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5.1认识传感器同步练习1--2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A．干簧管是利用电磁感应来实现电路通断控制的
B．会议室天花板上的火灾报警器利用的是温度传感器
C．电容式位移传感器能够把位移这个力学量转化为电容这个电学量
D．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用红外线传感器
2．在一些机场、车站、饭店的洗手间通常都装有自动热风干手器。人们洗于后将湿手靠近干手器，机内传感器发出感应信号，使干手器工作吹出“热风”，将湿手烘干（如图所示）。自动热风干手器之所以能实现这种自动控制，主要是由于湿手靠近它时（　　）
A．改变了传感器附近的湿度 B．改变了传感器附近的温度
C．改变了传感器的电容 D．改变了传感器的电阻
3．传感器在生活生产中有着非常重要的应用，下列器件可作为传感器的是（　　）
A．蓄电池 B．电阻箱 C．干簧管 D．发光二极管
4．传感器的应用越来越广泛，以下关于传感器在生产生活中的实际应用，说法正确的是（　　）
A．宾馆的自动门能“感受”到人走近，主要利用的是声音传感器
B．电梯能对超出负载作出“判断”，主要利用的是力传感器
C．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置是生物传感器
D．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
5．关于传感器及其应用，下列说法中正确的是（　　）
A．传感器都是利用敏感元件的电阻变化来工作的
B．电脑所用的光电鼠标主要采用声传感器
C．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
D．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
6．关于传感器及其应用，下列说法中正确的是（ ）
A．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的，在电路中能起到开关的作用
C．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，但是金属热电阻不能
D．电阻应变片是利用金属的电阻应变效应制成的，即金属丝受拉力时电阻变小，受压力时电阻变大
7．关于下列各装置说法正确的是（　　）

A．甲图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是电磁感应
B．乙图中物体向左移，则电容器的电容变小
C．丙图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变
D．丁图装置只要有声音，即使不接入电源，R两端也有电压输出
8．关于传感器工作的一般流程，以下选项中正确的是（　　）
A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件
B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量
C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量
D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量
9．下列关于传感器元件说法正确的是（　　）

A．如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用
B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向右发生微小位移时，线圈自感系数变大
C．如图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻导电性变差
D．如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小
10．据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务。酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该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，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的是（　　）
A．U越大，表示c越小
B．U越大，表示c越大
C．检测到驾驶员喝了酒时，U的示数变小
D．U越大，表示检测到驾驶员喝酒越少
二、多选题
11．如图，关于干簧管，下列说法中正确的是（　　）
A．磁体靠近干簧管，小灯泡会亮
B．改变磁体磁极的方向，然后靠近干簧管，小灯泡不亮
C．干簧管作为磁传感器，经常被用于控制电路的通断
D．干簧管作为磁传感器，可被用于定量测量磁感应强度
12．某位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P一起移动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想电表，则下列说法正确的是（　　）

A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中也有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数
13．人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例。下列说法中正确的是（　　）
A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体的电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
C．脂肪测量仪的工作原理是通过测量人体的体温来判断人体脂肪所占的比例
D．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
三、填空题
14．传感器的种类
（1）传感器的种类
①物理传感器：利用物质的 或 制作而成。
②化学传感器：利用 原理，把无机或有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号。
③生物传感器：利用生物活性物质的 来识别和测定生物化学物质。
（2）大多数传感器是以 原理为基础制作的。它们原理各异，分类方法也不同。既可以根据 的不同分类，还可以根据 的不同分类。
四、实验题
15．我国《道路交通安全法》规定驾驶员的血液酒精含量达到（含）属于酒驾，达到（含）属于醉驾。只要酒驾就属于违法行为，可能被处以行政拘留或者罚款。半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图，图中电源电动势为，内阻可忽略不计；电压表V，量程为，内阻很大；定值电阻的阻值为；实验测得酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图乙所示。
（1）醉驾时的阻值小于等于 。
（2）按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为 V处；刚好醉驾时应刻在电压刻度线为 V处（计算结果取三位有效位数）。
五、解答题
16．许多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没反应。这种“聪明”的楼道灯电路中接入了哪几种传感器？
17．为解决楼道的照明，常在楼道内安装一个声控传感器与电灯的控制电路相连接。当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，输入传感器的是什么信号？经传感器转换后输出的是什么信号？
18．研究表明，人体中的水分绝大部分存在于血液、肌肉及内脏中，而脂肪中含水量极低，因此脂肪部分比肌肉和人体其他组织电阻率更高。电子脂肪秤是一种测量人体脂肪百分率、水分百分率、骨骼质量等数据的产品。脂肪秤的表面隐藏有两个电极片，使用时人需要赤脚站立在脂肪秤上。根据上述资料，建立简单物理模型，猜测脂肪秤的工作原理，并查找资料对脂肪秤测量的准确性进行评价。
试卷第1页，共3页
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《5.1认识传感器同步练习1--2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册》参考答案
1．C
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．干簧管是利用磁场来控制电路的通断，故A错误；
B．会议室天花板上的火灾报警器利用的是烟雾传感器，故B错误；
C．电容式位移传感器能够把位移这个力学量转化为电容这个电学量，故C正确；
D．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，是通过不同的压力转换为电学量，运用的是压力传感器，故D错误。
故选C。
2．C
【知识点】传感器定义及原理
【解析】略
3．C
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．蓄电池是电源，能给两极提供电势差的设备，不属于传感器，故A不符合题意；
B．电阻箱不属于敏感元件，不可以作为传感器，故B不符合题意；
C．干簧管是磁控元件，属于敏感元件，可以作为传感器，故C符合题意；
D．发光二极管不能将信号转化为电信号，不属于传感器，故D不符合题意。
故选C。
4．B
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．人宾馆的自动门能“感受”到人走近，是因为安装了红外线传感器，从而能感知红外线，导致门被打开，A错误；
B．通过压力传感器，可以使电梯判断是否超出负载，即电梯能对超出负载作出“判断”，主要利用的是力传感器，B正确；
C．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置是压力传感器，C错误；
D．红外测温枪是通过接受人体向外辐射的红外线，从而测量人体温度，D错误。
故选B。
5．C
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．传感器都是利用敏感元件将非电学量转化为电学量，但不一定是电阻变化，故A错误；
B．电脑所用的光电鼠标主要采用光传感器，故B错误；
C．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故C正确；
D．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故D错误。
故选C。
6．A
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故A正确；
B．干簧管是根据利用簧片的磁性变化的原理制成的，在电路中能起到开关的作用，故B错误；
C．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，金属热电阻也能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故C错误；
D．电阻应变片是利用金属的电阻应变效应制成的，即金属丝受拉力时，长度变长、横截面积变小，导致电阻变大，当金属丝受到压力时，长度变短、横截面积变大，导致电阻变小，故D错误。
故选A。
7．C
【知识点】霍尔效应的原理、传感器定义及原理
【详解】A．甲图装置霍尔元件左右移动时，能产生霍尔电压的原理是带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而发生偏转，不是电磁感应，故A错误；
B．乙图中物体向左移，插入电容器的电介质增加，则电容器的电容变大，故B错误；
C．丙图装置中通过物体位置变化引起线圈的自感系数改变，故C正确；
D．丁图装置是电容话筒一样利用振膜接受空气振动信号，振膜与固定的平面电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容的变化，在电容两端施加固定频率及大小的电压，通过电容的电流就会变化。将这个电流信号进行转换，即可输出音频信号。但是只有声音，不接入电源，两端不会有电压输出，故D错误。
故选C。
8．C
【知识点】传感器定义及原理
【详解】传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量。
故选C。
9．A
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用，A正确；
B．当物体1向右发生微小位移时，铁芯插入的长度变小，线圈自感系数变小，B错误；
C．光敏电阻，当强光照射时，电阻变小，C错误；
D．当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，D错误。
故选A。
10．B
【知识点】传感器定义及原理
【详解】AB．图中酒精传感器与R、R0串联，电压表测R0两端的电压，U越大，说明电路中电流越大，酒精传感器的电阻减小，由题意可知：酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度c成正比，可知，c越大，故A错误，B正确；
C．检测到驾驶员喝了酒时，c增大，减小，电路中总电阻减小，电路中电流增大，则U的示数增大，故C错误；
D．由上分析可知，U越大，c增大，表示检测到驾驶员喝酒越多。故D错误。
故选B。
11．AC
【知识点】传感器定义及原理
【详解】AB．当磁体靠近干簧管时，磁体的磁场使簧片磁化，两片簧片端点位置附近产生不同的极性，簧片的触点部分就会被磁力吸引，当吸引力大于簧片的弹力时，常开接点就会吸合，当磁力减小到一定程度时，接点被簧片的弹力打开，可知，当磁体靠近干簧管时，小灯泡会亮，与磁体是否改变磁极的方向无关，故A正确，B错误；
C．结合上述可知，干簧管就是一个由磁场控制的自动开关，其作为磁传感器，经常被用于控制电路的通断，故C正确；
D．结合上述可知，干簧管通过外界磁场使两片簧片的触点部分被磁化成异名磁极相互吸引，从而控制电路通断，其并不能定量测量磁感应强度，故D错误。
选AC。
12．BC
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．物体M运动时，电路中电阻没有变化，根据闭合电路欧姆定律可知，电源内的电流不会发生变化，A错误；
B．电压表测量滑动变阻器的金属滑杆P左侧的电压，物体M运动时，左侧电阻会变化，则电压表的示数会发生变化，B正确；
C．物体M不动时，电路中仍有电流，而且电流不变，C正确；
D．只有当金属滑杆P停在变阻器最左端，物体M不动时，电压表才没有示数，当金属滑杆P在其他位置时，电压表均有示数，D错误。
故选BC。
13．BD
【知识点】传感器定义及原理
【详解】ABC．利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率，故AC错误，B正确；
D．激烈运动之后，人体内含水量和钠、钾等无机盐会有一部分流失，人体脂肪所占比例会发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，故D正确。
故选BD。
14． 物理性质 物理效应 化学反应 分子识别能力 物理 原理 用途
【知识点】传感器定义及原理
【详解】①[1][2]物理传感器是利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出相关信息制作而成的；
②[3]化学传感器是利用化学反应原理，把无机或有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号。
③[4]生物传感器：利用生物活性物质的分子识别能力来识别和测定生物化学物质。
④[5][6][7]大多数传感器是以物理原理为基础制作的。它们原理各异，分类方法也不同。既可以根据原理的不同分类，还可以根据用途的不同分类。
15． 30 2.40 3.20
【知识点】传感器定义及原理、闭合电路欧姆定律的内容和三个公式
【详解】（1）[1]血液酒精含量达到达到（含）属于醉驾，此时的电阻为，当酒精含量大于，的电阻值小于；
（2）[2]当浓度为0时，，由
[3]醉驾时酒精含量为，，由
16．光传感器和声音传感器
【知识点】传感器定义及原理
【详解】楼道灯能对明暗和声音做出反应，故楼道灯电路中应接入了光传感器和声音传感器。
17．声音信号，电信号
【知识点】传感器定义及原理
【详解】当楼道内有人走动而发出声响时，声音传到声控传感器，经传感器转换后输出的是电信号。
18．见解析
【知识点】传感器定义及原理
【详解】电子脂肪秤原理：肌肉内含有较多血液等水份，可以导电，而脂肪是不导电的。因为体内电流的通道导体是肌肉，从电流通过的难易度可以知道肌肉的重量，由此可判断在体中的比例。利用秤体表面的电极片与用户的双脚接触，通过一定的安全电流，测量人体电阻。然后基于输入的用户数据和测量得到的人体电阻，使用我们在广泛实验的得到的公式，能够比较精确地测量人体脂肪百分比、人体水分百分比、人体肌肉百分比、骨骼重量等人体成分。此原理需要精确控制变量以应用，受到脂肪量、皮肤干湿和厚度、体内含水量和其他更多因素的影响，相对误差可以达到百分之二十以上。
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答案第1页，共2页5.1认识传感器同步练习2--2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．在一些机场、车站、饭店的洗手间通常都装有自动热风干手器。人们洗于后将湿手靠近干手器，机内传感器发出感应信号，使干手器工作吹出“热风”，将湿手烘干（如图所示）。自动热风干手器之所以能实现这种自动控制，主要是由于湿手靠近它时（　　）
A．改变了传感器附近的湿度 B．改变了传感器附近的温度
C．改变了传感器的电容 D．改变了传感器的电阻
2．关于传感器及其应用，下列说法中正确的是（　　）
A．传感器都是利用敏感元件的电阻变化来工作的
B．电脑所用的光电鼠标主要采用声传感器
C．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
D．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
3．如图所示为一种呼气酒精测试仪的原理图，其中酒精气体传感器的电阻值R'的倒数与接触到酒精气体的浓度c成正比。则下列说法正确的是（　　）

A．电压表的示数不能反映浓度c的大小
B．电压表的示数越大，表示浓度c越小
C．酒精气体传感器把电信息转化成非电信息
D．当醉酒人员对传感器呼气时，电压表的示数变大
4．关于传感器，下列说法正确的是（　　）
A．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，这种传感器作用是控制电路的通断
B．太阳能自动控制路灯一般用热敏电阻作为敏感元件
C．话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转化为声信号
D．干簧管可以感知磁场的存在，是一种能够测出磁感应强度的传感器
5．如图为某电感式位移传感器的原理图，1是待测位移的物体，3是接交流电的空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随物体1左右平移，则该传感器（　　）

A．将电流变化信号转化为位移变化信号输出
B．将位移变化信号转化为电流变化信号输出
C．将位移变化信号转化为电阻变化信号输出
D．当物体向左移动时，线圈的自感系数变小
6．如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的是由气敏电阻（制成的传感器，的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设当燃气浓度达到6%时报警。闭合开关、，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的上端是S极
B．燃气浓度升高时，电磁铁磁性减弱
C．按出厂预设，当燃气浓度达到6%时报警，此时工作电路的灯亮
D．将的滑片下移，可以使工作电路在燃气浓度值比出厂预设值低一些时报警
7．关于传感器、电磁场、无线电波的发射和接收，下列说法正确的是（　　）
A．电子秤应用的是压力传感器，电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
B．人民币的防伪利用了紫外线的化学作用，紫外线能使荧光物质发光
C．电磁场尽管是一种物质，但不能在真空中传播
D．无线电波的传播方式只有天波和地波，手机接收的信号属于长波段的无线电波
8．下列关于传感器元件说法正确的是（　　）

A．如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用
B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向右发生微小位移时，线圈自感系数变大
C．如图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻导电性变差
D．如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小
9．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、多选题
10．如图，关于干簧管，下列说法中正确的是（　　）
A．磁体靠近干簧管，小灯泡会亮
B．改变磁体磁极的方向，然后靠近干簧管，小灯泡不亮
C．干簧管作为磁传感器，经常被用于控制电路的通断
D．干簧管作为磁传感器，可被用于定量测量磁感应强度
11．关于传感器，下列说法正确的是（　　）
A．麦克风工作时，将感受到的声音信号转化成电信号
B．电子秤工作时，将感受到的压力信号转化为电信号
C．烟雾传感器工作时，将感受到的烟雾浓度信号转化为电信号，实现自动报警
D．声控灯工作时，将感受到的声音信号转化为电能给灯泡供电
12．人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例。下列说法中正确的是（　　）
A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体的电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
C．脂肪测量仪的工作原理是通过测量人体的体温来判断人体脂肪所占的比例
D．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
三、填空题
13．如图是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置。其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端。在装置中使用了一只电压表（图中没有画出），通过观察电压表示数，可以了解油量情况。
（1）你认为电压表应该接在图中的 两点之间，按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压表的示数将 （选填“增大”或“减小”）。
（2）将电压表分别接在b、c之间与c、d之间，当油量变化时，电压表的示数变化有何不同？
四、实验题
14．我国《道路交通安全法》规定驾驶员的血液酒精含量达到（含）属于酒驾，达到（含）属于醉驾。只要酒驾就属于违法行为，可能被处以行政拘留或者罚款。半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图，图中电源电动势为，内阻可忽略不计；电压表V，量程为，内阻很大；定值电阻的阻值为；实验测得酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图乙所示。
（1）醉驾时的阻值小于等于 。
（2）按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为 V处；刚好醉驾时应刻在电压刻度线为 V处（计算结果取三位有效位数）。
五、解答题
15．许多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没反应。这种“聪明”的楼道灯电路中接入了哪几种传感器？
16．什么是传感器？它由哪几部分组成？各部分有什么作用？
17．加速度计是测定物体加速度的仪器，现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇制导系统的信息源，如图所示为应变式加速度计，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由两根相同的弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器上无摩擦水平滑动，当系统加速时敏感元件发生位移，并转换成电信号输出。已知敏感元件的质量为m，每根弹簧的劲度系数为k，电源的电动势为E且内阻不计，滑动变阻器的总阻值为R，且总电阻有效长度为L。静态时，两弹簧恰好为原长，滑动变阻器的滑动触头位于正中间，并且此时加速度计的输出电压为零。
（1）假定待测系统的加速度大小为a，方向向左，求敏感元件发生的位移大小和方向？
（2）求用输出信号的电压U来表示待测系统加速度a大小关系的表达式？
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《5.1认识传感器同步练习2--2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册》参考答案
1．C
【知识点】传感器定义及原理
【解析】略
2．C
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．传感器都是利用敏感元件将非电学量转化为电学量，但不一定是电阻变化，故A错误；
B．电脑所用的光电鼠标主要采用光传感器，故B错误；
C．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故C正确；
D．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故D错误。
故选C。
3．D
【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、传感器定义及原理
【详解】ABD．由题意可知，酒精气体传感器的电阻值
电压表示数为
则电压表的示数能反映浓度c的大小，电压表的示数越大，表示浓度c越大，即当醉酒人员对传感器呼气时，c变大，则电压表的示数变大，选项AB错误，D正确；
C．酒精气体传感器把非电信息转化成电信息，选项C错误；
故选D。
4．A
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．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，这种传感器作用是控制电路的通断，选项A正确；
B．太阳能自动控制路灯一般用光敏电阻作为敏感元件，选项B错误；
C．话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将声信号转化为电信号，选项C错误；
D．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能够把磁信号转变为电路的通断，故D错误。
故选A。
5．B
【知识点】传感器定义及原理、线圈的自感系数及其决定因素
【详解】ABC．电感式位移传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电流，故B正确，AC错误；
D．当物体向左移动时，软铁芯插入线圈的深度增大，则线圈的自感系数增大，故D错误。
故选B。
6．D
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．由图可知电流从电磁铁的下端流入，根据右手螺旋定则可知电磁铁的上端是N极，选项A错误；
B．由图乙可知燃气浓度升高时，的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强，选项B错误；
C．报警器报警时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，由电路图可知，L2灯亮，选项C错误；
D．将的滑片下移，的电阻降低，而工作电路不变，报警时需要的电流不变，则报警时气敏电阻的阻值需增大，由图乙可知燃气浓度将降低，即工作电路会在燃气浓度值比出厂预设值低一些时报警，选项D正确。
故选D。
7．A
【知识点】传感器定义及原理、电磁波的发射和接收、紫外线的特性及作用
【详解】A．电子秤应用的是压力传感器，电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制，故A正确；
B．人民币的防伪利用了紫外线的光学效应，紫外线的能量被荧光物质吸收后，将其转化为激发态的能量，然后在短时间内重新辐射出可见光，故B错误；
C．电磁场本身就是一种物质，可以不依赖其他物质传播，因此，电磁场可以在真空中传播，故C错误；
D．无线电波的传播方式有天波、地波、直射波和散射传播四种方式，而手机接收的信号属于微波段的无线电波，故D错误。
故选A。
8．A
【知识点】传感器定义及原理
【详解】A．当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用，A正确；
B．当物体1向右发生微小位移时，铁芯插入的长度变小，线圈自感系数变小，B错误；
C．光敏电阻，当强光照射时，电阻变小，C错误；
D．当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，D错误。
故选A。
9．C
【知识点】传感器定义及原理
【详解】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。
10．AC
【知识点】传感器定义及原理
【详解】AB．当磁体靠近干簧管时，磁体的磁场使簧片磁化，两片簧片端点位置附近产生不同的极性，簧片的触点部分就会被磁力吸引，当吸引力大于簧片的弹力时，常开接点就会吸合，当磁力减小到一定程度时，接点被簧片的弹力打开，可知，当磁体靠近干簧管时，小灯泡会亮，与磁体是否改变磁极的方向无关，故A正确，B错误；
C．结合上述可知，干簧管就是一个由磁场控制的自动开关，其作为磁传感器，经常被用于控制电路的通断，故C正确；
D．结合上述可知，干簧管通过外界磁场使两片簧片的触点部分被磁化成异名磁极相互吸引，从而控制电路通断，其并不能定量测量磁感应强度，故D错误。
选AC。
11．ABC
【知识点】传感器定义及原理
【详解】ABC．传感器是一种信号转换器，通常将感受到的外界信息按照一定的规律转换成可用输出信号，麦克风工作时将声音信号转化为电信号，电子秤工作时将受到的物体的压力大小的信息转化为电信号，烟雾传感器工作时将感受到的环境中的烟雾浓度信号转化为电信号，实现自动报警，故ABC正确；
D．声控灯工作时利用声控开关控制电路的通断，将声音信号转化为电信号，并不是给灯泡供电，故D错误。
故选ABC。
12．BD
【知识点】传感器定义及原理
【详解】ABC．利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率，故AC错误，B正确；
D．激烈运动之后，人体内含水量和钠、钾等无机盐会有一部分流失，人体脂肪所占比例会发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，故D正确。
故选BD。
13． c、d 减小 见解析
【知识点】传感器定义及原理
【详解】（1）[1][2]由题图可知当油箱内液面高度变化时，R的金属滑片将会移动，从而引起R两端电压的变化。当油量减少时，R的数值会增大，电路中的电流会减小，c、d间的电压会减小。当把电压表接在c、d两点间，电压表的示数减小时，表示油量在减少。
（2）[3]把电压表接在b、c之间，油量增加时，R减小，电压表的示数减小；油量减少时，R增大，电压表的示数增大。把电压表接在c、d之间，油量增加时，R减小，电路中电流增大，则R′两端的电压增大，电压表的示数增大，同理，油量减少时，电压表的示数减小。
14． 30 2.40 3.20
【知识点】闭合电路欧姆定律的内容和三个公式、传感器定义及原理
【详解】（1）[1]血液酒精含量达到达到（含）属于醉驾，此时的电阻为，当酒精含量大于，的电阻值小于；
（2）[2]当浓度为0时，，由
[3]醉驾时酒精含量为，，由
15．光传感器和声音传感器
【知识点】传感器定义及原理
【详解】楼道灯能对明暗和声音做出反应，故楼道灯电路中应接入了光传感器和声音传感器。
16．见解析
【知识点】传感器定义及原理
【详解】传感器是指把被测的非电信息，按照一定的规律转换成与之对应的电信号的器件或装置；传感器由敏感元件和处理电路组成；敏感元件的作用是直接感受非电信息，并将这些信息转换成易于测量的物理量，形成电信号；处理电路的主要作用是放大微小信号，除去干扰信号，使敏感元件输出的电信号转换成便于显示、记录、处理和控制的电学量。
17．（1） ，方向向右；（2）
【知识点】传感器定义及原理、牛顿第二定律的简单应用
【分析】（1）加速时由牛顿第二定律求得形变量；
（2）设系统向左加速时滑片右移x，由牛顿第二定律得到加速的表达式，联立方程就可以得到加速度与电压的关系式．
【详解】（1）由牛顿第二定律可知
2kx＝ma 　
得
方向向右；
（2）设加速度为a时，滑动变阻器的滑片距中间的距离为x，则敏感元件的输出电压为
再设系统向左加速时滑片右移x，则敏感元件的动力学方程为
2kx＝ma
联立可得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页5.2常见传感器的工作原理及应用同步练习1--2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题（本大题共6小题）
1．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的可能是下列哪种类型的传感器
A．压力传感器 B．红外线传感器
C．温度传感器 D．生物传感器
2．如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图。当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动，连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化，进而能测出电容的变化，最后就能探测到物体位移的变化，若静电计上的指针偏角为θ，则被测物体（　　）
A．向左移动时，θ增大 B．向右移动时，θ不变
C．向左移动时，θ减小 D．向右移动时，θ减小
3．在一些机场、车站、饭店的洗手间通常都装有自动热风干手器。人们洗于后将湿手靠近干手器，机内传感器发出感应信号，使干手器工作吹出“热风”，将湿手烘干（如图所示）。自动热风干手器之所以能实现这种自动控制，主要是由于湿手靠近它时（　　）
A．改变了传感器附近的湿度 B．改变了传感器附近的温度
C．改变了传感器的电容 D．改变了传感器的电阻
4．如图所示为一种呼气酒精测试仪的原理图，其中酒精气体传感器的电阻值R\'的倒数与接触到酒精气体的浓度c成正比。则下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数不能反映浓度c的大小
B．电压表的示数越大，表示浓度c越小
C．酒精气体传感器把电信息转化成非电信息
D．当醉酒人员对传感器呼气时，电压表的示数变大
5．火警报警器的电路示意图如图所示。其中，RT为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。电流表为值班室的显示器，电源两极之间接一报警器。当传感器RT所在处出现火情时，通过显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（　　）
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变小 D．I变小，U变大
6．传感器的使用让我们的生活更加方便、安全和舒适。家用全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置一般采用的是（　　）
A．温度传感器 B．压力传感器
C．光传感器 D．红外线传感器
二、多选题（本大题共4小题）
7．电容式传感器实质上是一个可变电容器，当某待测量发生变化时，能引起电容器的电容变化。如图是四个电容式传感器的示意图。关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是（　　）
A．图（a）的传感器可测量角度
B．图（b）的传感器可测量液面的高度
C．图（c）的传感器可测量压力
D．图（d）的传感器可测量速度
8．如图甲所示是电饭锅的电路图，是一个限温开关，其内部结构如图乙所示，按下此开关按钮，两触点闭合，当温度达到居里点（）时此开关会自动断开。是一个自动温控开关，当温度低于时会自动闭合，温度高于时会自动断开，是限流电阻，是加热电阻。下列说法正确的是（　　）
A．当感温磁体的温度达到居里点（）时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，在弹簧的作用下，两触点断开
B．开始煮饭时不按下限温开关一样可以把饭煮熟
C．电饭锅的饭煮熟后可以长时间保持米饭的温度在到之间
D．用电饭锅烧水，当水沸腾后限温开关也会自动断开
9．下列关于传感器说法中正确的是（　　）
A．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断
B．光敏电阻随光照强度的增大其阻值逐渐升高
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号
D．金属热电阻随温度的升高其阻值逐渐升高
10．［河北衡水二中2024高二上月考］（多选）霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿轴正方向且均匀变化的匀强磁场，磁感应强度（、均为常数）.将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流不变（方向沿轴正方向），当物体沿轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在轴方向的上、下表面的电势差也不同.则（ ）
A．磁感应强度越大，上、下表面间的电势差越大
B．越大，传感器灵敏度越高
C．若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高
D．在同一位置，若电流越大，上、下表面间的电势差越小
三、非选择题（本大题共5小题）
11．某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源两端，当继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约为20Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示
t/ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.1 62.9 49.1
（1）提供的实验器材有：电源（3V，内阻不计）、电源（6V，内阻不计）、滑动变阻器（）、滑动变阻器（）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（）、开关、导线若干。为使该装置实现对30 80之间任一温度的控制，电源应选用 （选填“”或“”），滑动变阻器R应选用 （选填“”或“”）。
（2）实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用调节好的多用电表排查测量各接点间的电压。闭合开关S，在图中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、b时指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。
（3）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50时被吸合，下列操作步骤正确顺序是 。（填写各步骤前的序号）
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关，将电阻箱从电路中移除
④合上开关，调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Ω
12．（1）一光敏电阻（图乙中RL）的阻值随照度变化的图像如图甲所示，由图像可知，该光敏电阻的阻值随照度的增加做_______（选填“线性”或“非线性”）变化。
（2）晓华同学利用该光敏电阻设计了图乙所示光控电路控制三盏路灯，图中交流电源电压为220V，三盏路灯规格相同，均为“110V、110W”。他进行了如下操作：
①闭合干路开关，将双掷开关置于b处，将R2调至1200Ω。
②滑动R1的滑片，使三盏路灯正常发光。
③将双掷开关置于a处。
则当照度低到1.01x（1x为照度的单位，读作“勒克斯”）时，路灯会正常发光。若有“50Ω，5A”及“5kΩ，1A”两个滑动变阻器可供选择，则图中应选择_______的。安装该电路时，光敏电阻RL应_______（选填“远离”或“靠近”）路灯。
（3）图乙光控电路的缺点较多，其一是如果干路开关常闭，则白天黑夜均消耗电能，如果利用人工在白天断开干路开关，又无法真正实现自动控制；其二是夜幕降临前，照度在较大范围内变化过程中，RL的阻值都接近1.2kΩ，则路灯都会发光，只是亮度比正常发光时稍暗；其三是_______（写出一条即可）。
13．如图（a）所示是电饭煲的结构示意图，其温度传感器的主要元件是感温铁氧体。感温铁氧体的特点是常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不再被磁铁吸引。
（1）饭熟后，水分被大米吸收，煲底的温度会有什么变化？试根据电饭煲的结构说明这时电饭煲会自动发生哪些动作；
（2）如果用电饭煲烧水，能否在水沸腾后自动断电？为什么？
（3）已知某型号的保温式自动电饭煲在220V电压下正常工作时，加热状态与保温状态交替运行，从通电开始，其工作电流随时间变化的关系如图（b）所示，求1h内该电饭煲消耗的电能。
14．如图是电熨斗的结构图，它装有双金属片温度传感器，其作用是控制电路的通断，常温下图中上下触点是 （填“接触”或“分离”），当温度升高时双金属片 （填“上层”或“下层”）膨胀比另一层大．若需要设定更高的温度，则应该调节升降螺 丝向 （填“上 ”或“下 ”）
15．如图所示，图甲是一种测量血压的压力传感器工作的示意图。薄金属片P固定有4个电阻片、、、（图乙），左边是它的侧面图，其中的圆弧形代表人的胳膊。四个电阻片连接成的电路如图丙所示。
（1）开始时金属片中央O点未加任何压力，要使电压表示数为零，4个电阻应满足什么关系？
（2）当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻片也随之发生形变，形变后各电阻的大小如何变化？A、B两点哪点的电势较高？
（3）请解释它为什么能测量血压。
参考答案
1．【知识点】生活中的传感器
【答案】A
【详解】洗衣机设有多段式水位自动感应装置，是通过不同的压力转换成电学量，运用的压力传感器；故A正确，B、C、D错误。
故选A。
2．【知识点】其他传感器的应用、平行板电容器电容大小及其影响因素
【答案】C
【详解】
AC．由公式
可知当被测物体带动电介质板向左移动时，导致两极板间电介质增加，则电容C增加，由公式
可知电荷量Q不变时，U减少，则减少，故A错误，C正确；
BD．由公式
可知当被测物体带动电介质板向右移动时，导致两极板间电介质减少，则电容C减少，由公式
可知电荷量Q不变时，U增加，则增加，故BD错误。
故选C。
3．【知识点】生活中的传感器
【答案】C
【解析】略
4．【知识点】其他传感器的应用
【答案】D
【详解】ABD．由题意可知，酒精气体传感器的电阻值
电压表示数为
则电压表的示数能反映浓度c的大小，电压表的示数越大，表示浓度c越大，即当醉酒人员对传感器呼气时，c变大，则电压表的示数变大，选项AB错误，D正确；
C．酒精气体传感器把非电信息转化成电信息，选项C错误；
故选D。
5．【知识点】串联电路和并联电路中的电流、电压、电阻的关系及其应用、金属热电阻、热敏电阻
【答案】C
【详解】当传感器所在处出现火情时，温度升高，的电阻减小，则电路中的总电阻减小，根据闭合回路的欧姆定律可知，电路中的总电流变大，路端电压变小，则报警器两端的电压U减小，根据可知，电阻两端的电压增大，根据分压原理可知，电阻两端的电压变小，则流过的电流减小，即电流表读数变小。
故选C。
6．【知识点】生活中的传感器
【答案】B
【详解】家用全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，是通过不同的压力转换成相应的电学量，采用的是压力传感器。选B。
7．【知识点】其他传感器的应用
【答案】ABC
【详解】A．图示电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容，可以用来测量角度，A正确。
B．图示电容器的一个极板时金属芯线，另一个极板是导电液，是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，可以用来测量液面的高度，B正确；
C．丙图是通过改变极板间的距离，改变电容器的，可以用来测量压力，C正确；
D．可变电容器，通过改变电介质，改变电容，可以用来测量位移，不能测量速度，D错误；选ABC。
8．【知识点】金属热电阻、热敏电阻
【答案】AC
【详解】A．当感温磁体的温度达到居里点（）时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，从而在弹簧的作用下，使得两触点断开，A正确；
BC．如果开始煮饭时不按下限温开关，由于的作用，当锅内温度低于时会自动闭合，从而对锅加热，但当温度高于时会自动断开，使电饭锅处于保温状态，因此锅内的温度会控制在到之间，而无法将饭煮熟，B错误；C正确；
D．用电饭锅烧水，水沸腾后水的温度会保持不变，锅底温度不能达到居里点（），因此限温开关，不会自动断开，D错误。选AC。
9．【知识点】生活中的传感器
【答案】ACD
【详解】A．电熨斗是利用双金属片温度传感器，控制电路的通断，A正确；
B．光敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻随光照强度的增大而减小，B错误；
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应力片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，C正确；
D．金属热电阻随温度的升高其阻值逐渐升高，D正确。选ACD。
10．【知识点】霍尔元件
【答案】AB
【解析】若霍尔元件中移动的是自由电子,自由电子受到洛伦兹力发生偏转,根据左手定则可判断上、下两表面分别带上正、负电荷,从而形成电势差,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态,故下表面电势低,故错误.设霍尔元件的长、宽、高分别为、、,有,电流的微观表达式为,代入得,其他条件不变,若越大,则上、下表面间的电势差越大；其他条件不变,若电流越大,则上、下表面间的电势差越大,故正确,错误.把代入可得,可知越大,越大,即传感器灵敏度越高,故正确.
【关键点拨】
解答本题的关键是用左手定则判断电子所受的洛伦兹力方向,知道上、下表面间电势差的求解方法.
11．【知识点】金属热电阻、热敏电阻
【答案】；；不偏转；⑤④②③①
【详解】（1）[1][2]由表格数据知，当温度为30时，热敏电阻阻值为，继电器的阻值，当电流为时，所以电源选，80时，热敏电阻阻值，则，此时变阻器阻值，所以变阻器选择；
（2）[3]若只有b、c间断路，表笔接入a、b时，整个回路断路，电表指针不偏转；
（3）[4]50时，热敏电阻阻值为，所以应将电阻箱阻值调至，调节变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，顺序为⑤④②③①。
12．【知识点】其他传感器的应用
【答案】 非线性 50Ω，5A 远离 深夜路灯两端电压略高于额定电压，电路即使正常工作，R1也要消耗较多电能
【详解】（1）[1]由图像可知，该光敏电阻的阻值随光照强度的增加而非均匀减小，即做非线性变化。
（2）[2]电灯泡正常发光时，流经灯泡的电流为
则电路正常工作时干路电流大于3A，又因为电路正常工作时R1两端电压为110V，则R1的接入电阻约为
故选50Ω的方便调节；
[3]光敏电阻靠近路灯，容易受到路灯灯光的影响，导致照度增大而使路灯停止工作，停止工作后照度减小，路灯又开始工作，使得路灯时亮时暗，不能达到使用要求。所以安装该电路时，光敏电阻RL应远离路灯。
（3）[4]深夜时，光照较弱，使得路灯两端电压会略高于额定电压，导致电路即使正常工作，R1也要消耗较多电能。
13．【知识点】金属热电阻、热敏电阻
【答案】(1)锅底温度升高，感温铁氧体失去磁性，弹簧弹开，自动断电；(2)如果用电饭锅烧水，在水沸腾后自动不会断电．因为水沸腾是温度为100℃，小于居里温度，感温铁氧体不失去磁性；(3)2.904×106J
【详解】(1)锅底温度升高，感温铁氧体失去磁性，弹簧弹开，自动断电。
(2)如果用电饭锅烧水，在水沸腾后自动不会断电．因为水沸腾是温度为100℃，小于居里温度，感温铁氧体不失去磁性.
(3)1小时内电饭锅的加热时间共为40分钟，保温时间共为20分钟．加热时U=220V，I1=5A，t1=40min，则生热为Q1=UI1t1，解得Q1＝2.64×106J，保温时U=200V，I2=1A，t2=20min，则生热为Q2=UI2t2，解得Q2＝2.64×105J，1小时内该电饭锅产生的热量为Q=Q1+Q2=2.904×106J
14．【知识点】金属热电阻、热敏电阻
【答案】接触；上层；下
【详解】[1][2][3]平常温度低，双金属片都不变，上下触点接触在一起；电热丝通电加热，双金属片温度升高，双金属片膨胀系数上层大下层小，温度升到一定时双金属片上层膨胀比下层大，向下弯曲使触点断开．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性钢片下移，使双金属片稍向下弯曲，这时使触点断开双金属片向下弯曲程度要大一些温度要更高一些．
15．【知识点】其他传感器的应用
【答案】（1）（2）、变大，、变小，电路A点电势高于B点的电势；（3）见解析
【详解】（1）由图丙可知，设两端的电压为，两端的电压为，两端的电压为，两端的电压为。根据串联电路的电压与电阻关系有
又因为电压表示数为零，所以有
故有
（2）由图乙可知，当O点加一个压力F后，金属片P发生形变，由于电阻固定在金属片上，则、被拉长，、被拉宽，根据电阻定律由
可知，、变大，、变小。通过上述分析可知，相比较未受压力之前，电阻变大，减小，则根据串联电路电压与电阻的关系可知，两端电压变大，即B点电势变低；同理可得两端压减低，即A点电势变高，所以电路A点电势高于B点的电势。
（3）测量血压时，血压越高。压力F越大，金属片形变越显著，电阻变化越大，因而电压表示数越大，于是就能根据电压表示数的大小来测量血压的高低了，即血压计测血压的原理为电压表示数随压力的变化而变化。
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第 page number 页，共 number of pages 页5.2常见传感器的工作原理及应用同步练习2--2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题（本大题共6小题）
1．如图为某电感式位移传感器的原理图，1是待测位移的物体，3是接交流电的空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随物体1左右平移，则该传感器(　　)
A．将电流变化信号转化为位移变化信号输出
B．将位移变化信号转化为电流变化信号输出
C．将位移变化信号转化为电阻变化信号输出
D．当物体向左移动时，线圈的自感系数变小
2．下列说法不正确的是（　　）
A．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种元件
B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
C．电子秤所使用的传感器是力传感器，是把形变这个力学量转化为电压这个电学量
D．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，这种传感器作用是控制电路的通断
3．传感器可将非电学量转化为电学量起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器，如图是演示位移传感器的工作原理图，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（　　）
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数
4．某同学设计了一个加速度计，如图所示，较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电源E完全相同。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上，下列说法正确的是(　　)
A．这种传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电压
B．若观察到电压表的指针向右偏转，说明物体具有与图示方向相同的加速度
C．若观察到电压表指针在零点，说明物体处于静止状态
D．若观察到电压表指针在零点，说明物体的加速度等于0
5．某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（　　）
A．
B．为压力传感器
C．若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低
D．若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高
6．［重庆八中2025高二上月考］电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称为“霍尔转把”，属于传感器非接触控制.转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲.开启电源时，在霍尔器件的上、下表面之间加一定的电压，形成电流，如图乙.随着把手的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知霍尔电压与车速关系如图丙.以下关于“霍尔转把”的说法正确的是（ ）
A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为、极
B．按图甲顺时针转动电动自行车的右把手，车速将变快
C．图乙中从霍尔器件的左、右侧面输出控制车速的霍尔电压
D．若霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制
二、多选题（本大题共4小题）
7．电容式传感器的用途非常广泛，由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起电容的变化，如图是某种电容式传感器的示意图，关于这个传感器的作用，下列说法正确的是（　　）
A．可以通过电介质的左右移动来测量位移
B．可以通过电介质的左右移动再结合时间来测量速度
C．可以通过电介质的左右移动来测量极板受到的压力
D．可以通过电介质的左右移动结合时间来测量极板的速度
8．霍尔元件的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1 MHz），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及烟雾等的污染或腐蚀，所以得到了广泛的应用。如图甲是常见的两种霍尔元件，图乙为其工作的原理图。在霍尔元件中通以大小恒定的电流，方向由a向b，将一磁体靠近时，在c、f两端将会有一定的电势差，下列说法正确的是（　　）
A．磁场无论是什么方向，c、f两端都会有电势差
B．只要保持磁感应强度大小不变，无论怎样改变磁场的方向，c、f两端的电势差都不会发生变化
C．当磁感应强度大小不变时，c、f两端的电势差会随所加磁场方向的变化而变化
D．在加上某一方向的磁场后，如果c、f两端有电势差，其数值会随磁感应强度的增大而增大
9．下列关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是(　　)
A．应变片都是由半导体材料制成的
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大
10．关于传感器的作用，下列说法正确的是(　　)
A．传感器一般是把非电学量转换为电学量或转换为电路的通断
B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进行测量、传输、处理和控制
D．电磁感应是把磁学量转换成电学量，所以电磁感应也是传感器
三、非选择题（本大题共5小题）
11．2022年北京冬奥会室内赛场利用温度传感器实时监控赛场温度，而温度传感器的主要部件是热敏电阻。某探究小组网购了一个热敏电阻，设计了一个简易的“过热自动报警电路”。
（1）为了测量热敏电阻的阻值随温度变化的关系，该小组设计了如图甲所示的电路，他们的实验步骤如下：
①先将单刀双掷开关S掷向1，调节热敏电阻的温度，记下电流表的相应示数；
②然后将单刀双掷开关S掷向2，调节电阻箱R使电流表的读数为 ，记下电阻箱相应的示数；
③逐步升高温度的数值，每一温度下重复步骤①②；
④根据实验测得的数据，作出了热敏电阻的阻值随温度t变化的图像如图乙所示。
（2）该小组设计的“过热自动报警电路”如图丙所示，电源的电动势为E＝3V，电源内阻可忽略，继电器线圈用漆包线绕成，阻值为。将热敏电阻安装在需要探测温度的地方，当线圈中的电流大于等于60mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响起，同时指示灯熄灭。
（3）图丙中警铃的接线柱C应与接线柱 （填“A”或“B”）相连，指示灯的接线柱D应与接线柱 （填“A”或“B”）相连；请计算说明，环境温度超过 ℃时，警铃响起报警；若电源有一定的内阻，则警铃报警时对应的温度将 （填“升高”“降低”或“不变”）。
12．电梯运行加速度与乘客的舒适度紧密相关，某小组为了探究电梯运行的加速度，设计测量装置如图所示，已知电源电动势不变，内阻不计，物块左端与滑动变阻器的滑片相连，下端与竖直轻弹簧连接，将该装置固定在竖直方向运动的电梯中，电梯静止时，滑片在变阻器正中间位置。电压表可视为理想电表。
（1）若观察到电压表的偏角减小，则此时电梯的运动状态可能是（　　）
A．向上减速 B．向上加速 C．向下加速 D．向下减速
（2）当电梯运行的加速度减小时，电压表的示数将 （选填“变大、变小、不确定”）。
（3）若电源电动势，滑动变阻器总长度为L，物块质量为m，弹簧劲度系数为k，某时刻电压表示数为3V，则此时电梯加速度大小为 （用L、k、m表示）。
（4）若将电压表的表盘改成加速度表盘，则刻度是 （选填“均匀、不均匀”）的。
13．有一种测量体重的电子秤，其原理如图所示。它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆、压力传感器R（一个阻值可随压力大小变化的电阻）、显示质量的仪表G（其实质是电流表）。其中。已知压力传感器的电阻与其所受压力的函数关系式为，踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端电压恒为5.0V。
(1)该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处；
(2)现有一孩子静止站在踏板上，电流表刻度盘示数为25mA，求这个孩子的质量。（重力加速度g取）。
14．在科技小组活动中亮亮同学受图1所示电子秤的启发，自行设计了一个电子秤，其原理如图2所示，他试图用电压表(图中未画出)的示数来反映物体质量的大小.设电源的电压恒定为U，内阻不计，定值电阻的阻值为R0，滑动变阻器的阻值分布均匀，总电阻为R，总长度为L，滑动触头固定在安放托盘的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起自由滑动，已知每对托盘施加1 N的压力，弹簧的长度就会缩短A．当托盘中不放物体时，滑动触头在最上端，此时电压表的示数为零；当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到某一位置，于是电压表就指示出相应的示数.重力加速度为g.
(1)若在托盘上放一质量为m的物体，则滑动触头向下移动多大的距离
(2)请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表；
(3)求出电压表的示数U表与待测物体质量m之间的关系式(用已知量的符号表示).
　　
图1 图2
15．在科技小组活动中亮亮同学受图1所示电子秤的启发，自行设计了一个电子秤，其原理如图2所示，他试图用电压表（图中未画出）的示数来反映物体质量的大小.设电源的电压恒定为，内阻不计，定值电阻的阻值为，滑动变阻器的阻值分布均匀，总电阻为，总长度为，滑动触头固定在安放托盘的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起自由滑动，已知每对托盘施加的压力，弹簧的长度就会缩短.当托盘中不放物体时，滑动触头在最上端，此时电压表的示数为零；当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到某一位置，于是电压表就指示出相应的示数.重力加速度为.
图1 图2
（1） 若在托盘上放一质量为的物体，则滑动触头向下移动多大的距离？
（2） 请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表；
（3） 求出电压表的示数与待测物体质量之间的关系式（用已知物理量的符号表示）.
参考答案
1．【知识点】其他传感器的应用
【答案】　B
【详解】　电感式位移传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电流，故B正确，A、C错误；当物体向左移动时，软铁芯插入线圈的深度增大，则线圈的自感系数增大，故D错误。
2．【知识点】生活中的传感器、霍尔元件
【答案】B
【详解】霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种元件。A正确。话筒是一种声传感器，其作用是将声信号转换为电信号。B错误。电子秤所使用的传感器是力传感器，是把形变这个力学量转化为电压这个电学量。C正确。电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，通过双金属片传感器控制电路的通断。D正确。本题选择错误的，选B。
3．【知识点】生活中的传感器
【答案】B　【详解】由于电压表是理想的，因此滑片P移动时，不改变闭合电路的电阻，电源内的电流不发生变化，即电流恒定，A、C错误；物体M运动时，电压表所测电压是变化的，M不动时，电压表示数恒定，B正确，D错误。
4．【知识点】生活中的传感器
【答案】　D
【详解】　本题是一个加速度传感器，输入的是加速度，输出的物理量是电压，故A错误；当电压表指针在零点时，此时滑块的加速度等于0，滑块可能是静止，也可能是做匀速直线运动，故C错误，D正确；当电压表指针在零点时，此时P和Q两点的电势相等，当指针向右偏转时，φP>φQ，此时滑块是从开始的位置向右滑导致右边的弹簧压缩量变大，左边弹簧的压缩量变小，即右边弹簧的弹力大于左边弹簧的弹力，所以滑块的合力向左，加速度方向也向左，与图示加速度的方向相反，故B错误。
5．【知识点】生活中的传感器
【答案】C
【详解】题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a、b两端此时的电压大于，根据串联电路电压分部特点可知，为压力传感器，高水位时压力传感器的电阻值越小，压力传感器两端电压变小， ，AB错误；根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端的电压为，若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时a、b两端的电压大于时，压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当a、b两端的电压小于时开启高水位预警时，压力传感器阻值需要越大，则水位越低。C正确，D错误。
6．【知识点】霍尔元件
【答案】B
【解析】由于在霍尔器件的上、下表面之间加一定的电压,形成电流,当永久磁铁的上、下端分别为、极时,在霍尔器件内磁场方向与电子的移动方向平行,则电子不受洛伦兹力作用,霍尔器件不能输出控制车速的霍尔电压,故错误；当按题图甲顺时针转动电动自行车的右把手时,霍尔器件周围的磁场增强,则霍尔器件输出控制车速的霍尔电压增大,因此车速将变快,故正确；根据题意,结合题图乙可知,永久磁铁的、极可能在左、右侧面,或在前、后面,因此从霍尔器件输出控制车速的霍尔电压不一定在霍尔器件的左、右侧面,也可能在前、后面,故错误；当霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调,从霍尔器件输出控制车速的霍尔电压正负号相反,由题图丙可知,不会影响车速控制,故错误.
7．【知识点】生活中的传感器
【答案】AB　【详解】电容器可以由电介质的变化引起电容的变化测量位移x，也可以结合时间来测量电介质位移变化的快慢即速度，故A、B选项正确；电介质的运动与极板的变化都影响电容的变化，故不能通过电介质的运动来测量极板受到的压力及极板的运动快慢，C、D错误。
8．【知识点】霍尔元件
【答案】CD　【详解】霍尔元件的工作原理是磁场对运动电荷会产生力的作用，但当电荷运动的方向与磁场方向平行时，就不会受到磁场力的作用，c、f两端就不会产生电势差，选项A、B错误，C正确；当有磁场时，如果c、f两端产生电势差，由UH＝k可得，电势差的数值会随磁感应强度的增大而增大，选项D正确。
9．【知识点】电阻应变片
【答案】　BD
【详解】　常见的电阻应变片有金属电阻应变片和半导体电阻应变片，故选项A错误；当应变片拉伸时，其电阻变大，反之变小，故选项B正确；传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值越大，故选项C错误，D正确。
10．【知识点】其他传感器的应用
【答案】　AC
【详解】　根据传感器的概念和工作原理可以判断A、C正确，B错误；电磁感应是一种现象，既不是器件，也不是装置，不能称为传感器，D错误。
11．【知识点】金属热电阻、热敏电阻
【答案】 I1 B A 40 升高
【详解】（1）[1]②实验采用替代法﹐将单刀双掷开关S掷向2，调节电阻箱R使电流表的读数为。
（3）[2][3]温度升高时，热敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律，热敏电阻的阻值减小，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大。当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响，所以警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。
[4]当线圈中的电流时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警控制电路的总电阻
热敏电阻
由图乙可知，此时t＝40℃；
[5]所以当温度时，警铃报警。当考虑电源内阻时，线圈中的电流大于等于60mA，则
不变，但热敏电阻
热敏电阻的阻值变小，温度升高。
12．【知识点】生活中的传感器
【答案】（1）ABCD；（2）不确定；（3）；（4）均匀
【详解】（1）电梯静止时，滑片在变阻器正中间位置，若观察到电压表的偏角减小，由电路图可知滑动变阻器滑片向上滑动；若变化前滑动变阻器滑片处于中间位置上方，则电梯的加速度方向向下，且加速度在增大，则电梯可能向上做加速度增大的减速运动，也可能向下做加速度增大的加速运动。若变化前滑动变阻器滑片处于中间位置下方，则电梯的加速度方向向上，且加速度在减小，则电梯可能向上做加速度减小的加速运动，也可能向下做加速度减小的减速运动。
（2）当电梯运行的加速度减小时，若电梯的加速度方向向下，则滑动变阻器滑片处于中间位置上方，且向下滑动，则电压表的示数将变大；若电梯的加速度方向向上，则滑动变阻器滑片处于中间位置下方，且向上滑动，则电压表的示数将变小。所以当电梯运行的加速度减小时，由于不清楚加速度方向，则不能确定电压表的示数变化。
（3）电梯静止时，滑片在变阻器正中间位置，设此时弹簧的压缩量为，则有，此时电压表示数为，某时刻电压表示数为3V，设此时弹簧的压缩量为，则有，可得，根据牛顿第二定律可得，联立解得此时电梯加速度大小为。
（4）电梯静止时，有，若加速度向上，则有，即，而与滑动变阻器的变化成正比，又，联立可知电压表读数的变化量与加速度成正比，则将电压表的表盘改成表示加速度的表盘，刻度是均匀的。
13．【知识点】电阻应变片
【答案】(1)20mA；(2)40kg
【详解】（1）依题意可知，电子秤空载时压力传感器受到的压力为零，电阻，
电路中的电流为，
所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的20mA处；
（2）当电流表刻度盘的示数为时，压力传感器的电阻，
由，
解得，
再由，
可得，
孩子的质量为。
14．【知识点】生活中的传感器
【答案】(1)mga　(2)见解析　(3)U表=m
【解析】(1)物体所受的重力为G=mg，
由作用力和反作用力的关系可知，物体对托盘的压力F=G=mg，
每对托盘施加1 N的压力，弹簧的长度就会缩短a，则滑动触头向下移动的距离ΔL=mgA．
(2)电压表在使用时必须并联到被测物体两端，且滑动触头在最上端时，电压表的示数为零；所以符合要求的电压表位置如图所示.
(3)待测物体质量为m时，滑动变阻器的滑动触头上方电阻丝的电阻值为R'=R=R，
由图可知电阻R0和滑动变阻器串联，由欧姆定律得电路中的电流I==，
滑动触头上方电阻丝两端的电压，即电压表的示数为U表=IR'=×R=m.
15．【知识点】生活中的传感器
【答案】（1）
（2） 见解析
（3）
【解析】
（1） 物体所受的重力为,由作用力和反作用力的关系可知,物体对托盘的压力,则滑动触头向下移动的距离.
（2） 由滑动触头在最上端时,电压表的示数为零可知,电压表应并联在滑动变阻器的上半部分,电路图如图所示.
（3） 待测物体质量为时,滑动变阻器的滑动触头上方电阻丝的电阻值为,由图可知电阻和滑动变阻器串联,由欧姆定律得电路中的电流,滑动变阻器的滑动触头上方电阻丝两端的电压,即电压表的示数为.
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第 page number 页，共 number of pages 页5.3利用传感器制作简单的自动装置用同步练习1--2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题（本大题共8小题）
1．如图是酒精测试仪的电路，R0是定值电阻．已知酒精气体的浓度越大，酒精气体传感器的电阻越小，则对酗酒者进行测试时
A．酒精气体传感器电阻变大
B．电压表示数变大
C．电压表示数变小
D．电路的总电阻变大
2．如图电路中，电阻R随温度升高均匀增大，用这个电阻做探头测温，把电流表的刻度改为相应的温度刻度。下列说法正确的是（ ）
A．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀
B．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀
C．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀
D．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀
3．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，电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是（ ）
A．越小，表示越大，与成反比
B．越小，表示越大，与不成反比
C．越小，表示越小，与成正比
D．越大，表示越大，与不成正比
4．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(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
5．如图是应用光敏电阻设计的实验电路。闭合开关后，用光照向光敏电阻，发现光照强度增加时，灯变得更亮，下列分析正确的有（　　）
A．光敏电阻的阻值随光照强度增加而增大
B．光敏电阻的阻值不随光照强度的变化而变化
C．灯变得更亮，说明电路中的总电阻变小
D．灯变得更亮，说明电路中的总电阻变大
6．传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若电流从灵敏电流计“＋”接线柱流进时指针向右偏，从“－”流进时向左偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是（ ）
A．电容器的电容将减小 B．M点的电势比N点的低
C．灵敏电流表指针向左偏转 D．若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化
7．在用位移传感器做实验时，下列说法中正确的是（　　）
A．位移传感器的发射窗口应对准接收器的信号接收窗口
B．位移传感器的发射窗口不一定要对准接收器的信号接收窗口
C．连接到数据采集器上的是发射器部分
D．实验开始后，必须先打开发射器的电源开关
8．2008年5月12日我国四川省汶川县发生了8.0级的大地震，救援队员用多种生命探测仪搜寻废墟下幸存者发出的具有生命迹象的信息。有一种生命探测仪与自动门、家电遥控系统应用的是同一种类型的传感器。这种传感器是（　　）
A．湿度传感器 B．气体传感器
C．红外传感器 D．压力传感器
二、多选题（本大题共3小题）
9．某同学对某种抽水泵的电磁泵模型进行了研究．如图泵体是一个长方体,ab边长为L1,左右两侧面是边长为L2的正方形,在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ,泵体所在处有方向垂直纸面向外的匀强磁场B．工作时,泵体的上下两表面接在电压为U的电源(内阻不计)上．理想电流表示数为I,若电磁泵和水面高度差为h,不计水在流动中和管壁之间的阻力,重力加速度为g．则（ ）
A．泵体上表面应接电源正极
B．电源提供的电功率为
C．电磁泵不加导电剂也能抽取不导电的纯水
D．若在t时间内抽取水的质量为m,这部分水离开电磁泵时的动能为UIt-mgh-I2t
10．如图所示，1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端. 毫安表检测输入霍尔元件的电流，毫伏表检测霍尔元件输出的电压．已知图中的霍尔元件是正电荷导电，当开关S1、S2闭合后，电流表A和电表B、C都有明显示数，下列说法中正确的是(　　)
A．电表B为毫伏表，电表C为毫安表
B．接线端2的电势低于接线端4的电势
C．保持R1不变、适当减小R2，则毫伏表示数一定增大
D．使通过电磁铁和霍尔元件的电流大小不变，方向均与原电流方向相反，则毫伏表的示数将保持不变
11．自行车速度计是利用霍尔传感器获知自行车的运动速率．如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔传感器的工作原理图。当磁铁靠近霍尔传感器时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差，下列说法正确的是（　　）
A．根据单位时间内的脉冲数和前轮半径即可获知车速大小
B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高
C．图乙中电流I是由正电荷定向移动形成的
D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小
三、非选择题（本大题共6小题）
12．某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表，他所选用的器材有：灵敏电流表（待改装），电源（电动势为，内阻不计），滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水材料，标准温度计，PTC热敏电阻（PTC线性热敏电阻的阻值与摄氏温度的关系为，a>0，k>0。设计电路图如图所示，按电路图连接好实验器材后，按如下步骤进行操作。
（1）将滑动变阻器滑片P滑到________（填“”或“”）端，单刀双掷开关S掷于c端，调节滑片P使电流表满偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路。
（2）容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降，就将开关S置于d端，并记录此时的温度和对应的电流表的示数，然后断开开关。请根据温度表的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式________（用题目中给定的符号）。
（3）根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表。根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是：低温刻度在________（填“左”或“右”）侧，刻度线分布是否均匀？________（填“是”或“否”）。
13．力敏电阻被广泛应用于汽车电子、医疗设备以及工业机器人等领域。为了研究现有一可视为纯电阻的力敏电阻（型号FSR408）的电阻值随着表面所受压力的变化而变化的情况，新华中学课外兴趣小组的同学设计的实验电路如图所示，已知该力敏电阻的电阻值在100 Ω~3000 Ω之间变化。除了型号为FSR408的力敏电阻外，兴趣小组现有的器材还有：

直流电源E（电动势约为6 V，内阻约为1 Ω）；
电压表（量程为6 V，内阻约为3 kΩ）；
电压表（量程为15 V，内阻约为5 kΩ）；
电流计（量程为3 mA，内阻为11 Ω）；
滑动变阻器R1（最大阻值为10 Ω，额定电流为3 A）；
滑动变阻器R2（最大阻值为1 kΩ，额定电流为0.5 A）；
开关及导线若干。
（1）实验中要求尽量减小误差，应保证电表在测量时其最大示数超过量程的一半，则滑动变阻器应选择 （填“R1”或“R2”），电压表应选择 （填“”或“”）。
（2）为了在实验中使电流计符合实验要求，需要给电流计 （填“串”或“并”）联一个阻值为 Ω的定值电阻，就可以将该电流计改装为量程36 mA的电流表。
（3）使用该电路测量时，由于电压表不是理想电表，因此测量值 （填“大于”或“小于”）真实值。
（4）已知力敏电阻（型号FSR408）的电阻值随着表面所受压力的增大而减小。实验中先将滑动变阻器的滑片P移至左端，再闭合开关S1，在给该力敏电阻施加较大的压力时，开关S2需要处于 （填“断开”或“闭合”）状态。移动滑片P至合适位置，若此时电压表示数为量程的三分之二，电流表示数为量程的四分之三，则此时力敏电阻对应的阻值为 Ω（结果保留三位有效数字）。
14．传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器原理图．则
(1)为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在 (选填“a”或“b”)．
(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向 移动(选填“左”或“右”)．
15．如图所示，一定厚度和宽度的导体板放在匀强磁场中，当导体板通过一定电流，且电流与磁场方向垂直时，在导体板的上侧面A和下侧面之间会产生一定的电势差，这种现象称为霍尔效应。
(1)若图中的电流I是电子的定向运动产生的，则导体板上、下两个侧面中，哪个电势高？
(2)设该导体板单位体积中自由电子的个数为n，导体板的宽度为d，通过导体板的电流为I，磁感应强度为B，电子电荷量为e。试证明：发生霍尔效应时，导体板上、下侧面间的电势差。
(3)由上问的结论可知，在I、n、e、d都相同的情况下，与B成正比，由的数值可以比较B的大小，因此可以把这种导体板做成磁敏元件。试问：用这种磁敏元件探测某空间的磁场时，磁敏元件摆放的方向对是否有影响？如果把这种导体板上、下侧面间的电压进行线性放大显示，用它做成的磁传感器的示数是否跟被测磁感应强度有线性关系？
16．传感器有哪些分类方法？在实际应用中，传感器是如何命名的？
17．什么是传感器？它由哪几部分组成？各部分有什么作用？
参考答案
1．【知识点】常见的传感器工作原理及应用、闭合电路的欧姆定律及其应用
【答案】B
【详解】
根据题意，酒精气体浓度变大，酒精气体传感器的电阻变小，则闭合电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律，电路中电流变大，导致电阻R0两端的电压变大，B正确．
故本题选B
2．【知识点】金属热电阻、热敏电阻
【答案】B
【详解】根据图示，电路是串联电路，根据题意，当温度高时，电阻R增大，电路中总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流减小，即高温对应电流较小的刻度上；当温度低时，电阻R减小，电路中总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流增大，即低温对应电流较大的刻度上。由题意电阻R随温度升高均匀增大可得R=R0+kt，根据闭合电路得欧姆定律，I与温度t不成线性关系，所以电阻温度计得刻度是不均匀的，所以ACD错误，B正确。选B。
3．【知识点】其他传感器的应用
【答案】D
【详解】设酒精气体传感器的电阻为R′，则，k是比例系数．根据欧姆定律得，电压表示数，可见，c越大，则U越大，但与U与c不是成正比．选D。
4．【知识点】其他传感器的应用
【答案】C
【详解】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．选C．
5．【知识点】其他传感器的应用
【答案】C
【详解】由于用光照向光敏电阻，发现光照强度增加时，灯变得更亮，则电路的电流变大，总电阻减小，所以光敏电阻的阻值随光照强度增加而减小，则ABD错误；C正确；选C。
6．【知识点】其他传感器的应用
【答案】B
【详解】A．由题可知，电容器的电压不变，当待测压力突然增大时，F向上压膜片电极，由，可知d减小，电容增大，A错误；
BC．由题可知，电容器的电压不变，若F向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成逆时针方向的电流，则灵敏电流计指针向右偏；电流从N流向M，M点的电势比N点的低，C错误、B正确；
D．若电流计示数稳定且不为零，说明电容器正在充放电，电容器的电容变化，说明压力F变化，D错误。选B。
7．【知识点】其他传感器的应用
【答案】A
【详解】AB．位移传感器的发射窗口应对准接收器的信号接收窗口，A正确；B错误；
C．连接到数据采集器上的是接收器部分，C错误；
D．实验开始前，必须先打开发射器的电源开关，D错误。选A。
8．【知识点】其他传感器的应用
【答案】C
【详解】一切物体均发出红外线，生命探测仪可利用红外线来探测，自动安全门和电视机遥控器使用的是同一类型传感器，红外线是一种不可见的光线，红外报警装置就是利用它将光信号转换为电信号的。选C。
9．【知识点】生活中的传感器
【答案】AD
【详解】
当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体；故A正确；根据电阻定律，泵体内液体的电阻：；因电路不是纯电阻电路，则流过泵体的电流，那么电源提供的电功率为，故B错误；电磁泵不加导电剂，不能抽取不导电的纯水，故C错误；若t时间内抽取水的质量为m，根据能量守恒定律，则这部分水离开泵时的动能为，故D正确．
10．【知识点】霍尔元件
【答案】CD
【分析】
线圈产生匀强磁场，方向垂直霍尔元件的上下两个面，电源E2提供通过霍尔元件的电流，带电粒子在磁场力作用下偏转，由左手定则可知偏方向，得出电势高低；由电流的变化，导致电子运动速度也变化，由电场力等于洛伦兹力，可得电压的变化；电压表C测量霍尔元件的电压，霍尔电压与磁感应强度和通过霍尔元件的电流有关．
【详解】
A.B表为测量通过霍尔元件的电流，C表测量霍尔电压，故电表B为毫安表，电表C为毫伏表，故A错误；
B. 根据安培定则可知，磁场的方向向下，通过霍尔元件的电流由接线端1流向接线端3，正电子移动方向与电流的方向相同，由左手定则可知，正电子偏向接线端2，所以接线端2的电势高于接线端4的电势，故B错误；
C.保持R1不变，电磁铁中的电流不变，产生的磁感应强度不变；减小R2，霍尔元件中的电流增大，根据I=nesv，v增大，电子受到的电场力等于洛伦兹力，，U=dvB，所以霍尔电压增大，即毫伏表示数一定增大，故C正确；
D.当调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流方向相反，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，即2/4两接线端的电势高低关系不发生改变，根据U=dvB，毫伏表的示数将保持不变，故D正确；
故选CD.
11．【知识点】霍尔元件
【答案】AD
【详解】
A．根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮转动的角速度，最后由线速度公式结合前轮半径，即可求解车速大小，故A正确；
B．根据洛伦兹力等于电场力有
可得
根据电流的微观定义式
可得
联立解得
可知霍尔电压与车速大小无关，故B错误；
C．图乙中电流I是由负电荷定向移动形成的，故C错误；
D．根据公式
若长时间不更换传感器的电源，则电流I减小，则霍尔电势差将减小，故D正确。
故选AD。
12．【知识点】实验：传感器相关探究与实验
【答案】 a 右 否
【详解】（1）[1]分析电路可知滑动变阻器为限流式接法，所以闭合开关前，使它的阻值处于最大值状态，即将滑片P滑到a端；
（2）[2]把开关置于d端，根据闭合电路欧姆定律可得
热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为
联立可得
（3）[3]由（2）的关系式可知，温度越低，电阻越小，回路中I越大，所以低温度刻度在右侧；
[4]由关系式可知，电流I与温度t不是线性关系，所以刻度线分布不均匀。
13．【知识点】实验：传感器相关探究与实验
【答案】R1；；并；1；小于；闭合；148
【详解】（1）[1][2]为了便于操作，则滑动变阻器应选择R1，为了保证电压表在测量时其最大示数超过量程的一半，电压表应选择。
（2）[3][4]为了在实验中使电流表符合实验要求，需要给电流表并联一个小阻值的定值电阻，根据欧姆定律有，解得
（3）[5]使用该电路测量时，由于电压表的分流，使得电流测量值大于通过力敏电阻的真实电流，因此测量值小于真实值。
（4）[6][7]根据题意可知，给该力敏电阻施加较大的压力时，力敏电阻的阻值较小，流过力敏电阻的电流较大，电流表应选择大量程，对应的开关S2需要闭合；根据欧姆定律，力敏电阻对应的阻值
14．【知识点】金属热电阻、热敏电阻
【答案】
A；左
【详解】
（1）温度升高热敏电阻变小，控制左边电路电流变大，电磁铁磁性变强、开关接触a点，要使温度过高时报警器报警，c应接在a处．
（2）滑片P向左移，滑动变阻器接入电路的阻值变大，在温度更高时控制电路才能有足够大电流，使磁铁有足够大引力吸引开关，因此滑片向左移可以提高报警器的灵敏度．
15．【知识点】霍尔元件
【答案】(1)A′；(2)见解析；(3)有影响；是线性关系；
【详解】(1)导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动。由左手定则判断，电子会偏向A端面，A′板上出现等量的正电荷，电场线向上，所以下侧面A′的电势高于侧面A的电势。
(2)当电场力与洛伦兹力平衡时，则有，由电流微观表达式得I＝neSv=nehdv解得
16．【知识点】认识传感器
【答案】见详解
【详解】传感器的分类方法：根据被测量分类、按照工作原理分类、按照输出信号分类、根据测量目的分类、按照制造工艺分类等。在实际应用中，传感器一般是按照工作原理与被测量合成命名的。
17．【知识点】其他传感器的应用
【答案】见解析
【详解】传感器是指把被测的非电信息，按照一定的规律转换成与之对应的电信号的器件或装置；传感器由敏感元件和处理电路组成；敏感元件的作用是直接感受非电信息，并将这些信息转换成易于测量的物理量，形成电信号；处理电路的主要作用是放大微小信号，除去干扰信号，使敏感元件输出的电信号转换成便于显示、记录、处理和控制的电学量。
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第 page number 页，共 number of pages 页5.3利用传感器制作简单的自动装置用同步练习2-2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题（本大题共6小题）
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．霍尔元件是磁传感器，是实际生活中的重要元件之一。如图所示为长度一定的霍尔元件，在该元件中通有方向从E到F的恒定电流I，现在空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其中元件中的载流子为带负电的电荷。则下列说法正确的是（　　）
A．该元件能把电学量转化为磁学量
B．左表面的电势高于右表面
C．如果用该元件测赤道处的磁场，应保持平面呈水平状态
D．如果在霍尔元件中的电流大小不变，则左右表面的电势差与磁场的磁感应强度成正比
3．如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E=9.0V，内阻不计；G为灵敏电流表，其内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1=2mA；当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻的温度是( )
A．60℃ B．80℃ C．100℃ D．120℃
4．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，电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是（ ）
A．越小，表示越大，与成反比
B．越小，表示越大，与不成反比
C．越小，表示越小，与成正比
D．越大，表示越大，与不成正比
5．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(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
6．酒精测试仪已应用于全国各地查处司机是否酒驾的现场检测。有一种酒精测试仪利用的是二氧化锡半导体型传感器，若这种传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，在如图所示的电路图中，正确反映电压表示数U与酒精气体浓度c之间对应关系的选项是（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题（本大题共4小题）
7．传感器已广泛应用于生产和生活中，下列关于传感器的说法正确的是（　　）
A．给货车称重的地磅使用了光传感器
B．夜间自动打开的路灯使用了光传感器
C．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
D．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
8．某同学对某种抽水泵的电磁泵模型进行了研究．如图泵体是一个长方体,ab边长为L1,左右两侧面是边长为L2的正方形,在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ,泵体所在处有方向垂直纸面向外的匀强磁场B．工作时,泵体的上下两表面接在电压为U的电源(内阻不计)上．理想电流表示数为I,若电磁泵和水面高度差为h,不计水在流动中和管壁之间的阻力,重力加速度为g．则（ ）
A．泵体上表面应接电源正极
B．电源提供的电功率为
C．电磁泵不加导电剂也能抽取不导电的纯水
D．若在t时间内抽取水的质量为m,这部分水离开电磁泵时的动能为UIt-mgh-I2t
9．如图所示，1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端. 毫安表检测输入霍尔元件的电流，毫伏表检测霍尔元件输出的电压．已知图中的霍尔元件是正电荷导电，当开关S1、S2闭合后，电流表A和电表B、C都有明显示数，下列说法中正确的是(　　)
A．电表B为毫伏表，电表C为毫安表
B．接线端2的电势低于接线端4的电势
C．保持R1不变、适当减小R2，则毫伏表示数一定增大
D．使通过电磁铁和霍尔元件的电流大小不变，方向均与原电流方向相反，则毫伏表的示数将保持不变
10．自行车速度计是利用霍尔传感器获知自行车的运动速率．如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔传感器的工作原理图。当磁铁靠近霍尔传感器时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差，下列说法正确的是（　　）
A．根据单位时间内的脉冲数和前轮半径即可获知车速大小
B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高
C．图乙中电流I是由正电荷定向移动形成的
D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小
三、非选择题（本大题共5小题）
11．现要组装一个酒精测试仪,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器,此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示.目前国际公认的酒驾标准是“0.2 mg/mL≤酒精气体浓度<0.8 mg/mL”,醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8 mg/mL”.可供使用的器材有:
A．二氧化锡半导体型酒精气体传感器Rx
B．直流电源(电动势为4 V,内阻不计)
C．电压表(量程为0~3 V,内阻非常大,作为浓度表使用)
D．电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)
E.定值电阻R1(阻值为50 Ω)
F.定值电阻R2(阻值为10 Ω)
G.单刀双掷开关一个,导线若干
(1)如图乙是酒精测试仪电路图,请在图丙中用笔画线代替导线完成实物连线.
甲　　乙　　丙
(2)电路中R应选用定值电阻　　　　(填“R1”或“R2”).
(3)为便于识别,按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前,先将电阻箱阻值调为30.0 Ω,然后开关向　　　　(填“c”或“d”)端闭合,将电压表此时指针对应的刻度线标记为　　　　mg/mL.
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断变大,按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”.
③将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用.
(4)某同学将调试好的酒精测试仪靠近酒精瓶口,发现该表显示为醉驾,则电压表的实际电压为　　　　.
12．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器的线路图．
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 处（填a或b）．
（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向 移动（填左或右）．
（3）如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是 （写出一个）．
13．如图所示，一定厚度和宽度的导体板放在匀强磁场中，当导体板通过一定电流，且电流与磁场方向垂直时，在导体板的上侧面A和下侧面之间会产生一定的电势差，这种现象称为霍尔效应。
(1)若图中的电流I是电子的定向运动产生的，则导体板上、下两个侧面中，哪个电势高？
(2)设该导体板单位体积中自由电子的个数为n，导体板的宽度为d，通过导体板的电流为I，磁感应强度为B，电子电荷量为e。试证明：发生霍尔效应时，导体板上、下侧面间的电势差。
(3)由上问的结论可知，在I、n、e、d都相同的情况下，与B成正比，由的数值可以比较B的大小，因此可以把这种导体板做成磁敏元件。试问：用这种磁敏元件探测某空间的磁场时，磁敏元件摆放的方向对是否有影响？如果把这种导体板上、下侧面间的电压进行线性放大显示，用它做成的磁传感器的示数是否跟被测磁感应强度有线性关系？
14．传感器有哪些分类方法？在实际应用中，传感器是如何命名的？
15．什么是传感器？它由哪几部分组成？各部分有什么作用？
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】霍尔元件
【答案】D
【详解】霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，A错误；由于元件中的载流子为带负电的电荷，则负电荷的运动方向由F到E，由左手定则可知负B．电荷向左表面偏转，则右表面的电势高，B错误；如果用该元件测赤道处的磁场，由于地磁场与水平面平行，因此如果霍尔元件的平面保持水平，则无电压产生，C错误；根据，得，由电流的微观定义式（n是单位体积内的导电粒子数，q是单个导电粒子所带的电荷量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度），整理得，联立解得，可知保持电流不变，则左右表面的电势差与磁感应强度成正比，D正确。
3．【知识点】金属热电阻、热敏电阻、闭合电路的欧姆定律及其应用
【答案】D
【详解】
当R的温度等于20℃时，结合图像知电阻R1=4kΩ，此时电流表示数I1=2mA，由闭合电路欧姆定律知
解得：；当电流表的示数I2=3.6mA时，由闭合电路欧姆定律知
解得，结合图像知此时温度对于的是。
故选D。
4．【知识点】其他传感器的应用
【答案】D
【详解】设酒精气体传感器的电阻为R′，则，k是比例系数．根据欧姆定律得，电压表示数，可见，c越大，则U越大，但与U与c不是成正比．选D。
5．【知识点】其他传感器的应用
【答案】C
【详解】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．选C．
6．【知识点】其他传感器的应用
【答案】D
【详解】BC．酒精气体传感器和两个定值电阻串联在电路中，电压表测R0两端的电压，酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，测试到的酒精气体浓度越大，则传感器的电阻的倒数越大，所以传感器的电阻越小，根据欧姆定律，可知通过传感器的电流越大，R0和右边定值电阻两端的电压越大，传感器两端的电压越小，所以U越大，表示C越大，BC错误；
AD．根据闭合电路欧姆定律得，电压表示数为，式中k为一常量，从表达式可以看出，U与c是非线性关系，A错误，D正确。选D。
7．【知识点】生活中的传感器
【答案】BD
【详解】AC．给货车称重的地磅使用了压力传感器，话筒工作时将声信号转化为电信号，选项AC错误；
B．夜间自动打开的路灯使用了光传感器，B正确；
D．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断，D正确。选BD。
8．【知识点】生活中的传感器
【答案】AD
【详解】
当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体；故A正确；根据电阻定律，泵体内液体的电阻：；因电路不是纯电阻电路，则流过泵体的电流，那么电源提供的电功率为，故B错误；电磁泵不加导电剂，不能抽取不导电的纯水，故C错误；若t时间内抽取水的质量为m，根据能量守恒定律，则这部分水离开泵时的动能为，故D正确．
9．【知识点】霍尔元件
【答案】CD
【分析】
线圈产生匀强磁场，方向垂直霍尔元件的上下两个面，电源E2提供通过霍尔元件的电流，带电粒子在磁场力作用下偏转，由左手定则可知偏方向，得出电势高低；由电流的变化，导致电子运动速度也变化，由电场力等于洛伦兹力，可得电压的变化；电压表C测量霍尔元件的电压，霍尔电压与磁感应强度和通过霍尔元件的电流有关．
【详解】
A.B表为测量通过霍尔元件的电流，C表测量霍尔电压，故电表B为毫安表，电表C为毫伏表，故A错误；
B. 根据安培定则可知，磁场的方向向下，通过霍尔元件的电流由接线端1流向接线端3，正电子移动方向与电流的方向相同，由左手定则可知，正电子偏向接线端2，所以接线端2的电势高于接线端4的电势，故B错误；
C.保持R1不变，电磁铁中的电流不变，产生的磁感应强度不变；减小R2，霍尔元件中的电流增大，根据I=nesv，v增大，电子受到的电场力等于洛伦兹力，，U=dvB，所以霍尔电压增大，即毫伏表示数一定增大，故C正确；
D.当调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流方向相反，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，即2/4两接线端的电势高低关系不发生改变，根据U=dvB，毫伏表的示数将保持不变，故D正确；
故选CD.
10．【知识点】霍尔元件
【答案】AD
【详解】
A．根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮转动的角速度，最后由线速度公式结合前轮半径，即可求解车速大小，故A正确；
B．根据洛伦兹力等于电场力有
可得
根据电流的微观定义式
可得
联立解得
可知霍尔电压与车速大小无关，故B错误；
C．图乙中电流I是由负电荷定向移动形成的，故C错误；
D．根据公式
若长时间不更换传感器的电源，则电流I减小，则霍尔电势差将减小，故D正确。
故选AD。
11．【知识点】生活中的传感器
【答案】(1)见解析　(2)R2　(3)c　0.2　(4)大于等于2 V(或大于等于2 V,小于等于3 V)
【解析】(1)电路图如图所示.
(2)在题图乙中,根据闭合电路欧姆定律,电压表的读数为UR=·R,因为电压表的量程为0~3 V,所以UR≤3 V,根据题图甲可知10 Ω≤Rx≤70 Ω,解得R≤30 Ω,故选R2.
(3)电路接通前,先将电阻箱阻值调为30.0 Ω,然后开关向c端闭合,将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.2 mg/mL.
(4)若将调试好的酒精测试仪靠近酒精瓶口,发现该表显示为醉驾,根据规定,结合题图乙可知与0.8 mg/mL对应的电阻值是Rx=10 Ω,则电压表的实际电压为U=R2=×10 V=2 V,故醉驾时电压表的电压大于等于2 V.
12．【知识点】金属热电阻、热敏电阻
【答案】a；左；线圈匝数过少、或弹簧弹力太大、或电源电动势太低
【详解】
(1)由图乙知，温度高时，的阻值较小，左边电路中的电流大，电磁铁把触头吸到与a接触，要使报警器响铃，c应接在a处．
（2）要使启动报警的温度高些，热敏电阻的阻值更小，所以滑动变阻器的阻值要变大，滑片P向左滑动．
（3）由题意知，电磁铁产生的吸引力太小，不能把触头吸过来，吸引力小的原因可能是左边电源电压太低、线圈匝数太少；另一种可能是弹簧的拉力太大，即弹簧劲度系数太大．
13．【知识点】霍尔元件
【答案】(1)A′；(2)见解析；(3)有影响；是线性关系；
【详解】(1)导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动。由左手定则判断，电子会偏向A端面，A′板上出现等量的正电荷，电场线向上，所以下侧面A′的电势高于侧面A的电势。
(2)当电场力与洛伦兹力平衡时，则有，由电流微观表达式得I＝neSv=nehdv解得
14．【知识点】认识传感器
【答案】见详解
【详解】传感器的分类方法：根据被测量分类、按照工作原理分类、按照输出信号分类、根据测量目的分类、按照制造工艺分类等。在实际应用中，传感器一般是按照工作原理与被测量合成命名的。
15．【知识点】其他传感器的应用
【答案】见解析
【详解】传感器是指把被测的非电信息，按照一定的规律转换成与之对应的电信号的器件或装置；传感器由敏感元件和处理电路组成；敏感元件的作用是直接感受非电信息，并将这些信息转换成易于测量的物理量，形成电信号；处理电路的主要作用是放大微小信号，除去干扰信号，使敏感元件输出的电信号转换成便于显示、记录、处理和控制的电学量。
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