图知，当RT的温度升高时，RT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RT的温度升高时，RT 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。