2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)：第五章 傳感器 單元測(cè)試（含解析）VIP

第五章傳感器單元測(cè)試-2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________一、單選題1．下圖中關(guān)于傳感器的應(yīng)用，說法正確的是（）A．干簧管是利用電磁感應(yīng)的原理控制電路的通斷的B．機(jī)器人“眼睛”利用了光傳感器C．紅外測(cè)溫槍向人體發(fā)射紅外線，從而測(cè)量人體溫度D．火災(zāi)報(bào)警器是通過感知溫度觸發(fā)報(bào)警的2．下列有關(guān)傳感器的說法正確的是

（

）A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)B．樓梯口的電燈開關(guān)裝的兩種傳感器是熱敏電阻和光敏電阻C．電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器D．半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因?yàn)闇囟仍礁撸碾娮柚翟酱?．在中國(guó)空間站中，多種傳感器擔(dān)負(fù)著對(duì)艙內(nèi)氣壓監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)控、交會(huì)對(duì)接的距離監(jiān)測(cè)、太陽(yáng)帆板自動(dòng)迎對(duì)日光等任務(wù)。下列有關(guān)傳感器的說法中不正確的是（）A．熱敏電阻可以作為溫度傳感器的敏感元件B．對(duì)氣壓的監(jiān)測(cè)可以利用壓力傳感器C．光敏傳感器通過將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)帆板對(duì)陽(yáng)光的自動(dòng)跟蹤D．紅外測(cè)距傳感器通過將電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)距離的監(jiān)測(cè)4．下列說法中不正確的是（）A．?dāng)z像機(jī)實(shí)際上是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置B．電視機(jī)實(shí)際上是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)的裝置C．電視機(jī)接收的畫面是連續(xù)的D．?dāng)z像機(jī)在1s內(nèi)要送出25張畫面5．某溫控電路的原理如圖所示，是半導(dǎo)體熱敏電阻，R是滑動(dòng)變阻器，某種儀器要求在的環(huán)境中工作，當(dāng)環(huán)境溫度偏高或偏低時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)降溫或升溫設(shè)備，下列說法中正確的是（

）A．環(huán)境溫度降低，的阻值減小B．環(huán)境溫度升高，變大C．滑片P向下移動(dòng)時(shí)，變大D．調(diào)節(jié)滑片P的位置能改變降溫和升溫設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的臨界溫度6．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)加速度計(jì)：較重的滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側(cè)用兩勁度系數(shù)相同的輕彈簧與框架連接；R為變阻器，輕質(zhì)滑動(dòng)片與變阻器接觸良好；兩個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)均恒為E，內(nèi)阻不計(jì)。按圖連接電路后，將電壓表指針的零點(diǎn)調(diào)到表盤中央，此時(shí)兩彈簧均為原長(zhǎng)，滑動(dòng)片恰好在電阻中間位置。已知滑動(dòng)片與電阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比，當(dāng)a端的電勢(shì)高于b端時(shí)電壓表的指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將框架固定在運(yùn)動(dòng)的物體上，物體沿彈簧方向運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）A．電壓表的示數(shù)指向零點(diǎn)，說明物體一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．電壓表向右偏且示數(shù)不變，說明物體一定向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．電壓表向左偏且示數(shù)增大，說明物體加速度一定向右且增大D．電壓表示數(shù)增大了一倍，說明物體的加速度變?yōu)樵瓉淼囊话?．熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，其電阻Rt隨溫度t變化的圖線如圖甲所示。如圖乙所示電路中，熱敏電阻Rt與其他電阻構(gòu)成的閉合電路中，水平放置的平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)Rt所在處溫度升高時(shí)，則（

）A．電壓表讀數(shù)減小 B．電流表讀數(shù)減小C．質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng) D．R3上消耗的功率增大二、多選題8．如圖，關(guān)于干簧管，下列說法中正確的是（）A．磁體靠近干簧管，小燈泡會(huì)亮B．改變磁體磁極的方向，然后靠近干簧管，小燈泡不亮C．干簧管作為磁傳感器，經(jīng)常被用于控制電路的通斷D．干簧管作為磁傳感器，可被用于定量測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度9．傳感器已廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、生活中，下列關(guān)于傳感器的說法正確的是（）A．給貨車稱重的地磅使用了壓力傳感器B．酒店大廳的自動(dòng)門使用了光傳感器C．空調(diào)的控溫系統(tǒng)使用了溫度傳感器D．夜間自動(dòng)打開的路燈使用了紅外線傳感器10．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖（a）所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個(gè)絕緣重球．小車向右做直線運(yùn)動(dòng)過程中，電流表示數(shù)如圖（b）所示，下列判斷正確的是（

）A．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做變加速直線運(yùn)動(dòng)D．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)三、實(shí)驗(yàn)題11．某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)簡(jiǎn)易的溫控裝置，實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖所示，繼電器與熱敏電阻Rt、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端，當(dāng)繼電器的電流超過15mA時(shí)，銜鐵被吸合，加熱器停止加熱，實(shí)現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約20Ω，熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示。t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω199.5145.4108.181.862.949.1（1）提供的實(shí)驗(yàn)器材有:電源E1（3V，內(nèi)阻不計(jì)）、電源E2（6V，內(nèi)阻不計(jì)）、滑動(dòng)變阻器R1（0~200Ω）、滑動(dòng)變阻器R2（0~500Ω）、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱（0~999.9Ω）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)30~80℃之間任一溫度的控制，電源E應(yīng)選用（選填“E1”或“E2”），滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用（選填“R1”或“R2”）；（2）欲使銜鐵在熱敏電阻為50℃時(shí)被吸合，下列操作步驟的正確順序是。（填寫各步驟前的序號(hào)）①將熱敏電阻接入電路②觀察到繼電器的銜鐵被吸合③斷開開關(guān)，將電阻箱從電路中移除④合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值⑤斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻，將阻值調(diào)至108.1Ω12．霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一。如圖甲所示，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B，在M、N間出現(xiàn)電壓UH，這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，UH稱為霍爾電壓。（1）若該半導(dǎo)體材料是空穴（可視為帶正電粒子）導(dǎo)電，電流與磁場(chǎng)方向如圖甲所示，該同學(xué)用電壓表測(cè)量UH時(shí)，應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與（選填“M”或“N”）端通過導(dǎo)線相連。（2）該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測(cè)量，取兩個(gè)方向測(cè)量的平均值，可以減小測(cè)量誤差，為此該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的測(cè)量電路，S1、S2均為單刀雙擲開關(guān)，虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片（未畫出）。為使電流從Q端流入、P端流出，應(yīng)將S1擲向（選填“a”或“b”），S2擲向（選填“c”或“d”）。13．是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料，它以鈦酸鋇為主，滲入多種物質(zhì)后加工而成，目前家用的陶瓷暖風(fēng)器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的。有一個(gè)根據(jù)需要設(shè)定的溫度，低于這個(gè)溫度時(shí)，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個(gè)溫度時(shí)，電阻值則隨溫度的升高而增大，我們把這個(gè)設(shè)定的溫度叫“居里點(diǎn)溫度”。用材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功能，應(yīng)用十分廣泛。(1)家用固體電熱滅蚊器就使用陶瓷電熱元件，圖甲為其電阻隨溫度變化的圖像，由圖可知，該材料的“居里點(diǎn)溫度”為；(2)家用固體電熱滅蚊器工作時(shí)的溫度基本恒定在左右，若它的溫度高于，電阻，功率，使其溫度（以上均填變化情況）；反之，也能自動(dòng)調(diào)節(jié)。因此用材料制成的電熱器具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能；(3)某同學(xué)利用電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“過熱自動(dòng)報(bào)警電路”，將電阻安裝在需要探測(cè)溫度的地方，當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí)，指示燈亮；當(dāng)環(huán)境溫度超過電阻的“居里點(diǎn)溫度”時(shí)，電阻變化導(dǎo)致電磁鐵磁性減弱，使警鈴響。請(qǐng)幫他將圖乙所示的電路連接完整。14．小明利用熱敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“過熱自動(dòng)報(bào)警電路”，如圖甲所示（虛線框內(nèi)的連接沒有畫出）。將熱敏電阻R安裝在需要探測(cè)溫度的地方，當(dāng)環(huán)境溫度正常時(shí)，繼電器的上觸點(diǎn)接觸，下觸點(diǎn)分離，指示燈亮；當(dāng)環(huán)境溫度超過某一值時(shí)，繼電器的下觸點(diǎn)接觸，上觸點(diǎn)分離，警鈴響。圖甲中繼電器的供電電源，內(nèi)阻不計(jì)，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻。當(dāng)線圈中的電流大于等于時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。

（1）由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度為時(shí)，熱敏電阻阻值為；（2）由圖乙可知，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值將（選填“增大”、“減小”或“不變”），繼電器的磁性將（選填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”）；（3）圖甲中指示燈的接線柱D應(yīng)與接線柱相連（均選填“A”或“B”）；（4）當(dāng)環(huán)境溫度大于等于時(shí)，警鈴報(bào)警。《第五章傳感器單元測(cè)試-2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)》參考答案題號(hào)12345678910答案BCCCDCAACACCD1．B【詳解】A．干簧管是利用磁極間的相互作用來控制電路的通斷，故A錯(cuò)誤；B．機(jī)器人“眼睛”利用了光傳感器，故B正確；C．紅外測(cè)溫槍是接受人體向外發(fā)射紅外線的強(qiáng)弱，從而測(cè)量人體溫度，故C錯(cuò)誤；D．火災(zāi)報(bào)警器是利用煙霧對(duì)光的反射工作的，故D錯(cuò)誤。故選B。2．C【詳解】話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；樓梯口的電燈開關(guān)裝的兩種傳感器是聲敏電阻和光敏電阻，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器，選項(xiàng)C正確；半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因?yàn)闇囟仍礁?，它的電阻值越小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C.3．C【詳解】A．熱敏電阻可以作為溫度傳感器的敏感元件，A正確；B．對(duì)氣壓的監(jiān)測(cè)可以利用壓力傳感器，B正確；C．光敏傳感器通過將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)帆板對(duì)陽(yáng)光的自動(dòng)跟蹤，C錯(cuò)誤；D．紅外測(cè)距傳感器通過將電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)距離的監(jiān)測(cè)，D正確。本題選不正確項(xiàng)，故選C。4．C【詳解】試題分析：攝像機(jī)是將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的光電傳感器，在1s內(nèi)要送出25張連續(xù)的畫面，故A正確，D正確；電視機(jī)是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為圖象信號(hào)，圖象信號(hào)是每秒25張的靜態(tài)不連續(xù)畫面，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)效果，故B正確，C錯(cuò)誤；本題選擇錯(cuò)誤選項(xiàng)，故選C．考點(diǎn)：攝像機(jī)、電視機(jī)的工作原理【名師點(diǎn)睛】傳感器是指能感受規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律（數(shù)學(xué)函數(shù)法則）轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成．?dāng)z像機(jī)是將圖象信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的光電傳感器；電視機(jī)是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為圖象信號(hào)的光電傳感器．5．D【詳解】A．RM是半導(dǎo)體熱敏電阻，環(huán)境溫度降低時(shí)，RM的阻值增大，故A錯(cuò)誤；B．環(huán)境溫度升高時(shí)，RM的阻值減小，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比，可以知道Uab變小，故B錯(cuò)誤；C．滑片P向下移動(dòng)時(shí)，R增大，總電流減小，則Uab變小，故C錯(cuò)誤；D．調(diào)節(jié)滑片P時(shí)，可改變Uab，從而改變升溫和降溫設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的臨界溫度，所以D選項(xiàng)是正確的。故選D。6．C【詳解】A．因?yàn)閮蓚€(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)均恒為E，內(nèi)阻不計(jì)，所以滑動(dòng)片在變阻器的中間位置時(shí)電壓表示數(shù)指向零點(diǎn)，則滑塊受到的合力為0，所以滑塊處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．電壓表向右偏，則表明又因示數(shù)不變，則表明滑動(dòng)片處在電阻偏右的某個(gè)位置，此時(shí)滑塊所受合力向左，即加速度向左，所以物體可能向左勻加速直線運(yùn)動(dòng)或者向右勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．電壓表向左偏，表明因示數(shù)增大，則表明滑動(dòng)片在電阻偏左的部分不斷向左移動(dòng)，此時(shí)滑塊所受合力向右且增大，所以物體加速度一定向右且增大，故C正確；D．設(shè)滑塊偏離中間位置x距離時(shí)，設(shè)電阻器總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，單位長(zhǎng)度的電阻為r，則流過電阻器的電流為電壓表的示數(shù)為U=Ixr由牛頓第二定律得2kx=ma由以上各式解得所以電壓表示數(shù)與加速度成正比，故D錯(cuò)誤。故選C。7．A【詳解】C．當(dāng)Rt所在處溫度升高時(shí)，由甲圖可知Rt減小，電路的總電阻減小，電流變大，路端電壓減小，R1電壓變大，則R3電壓減小，電容器兩端電壓減小，則質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)；故C錯(cuò)誤；B．R3電流減小，則R2電流變大，則電流表讀數(shù)變大，故B錯(cuò)誤；A．因?yàn)閁R3=UR2+URt則URt減小，即電壓表讀數(shù)減小，故A正確；D．R3電流減小，R3上消耗的功率減小，故D錯(cuò)誤。故選A。8．AC【詳解】AB．當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，磁體的磁場(chǎng)使簧片磁化，兩片簧片端點(diǎn)位置附近產(chǎn)生不同的極性，簧片的觸點(diǎn)部分就會(huì)被磁力吸引，當(dāng)吸引力大于簧片的彈力時(shí)，常開接點(diǎn)就會(huì)吸合，當(dāng)磁力減小到一定程度時(shí)，接點(diǎn)被簧片的彈力打開，可知，當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，小燈泡會(huì)亮，與磁體是否改變磁極的方向無關(guān)，故A正確，B錯(cuò)誤；C．結(jié)合上述可知，干簧管就是一個(gè)由磁場(chǎng)控制的自動(dòng)開關(guān)，其作為磁傳感器，經(jīng)常被用于控制電路的通斷，故C正確；D．結(jié)合上述可知，干簧管通過外界磁場(chǎng)使兩片簧片的觸點(diǎn)部分被磁化成異名磁極相互吸引，從而控制電路通斷，其并不能定量測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度，故D錯(cuò)誤。選AC。9．AC【詳解】A．給貨車稱重的地磅是利用了壓力傳感器，故A正確；B．一般人體都有恒定的體溫，一般在37°，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10um左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10um左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人走向門口時(shí)，門會(huì)自動(dòng)打開，是因?yàn)榘惭b了紅外線傳感器。從而能感知紅外線，導(dǎo)致酒店大廳的自動(dòng)門被打開，故B錯(cuò)誤；C．空調(diào)的控溫系統(tǒng)使用了溫度傳感器來控制其電路工作，故C正確；D．路燈要求夜晚亮、白天熄，則白天有光，黑夜沒有光，則是由光導(dǎo)致電路的電流變化，所以電路中光傳感器導(dǎo)致電阻變化，實(shí)現(xiàn)動(dòng)控制，因此是利用半導(dǎo)體的光敏性，即為光電傳感器，故D錯(cuò)誤。故選AC。10．CD【詳解】AC．由圖示圖象可知，在t1～t2內(nèi)，I變大，說明壓敏電阻阻值減小，壓敏電阻受到的壓力增大，絕緣球受到向右的力增大，球的合力增大，球的加速度增大，小車向右做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，C正確；BD．由圖示圖象可知，在t2～t3內(nèi)，I不變，壓力恒定，絕緣球受到的合力向右，加速度向右，小車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，D正確；11．E2R2⑤④②③①【詳解】（1）[1]因通過繼電器的電流超過15mA時(shí)加熱器停止加熱，為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)30~80℃之間任一溫度的控制，要求電路在30~80℃之間的任一溫度下的電流能通過調(diào)節(jié)達(dá)到15mA。當(dāng)控制到30℃時(shí)，電路的最小阻值為Rmin=199.5Ω+20Ω=219.5Ω要使電流達(dá)到15mA，則所需電源電動(dòng)勢(shì)至少為Emin=IRmin=3.29V故電源只能選用電動(dòng)勢(shì)為6V的E2。[2]為使溫度控制在80℃，則在6V電源下電路中的電流能達(dá)到15mA，故此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2。（2）[3]欲使銜鐵在50℃時(shí)被吸合，則要求溫度達(dá)到50℃時(shí)電路中電流達(dá)到15mA，而此時(shí)熱敏電阻的阻值為108.1Ω。為確定滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入電路中的阻值，先將電阻箱調(diào)到108.1Ω并替代熱敏電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使銜鐵恰好被吸合，然后再保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng)，將熱敏電阻再替換回電阻箱即可，故合理的順序應(yīng)為⑤④②③①。12．Mbc【分析】根據(jù)題中“霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一”可知，本題考查霍爾效應(yīng)，根據(jù)霍爾元件的工作原理，運(yùn)用