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2025-2026高三物理第一轮复习【新教材】人教版（2019）：
传感器综合练习试卷
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．传感器是在自动控制、航空航天等实际应用中常用的电学元件。下列可将光学量转化为电学量的传感器为（　　）
A．电视机遥控接收器
B．热敏电阻
C．霍尔元件
D．电阻应变片
2．图甲表示某种电阻R随摄氏温度t变化的图像。把这个电阻接入如图乙中电路，用这个电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到一个简单的电阻温度计，则(　　)
A．t1应标在电流较大的刻度上 B．t1应标在电流较小的刻度上
C．通过电流表的电流与温度呈线性关系 D．通过电流表的电流随温度的升高而增大
3．如图所示，是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极。在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的(　　)
A．距离变化 B．正对面积变化
C．电介质变化 D．电压变化
4．智能手机的防误触功能表现为当人将手机靠近耳朵接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到防误触的目的，下列哪一组传感器可实现这一功能(　　)
A．声传感器和压力传感器 B．声传感器和温度传感器
C．光传感器和位移传感器 D．压力传感器和加速度传感器
5．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化。在如图所示电路中，不同的一氧化碳浓度对应传感器不同的电阻值，电压表的示数与一氧化碳的浓度一一对应，观察电压表示数就能判断一氧化碳浓度是否超标。已知氧化锡传感器的电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比，那么，电压表示数U与一氧化碳浓度ρ之间的对应关系正确的是(　　)
A．U越大，表示ρ越大，ρ与U成正比
B．U越大，表示ρ越小，ρ与U成反比
C．U越大，表示ρ越大，但ρ与U不成正、反比关系
D．U越大，表示ρ越小，但ρ与U不成正、反比关系
6．某加速度计工作原理如图所示，滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接，R为滑动变阻器，其滑动片与滑块固定连接；两个电池的电动势均恒为E，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与滑动变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当a端的电势高于b端时电压表的指针向零点右侧偏转。若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，并将此加速度计按图示方式固定在一辆运动的汽车上，汽车沿弹簧方向向前行驶，发现指针向零点左侧偏转。下列说法正确的是(　　)
A．加速度表盘的刻度非均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在加速
B．加速度表盘的刻度非均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在减速
C．加速度表盘的刻度均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在加速
D．加速度表盘的刻度均匀分布，指针向零点左侧偏转说明汽车在减速
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．如图所示是霍尔元件的示意图，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直于磁场，板内通有如图方向的电流，a、b是铜板上、下边缘的两点，则（　　）
A．电势φb>φa
B．电势φa>φb
C．电流增大时，|φa－φb|增大
D．其他条件不变，将铜板改为NaCl水溶液时，电势结果仍然一样
8．热敏电阻是电学中常用的电学元件。为热敏电阻，其阻值随温度t变化的图线如图甲所示。图乙中电源电动势为E、内阻为r，带电油滴P原来静止在平行板电容器中间，所有的电表都是理想电表，且。当温度升高时，则（　　）
A．电压表V的示数增大，电流表A的示数减小
B．电源对外的输出功率随着温度的升高而逐渐增大
C．两端电压的增大量比两端电压的减小量小
D．带电油滴P向上运动
9．为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，图1为电路原理图。图1中，直流电源电动势为3V，内阻可不计，和其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻。光敏电阻的阻值随照度变化的规律如图2所示（照度是描述光的强弱的物理量，光越强照度越大，lx是它的单位）。控制开关两端电压高于2V时照明系统将自动开启。下列说法正确的是（　　）
A．是光敏电阻
B．若定值电阻的阻值为20kΩ，则当照度降低到1.0lx时照明系统将开启
C．若要使照明系统在照度降低到0.6lx时开启，则定值电阻的阻值应为15kΩ
D．定值电阻的阻值越大，开启照明系统时的光照越暗
10．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏翻开时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作，当显示屏合上时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，这是一块长为a、宽为b、高为c的半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，元件中通入方向向右的恒定电流I时，电子定向移动速度为v。当显示屏合上时，元件处于垂直于上表面且方向向下的匀强磁场B中，于是元件的前、后表面间产生电压U，以此来控制屏幕的熄灭，则元件的（　　）

A．前表面的电势低于后表面 B．前、后表面间的电压U与a成正比
C．自由电子受到的洛伦兹力大小为 D．导体单位体积内的自由电子数为
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，还可以与计算机相连，能在很短的时间内画出电流随时间的变化图像。将电流传感器接入图甲所示电路，提供8V的直流电源，先使开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成，然后把开关S拨向2，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图乙所示。（计算结果保留两位有效数字）
(1)图乙中画出的竖直狭长矩形（图乙最左端），其面积表示的物理意义是： 。
(2)根据图乙估算，电容器在全部放电过程中释放的电荷量是 C。
(3)根据以上数据估算，电容器的电容是 F。
12．(8分)2023年黑龙江哈尔滨凭借“冰雪大世界”火爆“出圈”，成为网红城市，各地游客不断涌入。为保障游客与当地居民的出行安全，哈尔滨交警大力整治酒驾行为。一物理兴趣小组利用二氧化锡半导体气敏电阻制作了一个“酒精浓度测量仪”。
(1)该小组设计了如图甲所示的电路研究气敏电阻阻值随酒精气体浓度的变化规律，请用笔画线代替导线完成图乙中实物图的连接。
(2)正确连接电路后，调整气体室内酒精气体浓度，记录气敏电阻的阻值与对应的浓度值，画出气敏电阻阻值Rx随酒精气体浓度变化的图像如图丙所示。
(3)根据气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化规律，该小组制作的“酒精浓度测量仪”的原理电路如图丁所示，R1为保护电阻，R2为电阻箱。
①将开关S接a端，改变电阻箱的阻值，当电阻箱阻值为80 Ω时电流表示数为50 mA，电阻箱阻值为20 Ω时电流表示数为150 mA；将开关接b端，若酒精气体浓度为0.2 mg/mL，则电流表示数为　　　　mA。
②按照图丙数据将电流表改为“酒精浓度”表。电流表表盘改动后，刻度线最合理的是　　　　。
③将开关S接b端，即可测量周围的酒精气体浓度，该测量仪测出的酒精气体的浓度值　　　　(填“等于”“大于”或“小于”)实际值。
13．如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图.薄金属片P上固定有4个可以发生形变的电阻、、、，如图甲所示.图乙是它的侧视图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：
（1）开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？
（2）当O点加一个垂直于金属片的压力F后，薄金属片P发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？
14．测速在生活中很常见，不同的情境中往往采用不同的测速方法。
情境1：如图，滑块上安装了宽度的遮光条，滑块在牵引力作用下通过光电门的时间，请你算出滑块经过光电门的速度大小？
情境2：用霍尔效应制作的霍尔测速仪可以通过测量汽车车轮的转速n（每秒钟转的圈数），进而测量汽车的行驶速度。某同学设计了一个霍尔测速装置，其原理如图甲所示。在车轮上固定一个强磁铁，用直流电动带动车轮匀速转动，当强磁铁经过霍尔元件（固定在车架上）时，霍尔元件输出一个电压脉冲信号。当半径为的车轮匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号如图乙所示。求车轮边缘的线速度大小。（取3.14）
情境3：某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。显示屏如图乙所示（图乙中标的数据、、t为已知量），已知光速为c。则：若考虑到，，请用题中已知字母求出汽车速度v的表达式。
15．某兴趣小组查阅资料得知，在0～100℃范围内，金属铂电阻的电阻值与温度有如下关系：，其中为铂电阻在0℃时的电阻，t为摄氏温度，为一正的常数，称为铂电阻的温度系数。该兴趣小组想利用这一原理制作一个简易的温度传感器。
(1)他们利用图甲所示电路来测量的阻值，其中定值电阻，按图甲所示电路图连接好电路后，在0℃的条件下闭合开关S，调节电阻箱，当时灵敏电流计G的示数为零，则 。
(2)他们随后采用图乙所示电路来测量铂电阻的温度系数，可认为定值电阻且远大于、。将铂电阻置于温度为t的环境中，调节，测得干路电流为，则图乙中B、D两点间的电压为 （用、、t和表示）；保持电流示数I和不变，多次改变温度t，测量B、D两点间对应的电压，将测得的数据标在图丙所示的图上，由此可得 （保留两位有效数字）；
(3)若实验中没有保证、远大于、，则温度系数的测量值将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
参考答案
1．【知识点】常见的传感器工作原理及应用
【答案】A
【详解】
A．电视机遥控接收器是把光学量转化为电学量的装置，选项A正确；
B．热敏电阻是把热学量转化为电学量的装置，选项B错误；
C．霍尔元件是把磁学量转化为电学量的装置，选项C错误；
D．电阻应变片是把力学量转化为电学量的装置，选项D错误；
故选A。
2．【知识点】金属热电阻、热敏电阻
【答案】A
【解析】由题图甲可知，随着温度的升高，电阻R的阻值增大，电路中的电流减小；反之，温度降低，阻值减小，电流增大。当温度为t1时，整个电路的电阻最小，电流最大，故t1应标在电流较大的刻度上，A正确，B错误；从题图甲中可知，电阻阻值可表示为R＝R0＋kt根据欧姆定律I＝＝可知通过电流表的电流与温度呈非线性关系，I随t的升高而减小，C、D错误。选A。
3．【知识点】其他传感器的应用
【答案】A
【解析】振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号。选A。
4．【知识点】生活中的传感器
【答案】C
【解析】当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，改变了位移，并且耳朵可能挡住了光线，所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器。当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，没有磁场的变化，也没有产生特别的压力，C正确。故选C。
5．【知识点】生活中的传感器
【答案】C
【解析】设传感器的电阻值为，电源电动势为，内阻为，由题意知，是比例系数，根据闭合电路欧姆定律得，电压表的示数即由表达式可知，U越大，表示ρ越大，但ρ与U不成正、反比关系。故选C。
6．【知识点】其他传感器的应用
【答案】C
【解析】当a端的电势高于b端时，说明滑动片由中间位置向右移动了，此时电压表的指针向零点右侧偏转。若发现指针向零点左侧偏转，则说明滑动片由中间位置向左移动了距离L，此时滑块向左移动了L，左侧弹簧压缩L，右侧弹簧拉伸L，滑块受到的合力向右，由牛顿第二定律有解得加速度方向向右，说明汽车在加速。又由题知电压表的示数是滑动片从中间向两侧移动的距离的电阻的电压，由欧姆定律知，滑动片向左移动L长度的电阻的电压为故有所以加速度表盘的刻度均匀分布，故ABD错误，C正确。故选C。
7．【知识点】霍尔元件
【答案】BC
【详解】AB．电流方向向右，则电子流动方向向左，根据左手定则，电子向b板一侧偏转，则b板聚集较多的电子，a板带正电，所以a板的电势高于b板的电势，即φa>φb，A错误，B正确；
C．仅电流增大时，电子的运动速度增加，受到的洛伦兹力增大，根据，知U=Bdv
则电势差增大，即|φa﹣φb|增大．故C正确；
D．其他条件不变，只将铜板改为NaCl水溶液时，根据左手定则知，正负离子都向下偏，不产生霍尔效应，两板电势相等．故D错误。选BC。
8．【知识点】含电容电路或电路的动态分析问题、金属热电阻、热敏电阻
【答案】BC
【详解】
A．由图甲可知，当温度升高时，R2的电阻降低，此时电路的总电阻变小，故通过电路的电流变大，路端电压变小，同时R1两端电压增大，故并联部分电压减小，根据欧姆定律可知流经R3的电流减小，根据并联电路电流的特点，电流表的示数变大，故R4的电压增大，因为并联部分的电压减小，所以R2两端的电压减小，即电压表示数减小，A错误；
B．当温度升高时，R2的电阻降低，此时电路的总电阻变小，可知当外电路电阻接近电源内阻时，电源对外的输出功率越大，且R1=r，故当温度升高时，电源对外的输出功率随着温度的升高而逐渐增大，故B正确；
C．可知并联部分电压减小，电流增大，则流经R4的电流变大，R4两端的电压变大，R4与R2串联，故R2两端的电压变小，并联电阻总电压变小，故R4两端电压的增大量，比R2两端电压的减小量小，故C正确；
D．油滴在电容器中静止，可知此时受力平衡
电容器两端的电压为并联部分的电压，并联部分电压减小，根据
可知此时E减小，故带电油滴P向下运动，故D错误。
故选BC。
9．【知识点】生活中的传感器
【答案】CD
【详解】A．当光线较暗，照度较小时，光敏电阻阻值较大，照明系统将自动开启，此时控制开关两端电压高于2V，两端的电压增大，可知是光敏电阻，A错误；
B．若定值电阻的阻值为20kΩ，根据欧姆定律
其中
可得
可知当照度降低到0.4lx时照明系统将开启，B错误；
C．照度降低到0.6lx时，光敏电阻的阻值为，根据欧姆定律
可得
C正确；
D．定值电阻的阻值越大，根据分压比可知开启照明系统时，光敏电阻的阻值越大，开启照明系统时的光照越暗，D正确。
选CD。
10．【知识点】霍尔元件
【答案】CD
【详解】电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则可知，电子所受的洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，A错误；稳定后，电子受力平衡可得，解得，与a无关，B错误，C正确；根据电流的微观表达式可知，，解得，D正确。
11．【知识点】其他传感器的应用
【答案】内电容器的放电电荷量；（均可）；（均可）
【详解】
(1)[1]题图乙中纵坐标为电流I，横坐标为时间t，由公式可知，矩形面积为内电容器的放电电荷量。
(2)[2]每个小方格的面积代数和表示电容器的总放电电荷量，又
共有75格，则全部放电电荷量
(3)[3]由
可知
12．【知识点】生活中的传感器
【答案】(1)见解析(2分)　(3)①90(2分)　②C(2分)　③小于(2分)
【题图剖析】
　
【解析】(1)实物连接图如图所示。
①将开关S接a端，当电阻箱电阻R2＝80 Ω时，有＝50 mA，电阻箱电阻R2＝20 Ω时，有＝150 mA，解得E1＝4.5 V，R1＋r＋RA＝10 Ω。当酒精气体浓度为0.2 mg/mL时，由题图丙知Rx＝40 Ω，则I＝＝90 mA。
②酒精浓度为0 mg/mL时，气敏电阻的阻值大，回路中的电流小，随着酒精浓度的增加，气敏电阻的阻值减小得越来越慢，对应的电流增加得越来越慢，所以刻度越来越紧凑，C正确。
③根据题图甲测量气敏电阻的阻值时，采用的是电流表外接法，所测的气敏电阻阻值偏小，结合题图丙可知，测得的酒精浓度小于真实值。
13．【知识点】生活中的传感器、电阻应变片
【答案】（1）（2）、的阻值增大，、的阻值减小
【详解】
（1）解题的关键是找出电路中A、B两点的电压与4个电阻的关系.由于电压表的电阻可以看作无穷大，因此本电路中与串联，与串联，然后它们再并联；设上面支路电流为，下面支路电流为，要使A点电势等于B点电势，则应有电阻两端的电压等于两端的电压，电阻两端的电压等于两端的电压，即
①
②
联立①②式得
.
（2）当O点加垂直于金属片的压力F后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此、被拉长，、被拉宽，则、的阻值增大，、的阻值减小，这时A、B两点电势不再相等.
14．【知识点】实验：测量做直线运动物体的瞬时速度、霍尔元件
【答案】（1） 0.2m/s；（2）3.14m/s；（3）
【详解】（1）根据
解得
（2）由图像可知，车轮的转速为
车轮边缘的速度大小
（3）发第一个信号时，汽车到雷达的距离
从第一个脉冲遇到汽车到第二个脉冲遇到汽车的瞬间，所经历的时间
发第二个信号时，汽车到雷达的距离
若考虑到，，则汽车的速度为
答案也对
15．【知识点】金属热电阻、热敏电阻
【答案】(1)50.0/50，(2)；/0.010，(3)偏小
【详解】（1）灵敏电流计G的示数为零，则灵敏电流计G两端电势相等，根据串并联规律有分，可得
（2）[1]由于且远大于、且，则通过的电流等于通过的电流，为，则有，，则BD两点间的电压为
[2]可知，U与t成正比，U—t图的斜率为，则将用一条倾斜的直线将图丙补充完整，如下图所示
根据上图求得U—t图的斜率为，代入数据解得
（3）若实验中没有保证、远大于、，则通过的电流小于通过的电流，则，，则，导致温度系数的测量值偏小。
第 page number 页，共 number of pages 页
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