2025年高二物理下學期傳感器原理與應用測試題一、單項選擇題（每題4分，共40分）關于傳感器的基本概念，下列說法正確的是（）A.傳感器只能將非電學量轉(zhuǎn)換為電學量B.干簧管是一種基于電磁感應原理的磁傳感器C.傳感器的靈敏度越高，測量范圍越大D.所有傳感器的輸出信號均為數(shù)字信號某同學設計樓道自動照明系統(tǒng)，要求“天黑時有人走動則燈亮，天亮時無論是否有人走動燈均不亮”。系統(tǒng)中需接入的傳感器組合是（）A.溫度傳感器+聲傳感器B.光敏傳感器+紅外傳感器C.壓力傳感器+磁傳感器D.濕度傳感器+位移傳感器如圖所示為某壓力傳感器的原理圖，金屬片P上固定4個可變電阻R?~R?，當O點受到壓力F時金屬片發(fā)生形變，導致電阻變化。若電壓表指針向右偏轉(zhuǎn)，下列分析正確的是（）A.R?、R?電阻增大，R?、R?電阻減小B.R?、R?電阻增大，R?、R?電阻減小C.A點電勢高于B點電勢D.壓力F越大，電壓表讀數(shù)越小熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關系如圖所示，下列說法正確的是（）A.該熱敏電阻為正溫度系數(shù)（PTC）B.溫度升高時，電阻值與溫度成反比C.可用于制作冰箱溫度控制電路D.若與定值電阻串聯(lián)，溫度升高時總電阻一定增大某加速度計的結(jié)構(gòu)如圖所示，滑塊與彈簧相連，滑動片可在變阻器上移動。當裝置沿水平方向加速運動時，電壓表讀數(shù)變化反映加速度大小。若電壓表指針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)且示數(shù)不變，則物體的運動狀態(tài)可能是（）A.向右做勻加速運動B.向左做勻減速運動C.向右做勻速運動D.向左做勻加速運動關于傳感器的應用，下列說法錯誤的是（）A.電熨斗中的雙金屬片溫度傳感器通過形變控制電路通斷B.紅外測溫儀利用物體輻射的紅外線測量溫度C.電容式位移傳感器通過極板間距變化改變電容值D.聲控開關中的傳感器將聲音信號直接轉(zhuǎn)換為光信號某同學利用力敏電阻設計小車運動狀態(tài)監(jiān)測裝置，力敏電阻阻值隨壓力增大而減小。當小車向右運動時，電流表讀數(shù)隨時間變化如圖所示，則下列判斷正確的是（）A.0~t?時間內(nèi)小車加速度增大B.t?~t?時間內(nèi)小車做勻速運動C.t?~t?時間內(nèi)小車加速度為零D.全過程中小車的速度方向始終向右如圖所示為光電式煙霧報警器原理圖，光源發(fā)出的光在無煙霧時沿直線傳播，光電管無電流；有煙霧時，散射光被光電管接收產(chǎn)生電流，觸發(fā)報警。若要提高報警器靈敏度，可采取的措施是（）A.減小電源E?的電動勢B.增大光電管的反向電壓C.減小光源的發(fā)光強度D.減小電阻R?的阻值霍爾元件能將磁場強度轉(zhuǎn)換為電壓信號，其輸出電壓U_H=kIB/d（k為霍爾系數(shù)，I為控制電流，B為磁感應強度，d為厚度）。若保持I不變，下列說法正確的是（）A.U_H與B成正比B.U_H與d成正比C.僅改變磁場方向，U_H大小不變D.霍爾元件可用于測量靜電場強度某實驗小組用超聲波傳感器測量液體體積，傳感器安裝在容器頂部，測得液面距頂部高度h=0.2m，容器底面積S=0.5m2，超聲波在空氣中傳播速度v=340m/s。則液體體積和超聲波往返時間分別為（）A.0.1m3，1.18×10?3sB.0.4m3，1.18×10?3sC.0.1m3，2.35×10?3sD.0.4m3，2.35×10?3s二、多項選擇題（每題5分，共20分，漏選得3分，錯選不得分）關于傳感器的分類及工作原理，下列說法正確的有（）A.電阻式傳感器利用電阻隨物理量變化的特性B.電容式傳感器可用于測量位移、濕度等物理量C.光電傳感器的工作原理均基于光電效應D.生物傳感器利用酶、抗體等生物活性物質(zhì)識別被測物質(zhì)某自動控制電路如圖所示，R_T為負溫度系數(shù)熱敏電阻，R_G為光敏電阻（光照增強時阻值減小）。下列分析正確的有（）A.白天光照強時，無論溫度高低，燈泡均不亮B.夜晚無光時，溫度升高到某一值，燈泡才會亮C.增大R?的阻值，可降低燈泡的啟動溫度D.減小電源電動勢，可提高電路的溫度控制精度某同學設計簡易自動澆水裝置，利用土壤濕度傳感器控制水泵工作。已知濕度傳感器阻值隨土壤濕度增大而減小，當濕度低于閾值時水泵啟動澆水。下列電路設計可行的有（）A.傳感器與定值電阻串聯(lián)，比較傳感器兩端電壓與閾值電壓B.傳感器與定值電阻并聯(lián)，比較干路電流與閾值電流C.傳感器作為滑動變阻器，通過分壓電路控制三極管開關D.傳感器與繼電器線圈串聯(lián)，直接控制水泵電源通斷關于傳感器的性能指標，下列說法正確的有（）A.靈敏度是指輸出信號變化量與輸入物理量變化量的比值B.線性度反映傳感器輸出與輸入的實際關系偏離線性的程度C.穩(wěn)定性是指傳感器在長期工作中輸出量的變化程度D.精確度越高，傳感器的測量誤差越大三、實驗題（共18分）（9分）某實驗小組用如圖所示裝置探究光敏電阻的特性：（1）將光敏電阻、定值電阻R?、電源E、開關S串聯(lián)，用多用電表電壓擋測量R?兩端電壓。閉合開關后，用遮光片遮擋光敏電阻，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)減小，說明光敏電阻的阻值隨光照強度減小而________（選填“增大”“減小”或“不變”）。（2）改變光照強度，記錄多組電壓表示數(shù)U，計算光敏電阻阻值R=（用E、U、R?表示）。（3）若將該光敏電阻用于樓道燈控制電路，應將其與燈泡（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），并配合________（選填“與門”“或門”或“非門”）邏輯電路實現(xiàn)“天黑且有聲音時燈亮”的功能。（9分）利用如圖所示的加速度計測量小車加速度：裝置中滑塊質(zhì)量為m，彈簧勁度系數(shù)為k，滑動變阻器總阻值為R，總長度為L，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計。當系統(tǒng)靜止時，滑動片位于變阻器中點。（1）當小車以加速度a向右運動時，滑塊相對框架的位移x=，滑動片右側(cè)電阻R右=。（2）推導輸出電壓U與加速度a的關系式：U=________。（3）若m=0.1kg，k=100N/m，L=0.2m，E=6V，當電壓表示數(shù)為1.5V時，小車的加速度大小為________m/s2。四、計算題（共22分）（10分）如圖所示為高溫報警器電路，R_T為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的關系為R_T=1000-10t（t為溫度，單位℃），繼電器線圈電阻R?=200Ω，當線圈電流I≥5mA時，銜鐵吸合，報警器發(fā)聲。（1）求報警器啟動時的溫度t?；（2）若電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=100Ω，滑動變阻器R的最大阻值為1000Ω，要使啟動溫度提高到80℃，求滑動變阻器接入電路的阻值R?。（12分）某同學用如圖所示裝置測量圓盤轉(zhuǎn)動的角速度：圓盤上開有寬度d=2mm的狹縫，激光器與傳感器上下對準，同步沿半徑方向勻速移動。當狹縫經(jīng)過激光束時，傳感器記錄光信號，得到如圖所示的信號強度隨時間變化圖像，其中Δt?=1.0×10?3s，Δt?=0.5×10?3s，相鄰信號時間間隔ΔT=0.5s。（1）求圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω；（2）判斷激光器和傳感器的移動方向（選填“靠近圓心”或“遠離圓心”），并說明理由；（3）求第三個信號的寬度Δt?。參考答案及評分標準一、單項選擇題B2.B3.C4.C5.D6.D7.A8.D9.A10.A二、多項選擇題ABD12.BC13.AC14.ABC三、實驗題15.（1）增大（2分）（2）(E-U)R?/U（3分）（3）串聯(lián)（2分），與門（2分）16.（1）ma/k（2分），R/2-(2Rx)/L（3分）（2）U=(2kLx)/(mER)或U=(2kLa)/(mE)（2分）（3）5（2分）四、計算題17.（1）當I=5mA時，總電阻R總=E/I=6V/0.005A=1200ΩR_T=R總-R?-r-R?=1200-200-100-0=900Ω（若R?=0）由R_T=1000-10t得t?=(1000-900)/10=10℃（5分）（2）t=80℃時，R_T=1000-10×80=200ΩR總=E/I=1200Ω，R?=R總-R_T-R?-r=1200-