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2026届高考物理一轮复习特训 传感器
一、单选题
1．2023年6月20日消息，科学家最近利用六方氮化硼二维层中的硼空位，首次完成了在纳米级排列量子传感器的精细任务，从而能够检测磁场中的极小变化，实现了高分辨率磁场成像。关于传感器，下列说法正确的是( )
A.激光传感器能将电学量按一定规律转换成非电学量
B.电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制
C.霍尔元件能够把电学量转换为磁学量，干簧管是一种能够感知电场的传感器
D.传感器主要是通过感知电压的变化或感知电流的变化来传递信号
2．一个简单的门窗防盗报警装置示意图如图所示，门的上沿嵌入一块永磁体，当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；打开时，蜂鸣器响，指示灯灭。为实现上述功能，最适合的传感器是( )
A.光敏电阻 B.电阻应变片 C.热敏电阻 D.干簧管
3．如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，注射器与传感器连接处有细微的漏气，则实验得到的图像可能是( )
A. B.
C. D.
4．传感器在日常生活中的应用随处可见，下列说法不正确的是( )
A.血糖仪利用葡萄糖生物传感器制成
B.可燃气体报警器利用电化学气体传感器制成
C.电梯超出负载发出报警提示的报警器利用压力传感器制成
D.全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置利用温度传感器制成
5．如图所示，甲图是录音机的录音电路原理图，乙图是研究自感现象的实验电路图，丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁图是电容式话筒的电路原理图，下列说法错误( )
A.甲图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B.乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花
C.丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化
D.丁图电路中，当声波使膜片振动时，电容发生变化，会在电路中产生变化的电流
6．下图中关于传感器的应用，说法正确的是( )
A.干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的
B.机器人“眼睛”利用了光传感器
C.红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D.火灾报警器是通过感知温度触发报警的
7．关于传感器及其应用，下列说法正确的是( )
A.烟雾散射式火灾报警器都是利用温度传感器来工作的
B.传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的
C.电子秤所使用的测力装置是红外线传感器
D.电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
8．我国航天员要在天宫二号航天器实验舱的桌面上测量物体的质量，可采用的方法如下：质量为的待测物A的前后连接有质量均为的两个力传感器，在某一恒定外力F作用下在桌面上一起运动，如图所示，稳定后待测物A前、后两个传感器的读数分别为、，由此可知待测物体A的质量为( )
A. B. C. D.
9．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
10．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换成电信号的过程。下列属于这类传感器的是( )
A.红外报警装置 B.走廊照明灯的声控开关
C.电子体重计的压力传感器 D.自动恒温冰箱
11．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是( )
①温度传感器 ②人体红外线传感器
③声音传感器 ④光敏传感器
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
12．如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法中正确的是( )
A.漏电保护装置利用的原理是自感
B.图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用
C.正常用电时，M和N两点之间没有电压
D.出现漏电时，M和N两点之间没有电压
二、多选题
13．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴正方向且均匀变化的匀强磁场，磁感应强度（、k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I不变（方向沿x轴正方向），当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同.则( )
A.磁感应强度B越大，上、下表面间的电势差U越大
B.k越大，传感器灵敏度越高
C.若图中霍尔元件是电子导电，则侧下表面电势高
D.电流越大，上、下表面间的电势差U越小
14．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，图中电表均为理想电表，R、L和D分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、电感线圈和灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦式交流电，电压为u，下列说法正确的是( )
A.交流电的频率为50 Hz B.电压表的示数为31 V
C.有光照射R时，电流表的示数变大 D.抽出L中的铁芯，灯泡D变亮
15．话筒内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永久磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是( )
A.该传感器是根据电流的磁效应工作的
B.该传感器是根据电磁感应原理工作的
C.膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不断变化
D.膜片振动时，金属线圈中产生的感应电动势保持不变
16．关于传感器，下列说法正确的是( )
A.图甲中的干簧管是将磁信号转化为电路通断的传感器
B.图乙为电感式传感器，物体1带动铁芯2向右移动时，线圈自感系数变大
C.图丙为利用霍尔元件测量微小位移原理图，霍尔元件左右移动时，有霍尔电压输出
D.图丁为应变片测力原理图，在梁的自由端施加向下的力F时，上表面拉伸应变片电阻变小
三、填空题
17．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（电学量），例如热敏传感器。某热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在______（选填“a”或“b”）处。
（2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）移动。
18．如图是某同学用分体式位移传感器测量位移的大小的实验截屏，该同学从轨道底部位置反复将小车反复往上推(该动作瞬间完成)，由图可知前8s内小车经历的路程大约为_____m，该同学第2次推小车发生在_____s，位移传感器的________端安装在轨道的________(填“顶端”或者“底端”)，你判断的依据是___________________________。
四、实验题
19．某学校的科技小组在一次创新大赛中利用所学物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，其工作原理如图甲所示，当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且车辆经过的路面下的力敏电阻受到车的压力，其阻值随压力变化关系如图乙所示，当压力变化引起的电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，电路中的电控照相机就启动，记录下违规车辆实况.光控开关未受到该种光照射时自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光.
（1）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到________（填“红”“绿”或“黄”）光时自动闭合
（2）已知控制电路电源电动势为6 V，内阻为2 Ω，继电器线圈的电阻为8 Ω，当控制电路中的电流大于0.06 A时，衔铁会被吸下.则只有质量超过________kg的车辆违规时才会被记录.（重力加速度g取）
五、计算题
20．如图所示是电饭煲的电路图，是一个控温开关，手动闭合后，温度达到居里点（103 ℃）时，会自动断开。是一个自动控温开关，当温度低于70 ℃时，会自动闭合；温度高于80 ℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻，加热电阻丝，指示灯电阻不计。
（1）分析电饭煲的工作原理；
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比。
21．如果有三个失去标记的元件，分别是定值电阻、热敏电阻和光敏电阻。现有几节干电池和一个多用电表，如何区分它们？
参考答案
1．答案：B
解析：A.激光传感器能将光学量按一定规律转换成电学量，A错误；
B.电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，B正确；
C.霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，干簧管是一种能够感知磁场的传感器，C错误；
D.传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，D错误。
故选B。
2．答案：D
解析：根据题意，应使用干簧管，使得门动时穿过干簧管磁通量变化，产生感应电流。
故选D。
3．答案：B
解析：解：根据理想气体状态方程：
整理可得压强和体积、温度的关系式为：
由此可知，随着环境温度的升高，图像的斜率会逐渐变大。故ACD错误，B正确。
故选：B。
4．答案：D
解析:血糖仪利用葡萄糖生物传感器制成，A正确；可燃气体报警器利用电化学气体传感器制成，B正确；电梯超出负载发出报警提示的报警器利用压力传感器制成，C正确；全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置利用压力传感器制成，D错误.故选D.
5．答案：B
解析：A.磁带录音机的录音原理是：录音时，话筒将声音先转变成强弱变化的电流，即声信号转换为电信号（这是利用了电磁感应现象），送到录音磁头；由图可知：录音磁头是一个蹄形电磁铁，它的磁性强弱会随电信号变化，将电信号转换为磁信号（利用了电流的磁效应），故A正确；B.乙图电路中，开关断开瞬间，电感和灯泡并没有形成回来，灯泡立即熄灭，故B错误；C.光电三极管也是一种晶体管，它有三个电极，当光照强弱变化时，电极之间的电阻会随之变化。当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而影响光照强度，表现出电阻的变化，故C正确;D.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容量的变化。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，故D正确。本题选错误的，故选B。
6．答案：B
解析：A.干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；
B.机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确；
C.红外测温枪是接受人体向外发射红外线的强弱，从而测量人体温度，故C错误；
D.火灾报警器是利用烟雾对光的反射工作的，故D错误。
故选B。
7．答案：B
解析：A.烟雾散射式火灾报警器都是利用光的漫反射，从而触发开关报警，故A错误；
B.传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的，故B正确；
C.电子秤所使用的测力装置是力传感器，故C错误；
D.电熨斗通过双金属片温度传感器来控制温度，故D错误。
故选B。
8．答案：B
解析：隔离前面的传感器有
隔离待测物体A有
联立可得
故选B。
9．答案：C
解析：当a、b两端电压大于时，控制开关自动开启低水位预警，说明此时压力传感器电阻值较大，分得的电压较大，定值电阻分得的电压较小；当a、b两端电压小于时，控制开关自动开启高水位预警，说明此时压力传感器电阻值较小，分得的电压较小，定值电阻分得的电压较大，由此可知为压力传感器，，A、B错误；若定值电阻的阻值越大，压力传感器分得的电压越小，水位升高时，压力传感器的电阻减小，分得的电压减小，很容易达到，即开启高水位预警时的水位越低，C正确；水位降低时，压力传感器的电阻增大，分得的电压增大，水位要降得更低，压力传感器阻值更大，分得的电压才能达到，即开启低水位预警的水位越低，D错误.
10．答案：A
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。
A.红外报警装置利用的是光学传感器；故A符合题意；
B.走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不符合题意；
C.电子体重计的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不符合题意；
D.自动恒温冰箱的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不符合题意。
故选A。
11．答案：D
解析：由题意知，该楼道照明灯具有人体红外线传感器及光敏传感器，D正确。
故选D。
12．答案：C
解析：ACD.若火线和零线电流始终等大反向，则穿过零序电流互感器的磁通量不发生变化，零序电流互感器无感应电动势，则与之构成闭合回路的断路器两端MN间无电压，但若发生漏电，则由火线、用电器、零线构成的闭合回路中，流经火线与零线的电流大小将不再相等，从而使穿过零序电流互感器的磁通量发生变化，产生感应电动势，触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源，保护电路，即此时断路器两端MN间有电压，由此可知漏电保护装置应用了电磁感应的原理而不是利用互感，故C正确，AD错误；B.图2中若零线置于互感器的外面，则发生漏电时，零序电流互感器不能感应到通过火线的电流变化，因此互感器不能正常使用，只有零线与火线同在互感器里面，互感器通过感应相反电流产生的磁场是否变化从而做出反馈，因此图2中零线应该置于互感器的里面，故B错误。故选C。
13．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C错误；设霍尔元件的长、宽、高分别为a、b、c，有，电流的微观表达式为，代入得，所以B越大，电流越大，上、下表面间的电势差U越大，故A正确，D错误；根据知，k越大，B随z的变化越快，根据知，U随z的变化越快，传感器灵敏度越高，故B正确.
14．答案：ACD
解析：由题图乙可知，所以频率，故A正确；电压表测副线圈两端电压，原线圈接入电压的最大值是，所以原线圈接入电压的有效值，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，所以副线圈两端电压的有效值为22 V，即电压表的示数为22 V，故B错误；有光照射R时，R的阻值减小，副线圈所在电路电流增大，副线圈输出功率增大，所以原线圈输入功率增大，原线圈所在电路电流增大，电流表的示数变大，故C正确；抽出L中的铁芯，电感线圈的自感系数减小，电感线圈对交变电流的阻碍减小，所以灯泡D变亮，故D正确.
15．答案：BC
解析：膜片前后振动时，线圈在永久磁体中振动，穿过金属线圈的磁通量不断变化，产生感应电流，则该传感器是根据电磁感应原理工作的，选项A错误，B、C正确；膜片振动时，随声音的强弱变化，膜片振动的幅度不断变化，则金属线圈中产生的感应电动势是变化的，选项D错误.
16．答案：AC
解析:A.干簧管是一种能够感知磁场的感应器，两个弹簧片因磁化而吸合，不是利用电磁感应原理控制电路的，A正确
B.铁芯2向右移动时，线圈中插入铁芯的长度变小，线圈的自感系数变小，B错误；
C.霍尔元件左右移动时，其所处位置的磁场发生改变，导致通过霍尔元件的粒子受到的洛伦兹力发生改变从而产生霍尔电压输出，C正确；
D.在梁的自由端施加向下的力F时，上表面拉伸应变片使其长度变大横截面积变小，根据可知，其电阻变大D错误。
故选C。
17．答案：（1）a
（2）右
解析：（1）图乙左端电路开关闭合后，当温度达到一定高度时，电流增大，电磁铁磁性增大，吸引右边的铁片，故c应接在a处。
（2）若要使启动报警的温度降低些，即相同电流下，热敏电阻阻值变大，电路总电阻不变，应将滑动变阻器的滑片P向右移动。
18．答案：2.2；16.4；接收器；顶端；从零时刻开始，小车沿轨道下滑，位移逐渐增大
解析：由图像可知第一次位移极小值到极大值的路程为：，第一次位移极大值到第二次位移极小值的路程为：，第二次位移极小值到第二次位移极大值的路程为：，第二次位移极大值到8s末路程为，可知前8s内小车经历的路程大约为
由图像可知从零时刻开始速度逐渐增大，小车沿轨道下滑，在2s﹣3s之间第二个位移极大值处对小车施加推力，小车沿轨道向上滑动，大约4s小车速度减为零，开始沿轨道下滑，在6s﹣7s之间第二个位移极大值处对小车施加第二次推力，可看出该同学第2次推小车大约发生在6.4s；从零时刻开始，小车沿轨道下滑，位移逐渐增大，所以位移传感器的接收器安装在轨道的顶端。
19．答案：（1）红
（2）400
解析：（1）由于是闯红灯违规证据模拟记录器，故光控开关应在接收到红光时自动闭合.
（2）由闭合电路欧姆定律可得，根据题意有，即，解得，再由图像可知当时，，由可得，故只有质量超过400 kg的车辆违规时才会被记录.
20．答案：（1）见解析
（2）12:1
解析：（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，自动闭合，同时手动闭合，这时黄灯被短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80 ℃时，自动断开，仍闭合；当温度升高到103 ℃时，开关自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70 ℃时，自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80 ℃时，又自动断开，再次处于保温状态。
（2）加热时电饭煲消耗的电功率
保温时电饭煲消耗的电功率
联立方程，可得
21．答案：见解析
解析：因为用多用电表测电阻时，用到欧姆挡，而多用电表内部有电池，所以干电池用不到，只需要用多用电表测三个元件的电阻值。当用黑纸包住三个元件时，光线被挡住，则光敏电阻阻值变化，其他两个元件的电阻值不变，则此时多用电表示数变化的是光敏电阻。再把剩下的两个元件放在热水中，因为温度升高，热敏电阻阻值发生变化，则此时多用电表示数变化的是热敏电阻，剩下的那一个就是定值电阻。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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