高考物理新电磁学知识点之传感器易错题汇编附答案解析.pdf

高考物理新电磁学知识点之传感器易错题汇编附答案解析一、选择题1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），R1R2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2某兴趣小组做一实验，用力传感器来测量小滑块在半圆形容器内来回滑动时对容器内壁的压力大小，且来回滑动发生在同一竖直平面内实验时，他们把传感器与计算机相连，由计算机拟合出力的大小随时间变化的曲线，从曲线提供的信息，可以判断滑块约每隔t时间经过容器底一次；若滑块质量为0.2kg，半圆形容器的直径为50cm，则由图象可以推断滑块运动过程中的最大速度为vm若取 g=lO m/s2，则 t 和 vm的数值为（）A1.0s 1.22m/s B1.0s 2.0m/s C 2.0s 1.22m/s D2.0s2.0m/s3图甲是在温度为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R1=20 k,R2=10 k,R3=40 k,Rt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端电压 Uab 0 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 端电压 Uab0 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（）A10B20C35D454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()ABCD5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6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UkF（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（0U0），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A02UUhvktmg，B022UUhvktmg，C02UUhvktmg，D022UUhvktmg，7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8电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则如何调节调温旋钮（）织物材料尼龙合成纤维丝绸羊毛棉麻熨烫温度低高A向下B向上C保持原状D不能确定9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10 酒精测试仪（主要部件是二氧化锡半导体型酒精气体传感器）用于测试机动车驾驶人员是否酒驾酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比，那么电压表的示数U 与酒精气体浓度C 之间的对应关系正确的是（）AU 越大，表示C 越小，C 与 U 成反比BU 越大，表示C 越大，C 与 U 成正比CU 越大，表示C 越小，但是C 与 U 不成反比DU 越大，表示C 越大，但是C 与 U 不成正比11 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，RG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R113 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（）AR2为光敏电阻，N 为或门电路BR2为光敏电阻，N为与门电路CR2为热敏电阻，N为或门电路DR2为热敏电阻，N为非门电路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（）AU 越大，表示c 越小，但c 与 U 不成反比BU 越大，表示c 越小，与U 成反比CU 越大，表示c 越大，但c与 U 不成正比DU 越大，表示c 越大，c 与 U 成正比15 某一火警报警系统原理图如图所示，报警器未画出，ab、接在电压311sin314()ut V的正弦交流电源上，tR为半导体热敏材料制成的传感器，tR的电阻值随温度升高而减小，下列说法正确的是（）A电压表V的示数为 311VB电容器C电容增大，灯L 变暗CtR所在处出现火警时，电流表A的示数增大DtR所在处出现火警时，变压器输入功率减小16 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()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17 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U18 如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，GR为光敏电阻（光照强度增加时，其阻值减小）.现增加光照强度，则下列判断正确的是（）AB 灯变暗，A 灯变亮B0R两端的电压变大CB灯变亮，A灯变暗D电源的总功率变小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()AI 变大，U 变小 B I 变大，U 变大CI 变小，U 变大 DI 变小，U 变小21 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（）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24 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25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【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1D 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2A 解析：A【解析】此题属于竖直平面内圆周运动和单摆综合运用问题，竖直平面内过最低点有最大压力和最大速度，两次相邻过最低点的时间间隔为t,从图像上可以看出t=1.0s，最大压力为 2.6N 左右.由可得，=1.22m/s.故选 A.3C 解析：C【解析】试题分析：当 a、b 端电压0abU时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当0abU时，电压鉴别器使 S断开，停止加热，得出当0abU时，恒温箱保持稳定由题意得：当0abU时，恒温箱保持稳定，根据串并联电路电压与电阻的关系可知：12:2:1RR只有34:RR也为 2：1 的时候，才有0abU，所以可知tR电阻值为20k，从图乙可以看出，电阻为20k时，温度为35 摄氏度故选C考点：闭合电路的欧姆定律；常见传感器的工作原理4C 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000111RrUER k CER根据数学知识得知C 正确。故选 C。5A 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 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.6C 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F0，设当测重台上没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，根据超声波的速度和位移关系可得02vtL；根据传感器输出电压与作用在其上的压力成正比可得00UkF；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()()vtLhUk Fmg，联立解得02UUhvktmg，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7C 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 错误故选 C8B 解析：B【解析】由题意知，电熨斗由熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，就是要求电熨斗在低温易断开，因双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，使双金属片向下弯曲，上下触点脱离，电路断开，因此，应向上调节调温旋钮，双金属片受热时，易使触点分离，所以选B.点睛：了解电熨斗的工作原理，就明白了如何调温度的问题9D 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；10D 解析：D【解析】题中给出传感器电阻的倒数与酒精气体浓度是正比关系，即1kcr，电压表示数00001ERERURRrrRRrkc，可以看出电压与浓度的关系不是正反比关系，但随浓度的增大而增大故D 正确；综上所述本题答案是：D11A 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12B 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B13B 解析：B【解析】试题分析：根据题意可知：要使小灯泡发光，则要具备两个条件，一是晚上，而是有声音，声音电阻R2的为光敏电阻，两个条件缺一不可是与的关系，所以N为与逻辑电路，故B正确。考点：考查了简单的逻辑电路；闭合电路的欧姆定律；传感器在生产、生活中的应用14C 解析：C【解析】【分析】【详解】由闭合电路欧姆定律可知，电路电流0EIrRRR传感器电压表示数000ERUIRrRRR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。15C 解析：C【解析】试题分析：ab、A.b 间所接交变电流的有效值3112220V，则电压表VV1的示数是220V,故 A错误；电容器C电容增大，对该之路电流的阻碍作用变小，灯L 变亮，故选项B错误；当tR所在处出现火警时，tR的电阻值变小，由于副线圈的电压不变，则消耗的功率2=RUP出变大，故变压器的输入功率变大，由于电压表示数不变，则UIP入，则输入功率变大，即电流表示数变大，故选项C正确，D错误。考点：变压器的构造和原理【名师点睛】本题是电压表的动态分析题，要掌握变压器动态分析题的解题思路与方法，分析清楚电路结构、熟练应用串并联电路特点、欧姆定律即可正确解题。16C 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.17D 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.18B 解析：B【解析】【分析】【详解】增加光照强度时，RG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，RG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 B19D 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 D20A 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=30-0.01F 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=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，再利用闭合电路欧姆定律进行分析即可23B 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。24D 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 D25C 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