高考物理最新电磁学知识点之传感器技巧及练习题含答案.pdf

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1、高考物理最新电磁学知识点之传感器技巧及练习题含答案一、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

2、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电视机遥控器是用传感器将光信号转化为电流信号。下列属于这类传感器的是A走廊中的声控开关 B红外防盗装置C热水器中的温度传感器 D电子秤中的压力传感器4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

3、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7压敏电

4、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（）A01t时间内，升降机可能匀速运动B01t时间内，升降机一定匀速上升C1t2t时间内，升降机可能匀速上升D1t2t时间内，升降机一定匀加速上升8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

5、（）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9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RB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RB所在处出现断针时，电流表的电流I、ab 两端的电压U 将（）AI 变大，U 变小BI 变小，U 变小CI 变大，U 变大DI 变小，U 变大10 氧化锡传

6、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 BC D11 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 如图所示，R4是半导体材料制成的热敏电阻，电

7、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 BI 变大，U变大CI 变小，U变大 DI 变小，U变小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 如图为一种延时开关示意图，M 和 N 是绕在同一个铁芯上的两个线圈，其中M 与电源 E、开关 S构成回路，N 的两端用导线ab 直接连起来。当闭合S后，铁芯吸住衔铁A，开关触头 B 就将高压电路接通；当断开

8、S时，衔铁仍被铁芯吸住，一会儿后才被弹簧C 拉上去，从而实现延时断开电路的目的。下列说法正确的是（）A起延时效果的主要部件是线圈MB闭合 S电路稳定工作后，导线ab 中有从 a 流向 b 的感应电流C断开 S瞬间，导线ab 中有从 a流向 b 的感应电流D电源 E 的正负极对调接入后，该装置就没有延时效果15 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

9、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 下列说法正确的是（）A话筒

10、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18 已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻值越大为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如右图所示的电路，电源的电动势E和内阻 r 不变，在没有磁场时调节变阻器R 使电灯 L 正常发光若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则（）A电灯 L 亮度不变B电灯 L 亮度变亮C电流表的示数增大D电源的内耗功率增大19如图

11、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20 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

12、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21 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

13、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，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（）A10B20

14、C30D4024 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25 如图所示是测定位移x 的电容式传感器，其工作原理是某个量的变化，造成其电容的变化，这个量为（）A电介质进入极板的长度B两极板的间距C两极板的正对面积D电介质的种类【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C 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

15、、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。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

16、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.3B 解析：B【解析】用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程走廊中的声控开关是将声波转化成电信号的过程，红外防盗装置是将光信号转换为电信号，热水器中的温度传感器将温度转化成电信号的过程；电子秤中的压力传感器是将力转换为电信号的过程，故B正确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

17、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.6D 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7A 解析：A【解析】【详解】AB0t1时间内，电流不变，则电阻R 不变，说明重物

18、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；CDt1t2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。8D 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：D9A 解析：A【解析】试题分析：当传感器RB所在处出现断针时，RB的电阻变小，故外电路的总电阻也变小，所以路端电

19、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 RB的并联的电压减小，所以通过电阻R3的电流变小，则通过RB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10B 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

20、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11A 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12A 解析：A【解析】试题分析：当4R所在处出现火情时，4R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1R的电流增

21、大，所以1R两端的电压增大，故并联电路的电压减小，所以通过3R的电流减小，而总电流是增大的，所以通过4R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】【分析】图中有两个线圈，其中M 有电源，接通电路后有电流通过，会产生磁性。N 线圈无电源，开关闭合后没有电流，只有当M 中的磁场发生变化时，根据电磁感应规律，N 线圈才会产生感应电流，起到延时效果。【详解】ABC 分析电路可知，当闭合S，M 线圈中产生电流，电流周围产生磁场，根据安培定则可知，铁芯下端为N 极

22、，产生由上向下的磁场，电路稳定后，磁场不变，N 线圈中不会产生感应电流，导线ab 中没有电流，当断开 S时，线圈M 中电流逐渐减小，直至消失，N线圈中的磁通量由上向下逐渐减小，根据楞次定律可知，产生由上向下的感应磁场，根据安培定则可知，感应电流方向由a到 b，铁芯下端为N 极，故起到延时效果的主要部件是线圈 N，故 AB 错误，C 正确；D电源E的正负极对调接入后，断开S，N线圈中仍发生电磁感应现象，该装置仍具有延时效果，故D 错误。故选 C。【点睛】此题考查楞次定律与安培定则的应用，注意穿过闭合线圈的磁通量变化，线圈产生感应电流。15C 解析：C【解析】【详解】0-t1内，电压表读数大于U0

23、，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.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

24、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.17B 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

25、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18B 解析：B【解析】【详解】C.探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻的阻值变大，则电路的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律，可知总电流I变小，所以电流表的示数减小故C 错误AB.根据闭合电路欧姆定律UEIr，又因为I减小，路端电压U增大，所以灯泡两端的电压增大，则电灯L 变亮故A错误，B 正确D.总电流I减小，由公式2=PrI内可知，电源的内耗功率减小故D 错误19A 解析：A【解

26、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20D 解析：D【解析】【分析】【详解】试题分析：在t1t2内，I变大，阻值变小，压力变大，根据牛顿第二定律可知，小车做变加速运动，故AB 错误；在t2t3内，I 不变，压力恒定，且电流比初始电流大，因此小车做匀加速直线运动，故C 错误，故D 正确；故选D考点：牛顿第二定律的应用.21B 解析：B【解析】【

27、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UIR可知，电路中的电流变小，根据UIR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UIR可知，电路中的电流变小，根据UIR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UIR可知，电路中的电流变大，根据UIR可知，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电

28、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22B 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。23C 解析：C

29、【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。24B 解析：B【解析】题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，A、C、D 错，B 对25A 解析：A【解析】【详解】由原理图可知，要测定的位置X 发生变化，则电介质进入极板的长度发生变化，从而引起电容的变化，而两极板的间距、正对面积及电介质种类均未变化，A 正确.BCD 错误故选 A