資源簡介

2025-2026高三物理第一輪復習【新教材】人教版（2019）：
傳感器綜合練習試卷
一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1．傳感器是在自動控制、航空航天等實際應用中常用的電學元件。下列可將光學量轉化為電學量的傳感器為（　　）
A．電視機遙控接收器
B．熱敏電阻
C．霍爾元件
D．電阻應變片
2．圖甲表示某種電阻R隨攝氏溫度t變化的圖像。把這個電阻接入如圖乙中電路，用這個電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到一個簡單的電阻溫度計，則(　　)
A．t1應標在電流較大的刻度上 B．t1應標在電流較小的刻度上
C．通過電流表的電流與溫度呈線性關系 D．通過電流表的電流隨溫度的升高而增大
3．如圖所示，是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制成的傳感器，話筒的振動膜前面有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構成電容器的兩極。在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發生變化，從而使聲音信號被話筒轉化為電信號，其中導致電容變化的原因是電容器兩板間的(　　)
A．距離變化 B．正對面積變化
C．電介質變化 D．電壓變化
4．智能手機的防誤觸功能表現為當人將手機靠近耳朵接聽電話時，手機會自動關閉屏幕從而達到防誤觸的目的，下列哪一組傳感器可實現這一功能(　　)
A．聲傳感器和壓力傳感器 B．聲傳感器和溫度傳感器
C．光傳感器和位移傳感器 D．壓力傳感器和加速度傳感器
5．氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化。在如圖所示電路中，不同的一氧化碳濃度對應傳感器不同的電阻值，電壓表的示數與一氧化碳的濃度一一對應，觀察電壓表示數就能判斷一氧化碳濃度是否超標。已知氧化錫傳感器的電阻的倒數與一氧化碳濃度成正比，那么，電壓表示數U與一氧化碳濃度ρ之間的對應關系正確的是(　　)
A．U越大，表示ρ越大，ρ與U成正比
B．U越大，表示ρ越小，ρ與U成反比
C．U越大，表示ρ越大，但ρ與U不成正、反比關系
D．U越大，表示ρ越小，但ρ與U不成正、反比關系
6．某加速度計工作原理如圖所示，滑塊可以在光滑的框架中平移，滑塊兩側用兩勁度系數相同的輕彈簧與框架連接，R為滑動變阻器，其滑動片與滑塊固定連接；兩個電池的電動勢均恒為E，內阻不計。按圖連接電路后，電壓表指針的零點位于表盤中央，此時兩彈簧均為原長，滑動片恰好在變阻器的中間位置。已知滑動片與滑動變阻器任一端之間的電阻值都與其到這端的距離成正比，當a端的電勢高于b端時電壓表的指針向零點右側偏轉。若將電壓表的表盤換成直接表示加速度大小及方向的刻度盤，并將此加速度計按圖示方式固定在一輛運動的汽車上，汽車沿彈簧方向向前行駛，發現指針向零點左側偏轉。下列說法正確的是(　　)
A．加速度表盤的刻度非均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在加速
B．加速度表盤的刻度非均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在減速
C．加速度表盤的刻度均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在加速
D．加速度表盤的刻度均勻分布，指針向零點左側偏轉說明汽車在減速
二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項是符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
7．如圖所示是霍爾元件的示意圖，一塊通電的銅板放在磁場中，板面垂直于磁場，板內通有如圖方向的電流，a、b是銅板上、下邊緣的兩點，則（　　）
A．電勢φb>φa
B．電勢φa>φb
C．電流增大時，|φa－φb|增大
D．其他條件不變，將銅板改為NaCl水溶液時，電勢結果仍然一樣
8．熱敏電阻是電學中常用的電學元件。為熱敏電阻，其阻值隨溫度t變化的圖線如圖甲所示。圖乙中電源電動勢為E、內阻為r，帶電油滴P原來靜止在平行板電容器中間，所有的電表都是理想電表，且。當溫度升高時，則（　　）
A．電壓表V的示數增大，電流表A的示數減小
B．電源對外的輸出功率隨著溫度的升高而逐漸增大
C．兩端電壓的增大量比兩端電壓的減小量小
D．帶電油滴P向上運動
9．為了節能和環保，一些公共場所用光敏電阻制作光控開關來控制照明系統，圖1為電路原理圖。圖1中，直流電源電動勢為3V，內阻可不計，和其中一個是定值電阻，另一個是光敏電阻。光敏電阻的阻值隨照度變化的規律如圖2所示（照度是描述光的強弱的物理量，光越強照度越大，lx是它的單位）。控制開關兩端電壓高于2V時照明系統將自動開啟。下列說法正確的是（　　）
A．是光敏電阻
B．若定值電阻的阻值為20kΩ，則當照度降低到1.0lx時照明系統將開啟
C．若要使照明系統在照度降低到0.6lx時開啟，則定值電阻的阻值應為15kΩ
D．定值電阻的阻值越大，開啟照明系統時的光照越暗
10．筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏翻開時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作，當顯示屏合上時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態。如圖所示，這是一塊長為a、寬為b、高為c的半導體霍爾元件，元件內的導電粒子是電荷量為e的自由電子，元件中通入方向向右的恒定電流I時，電子定向移動速度為v。當顯示屏合上時，元件處于垂直于上表面且方向向下的勻強磁場B中，于是元件的前、后表面間產生電壓U，以此來控制屏幕的熄滅，則元件的（　　）

A．前表面的電勢低于后表面 B．前、后表面間的電壓U與a成正比
C．自由電子受到的洛倫茲力大小為 D．導體單位體積內的自由電子數為
三、非選擇題：本大題共5題，共56分。
11．電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，它的優點是反應非常快，可以捕捉到瞬間的電流變化，還可以與計算機相連，能在很短的時間內畫出電流隨時間的變化圖像。將電流傳感器接入圖甲所示電路，提供8V的直流電源，先使開關S與1相連，電源向電容器充電，這個過程可在瞬間完成，然后把開關S撥向2，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流信息傳入計算機，屏上顯示出電流隨時間變化的I-t曲線，如圖乙所示。（計算結果保留兩位有效數字）
(1)圖乙中畫出的豎直狹長矩形（圖乙最左端），其面積表示的物理意義是： 。
(2)根據圖乙估算，電容器在全部放電過程中釋放的電荷量是 C。
(3)根據以上數據估算，電容器的電容是 F。
12．(8分)2023年黑龍江哈爾濱憑借“冰雪大世界”火爆“出圈”，成為網紅城市，各地游客不斷涌入。為保障游客與當地居民的出行安全，哈爾濱交警大力整治酒駕行為。一物理興趣小組利用二氧化錫半導體氣敏電阻制作了一個“酒精濃度測量儀”。
(1)該小組設計了如圖甲所示的電路研究氣敏電阻阻值隨酒精氣體濃度的變化規律，請用筆畫線代替導線完成圖乙中實物圖的連接。
(2)正確連接電路后，調整氣體室內酒精氣體濃度，記錄氣敏電阻的阻值與對應的濃度值，畫出氣敏電阻阻值Rx隨酒精氣體濃度變化的圖像如圖丙所示。
(3)根據氣敏電阻的阻值隨酒精氣體濃度的變化規律，該小組制作的“酒精濃度測量儀”的原理電路如圖丁所示，R1為保護電阻，R2為電阻箱。
①將開關S接a端，改變電阻箱的阻值，當電阻箱阻值為80 Ω時電流表示數為50 mA，電阻箱阻值為20 Ω時電流表示數為150 mA；將開關接b端，若酒精氣體濃度為0.2 mg/mL，則電流表示數為　　　　mA。
②按照圖丙數據將電流表改為“酒精濃度”表。電流表表盤改動后，刻度線最合理的是　　　　。
③將開關S接b端，即可測量周圍的酒精氣體濃度，該測量儀測出的酒精氣體的濃度值　　　　(填“等于”“大于”或“小于”)實際值。
13．如圖所示是一種測量血壓的壓力傳感器在工作時的示意圖.薄金屬片P上固定有4個可以發生形變的電阻、、、，如圖甲所示.圖乙是它的側視圖，這4個電阻連成的電路如圖丙所示，試回答下列問題：
（1）開始時金屬片中央O點未加任何壓力，欲使電壓表無示數，則4個電阻應滿足怎樣的關系？
（2）當O點加一個垂直于金屬片的壓力F后，薄金屬片P發生形變，這時4個電阻也隨之發生形變，形變后各電阻阻值大小如何變化？
14．測速在生活中很常見，不同的情境中往往采用不同的測速方法。
情境1：如圖，滑塊上安裝了寬度的遮光條，滑塊在牽引力作用下通過光電門的時間，請你算出滑塊經過光電門的速度大小？
情境2：用霍爾效應制作的霍爾測速儀可以通過測量汽車車輪的轉速n（每秒鐘轉的圈數），進而測量汽車的行駛速度。某同學設計了一個霍爾測速裝置，其原理如圖甲所示。在車輪上固定一個強磁鐵，用直流電動帶動車輪勻速轉動，當強磁鐵經過霍爾元件（固定在車架上）時，霍爾元件輸出一個電壓脈沖信號。當半徑為的車輪勻速轉動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號如圖乙所示。求車輪邊緣的線速度大小。（取3.14）
情境3：某高速公路自動測速裝置如圖甲所示，雷達向汽車駛來的方向發脈沖電磁波，相鄰兩次發射時間間隔為t。當雷達向汽車發射電磁波時，在顯示屏上呈現出一個尖形波；在接收到反射回來的無線電波時，在顯示屏上呈現出第二個尖形波。根據兩個波在顯示屏上的距離，可以計算出汽車至雷達的距離。顯示屏如圖乙所示（圖乙中標的數據、、t為已知量），已知光速為c。則：若考慮到，，請用題中已知字母求出汽車速度v的表達式。
15．某興趣小組查閱資料得知，在0～100℃范圍內，金屬鉑電阻的電阻值與溫度有如下關系：，其中為鉑電阻在0℃時的電阻，t為攝氏溫度，為一正的常數，稱為鉑電阻的溫度系數。該興趣小組想利用這一原理制作一個簡易的溫度傳感器。
(1)他們利用圖甲所示電路來測量的阻值，其中定值電阻，按圖甲所示電路圖連接好電路后，在0℃的條件下閉合開關S，調節電阻箱，當時靈敏電流計G的示數為零，則 。
(2)他們隨后采用圖乙所示電路來測量鉑電阻的溫度系數，可認為定值電阻且遠大于、。將鉑電阻置于溫度為t的環境中，調節，測得干路電流為，則圖乙中B、D兩點間的電壓為 （用、、t和表示）；保持電流示數I和不變，多次改變溫度t，測量B、D兩點間對應的電壓，將測得的數據標在圖丙所示的圖上，由此可得 （保留兩位有效數字）；
(3)若實驗中沒有保證、遠大于、，則溫度系數的測量值將 （選填“偏大”“偏小”或“不變”）；
參考答案
1．【知識點】常見的傳感器工作原理及應用
【答案】A
【詳解】
A．電視機遙控接收器是把光學量轉化為電學量的裝置，選項A正確；
B．熱敏電阻是把熱學量轉化為電學量的裝置，選項B錯誤；
C．霍爾元件是把磁學量轉化為電學量的裝置，選項C錯誤；
D．電阻應變片是把力學量轉化為電學量的裝置，選項D錯誤；
故選A。
2．【知識點】金屬熱電阻、熱敏電阻
【答案】A
【解析】由題圖甲可知，隨著溫度的升高，電阻R的阻值增大，電路中的電流減小；反之，溫度降低，阻值減小，電流增大。當溫度為t1時，整個電路的電阻最小，電流最大，故t1應標在電流較大的刻度上，A正確，B錯誤；從題圖甲中可知，電阻阻值可表示為R＝R0＋kt根據歐姆定律I＝＝可知通過電流表的電流與溫度呈非線性關系，I隨t的升高而減小，C、D錯誤。選A。
3．【知識點】其他傳感器的應用
【答案】A
【解析】振動膜前后振動，使振動膜上的金屬層與金屬板間的距離發生變化，從而將聲音信號轉化為電信號。選A。
4．【知識點】生活中的傳感器
【答案】C
【解析】當人將手機靠近耳朵附近接聽電話時，改變了位移，并且耳朵可能擋住了光線，所以可能用到的傳感器為光傳感器和位移傳感器。當人將手機靠近耳朵附近接聽電話時，沒有磁場的變化，也沒有產生特別的壓力，C正確。故選C。
5．【知識點】生活中的傳感器
【答案】C
【解析】設傳感器的電阻值為，電源電動勢為，內阻為，由題意知，是比例系數，根據閉合電路歐姆定律得，電壓表的示數即由表達式可知，U越大，表示ρ越大，但ρ與U不成正、反比關系。故選C。
6．【知識點】其他傳感器的應用
【答案】C
【解析】當a端的電勢高于b端時，說明滑動片由中間位置向右移動了，此時電壓表的指針向零點右側偏轉。若發現指針向零點左側偏轉，則說明滑動片由中間位置向左移動了距離L，此時滑塊向左移動了L，左側彈簧壓縮L，右側彈簧拉伸L，滑塊受到的合力向右，由牛頓第二定律有解得加速度方向向右，說明汽車在加速。又由題知電壓表的示數是滑動片從中間向兩側移動的距離的電阻的電壓，由歐姆定律知，滑動片向左移動L長度的電阻的電壓為故有所以加速度表盤的刻度均勻分布，故ABD錯誤，C正確。故選C。
7．【知識點】霍爾元件
【答案】BC
【詳解】AB．電流方向向右，則電子流動方向向左，根據左手定則，電子向b板一側偏轉，則b板聚集較多的電子，a板帶正電，所以a板的電勢高于b板的電勢，即φa>φb，A錯誤，B正確；
C．僅電流增大時，電子的運動速度增加，受到的洛倫茲力增大，根據，知U=Bdv
則電勢差增大，即|φa﹣φb|增大．故C正確；
D．其他條件不變，只將銅板改為NaCl水溶液時，根據左手定則知，正負離子都向下偏，不產生霍爾效應，兩板電勢相等．故D錯誤。選BC。
8．【知識點】含電容電路或電路的動態分析問題、金屬熱電阻、熱敏電阻
【答案】BC
【詳解】
A．由圖甲可知，當溫度升高時，R2的電阻降低，此時電路的總電阻變小，故通過電路的電流變大，路端電壓變小，同時R1兩端電壓增大，故并聯部分電壓減小，根據歐姆定律可知流經R3的電流減小，根據并聯電路電流的特點，電流表的示數變大，故R4的電壓增大，因為并聯部分的電壓減小，所以R2兩端的電壓減小，即電壓表示數減小，A錯誤；
B．當溫度升高時，R2的電阻降低，此時電路的總電阻變小，可知當外電路電阻接近電源內阻時，電源對外的輸出功率越大，且R1=r，故當溫度升高時，電源對外的輸出功率隨著溫度的升高而逐漸增大，故B正確；
C．可知并聯部分電壓減小，電流增大，則流經R4的電流變大，R4兩端的電壓變大，R4與R2串聯，故R2兩端的電壓變小，并聯電阻總電壓變小，故R4兩端電壓的增大量，比R2兩端電壓的減小量小，故C正確；
D．油滴在電容器中靜止，可知此時受力平衡
電容器兩端的電壓為并聯部分的電壓，并聯部分電壓減小，根據
可知此時E減小，故帶電油滴P向下運動，故D錯誤。
故選BC。
9．【知識點】生活中的傳感器
【答案】CD
【詳解】A．當光線較暗，照度較小時，光敏電阻阻值較大，照明系統將自動開啟，此時控制開關兩端電壓高于2V，兩端的電壓增大，可知是光敏電阻，A錯誤；
B．若定值電阻的阻值為20kΩ，根據歐姆定律
其中
可得
可知當照度降低到0.4lx時照明系統將開啟，B錯誤；
C．照度降低到0.6lx時，光敏電阻的阻值為，根據歐姆定律
可得
C正確；
D．定值電阻的阻值越大，根據分壓比可知開啟照明系統時，光敏電阻的阻值越大，開啟照明系統時的光照越暗，D正確。
選CD。
10．【知識點】霍爾元件
【答案】CD
【詳解】電流方向向右，電子向左定向移動，根據左手定則可知，電子所受的洛倫茲力方向向里，則后表面積累了電子，前表面的電勢比后表面的電勢高，A錯誤；穩定后，電子受力平衡可得，解得，與a無關，B錯誤，C正確；根據電流的微觀表達式可知，，解得，D正確。
11．【知識點】其他傳感器的應用
【答案】內電容器的放電電荷量；（均可）；（均可）
【詳解】
(1)[1]題圖乙中縱坐標為電流I，橫坐標為時間t，由公式可知，矩形面積為內電容器的放電電荷量。
(2)[2]每個小方格的面積代數和表示電容器的總放電電荷量，又
共有75格，則全部放電電荷量
(3)[3]由
可知
12．【知識點】生活中的傳感器
【答案】(1)見解析(2分)　(3)①90(2分)　②C(2分)　③小于(2分)
【題圖剖析】
　
【解析】(1)實物連接圖如圖所示。
①將開關S接a端，當電阻箱電阻R2＝80 Ω時，有＝50 mA，電阻箱電阻R2＝20 Ω時，有＝150 mA，解得E1＝4.5 V，R1＋r＋RA＝10 Ω。當酒精氣體濃度為0.2 mg/mL時，由題圖丙知Rx＝40 Ω，則I＝＝90 mA。
②酒精濃度為0 mg/mL時，氣敏電阻的阻值大，回路中的電流小，隨著酒精濃度的增加，氣敏電阻的阻值減小得越來越慢，對應的電流增加得越來越慢，所以刻度越來越緊湊，C正確。
③根據題圖甲測量氣敏電阻的阻值時，采用的是電流表外接法，所測的氣敏電阻阻值偏小，結合題圖丙可知，測得的酒精濃度小于真實值。
13．【知識點】生活中的傳感器、電阻應變片
【答案】（1）（2）、的阻值增大，、的阻值減小
【詳解】
（1）解題的關鍵是找出電路中A、B兩點的電壓與4個電阻的關系.由于電壓表的電阻可以看作無窮大，因此本電路中與串聯，與串聯，然后它們再并聯；設上面支路電流為，下面支路電流為，要使A點電勢等于B點電勢，則應有電阻兩端的電壓等于兩端的電壓，電阻兩端的電壓等于兩端的電壓，即
①
②
聯立①②式得
.
（2）當O點加垂直于金屬片的壓力F后，金屬片發生形變，由于電阻是固定在金屬片上的，因此、被拉長，、被拉寬，則、的阻值增大，、的阻值減小，這時A、B兩點電勢不再相等.
14．【知識點】實驗：測量做直線運動物體的瞬時速度、霍爾元件
【答案】（1） 0.2m/s；（2）3.14m/s；（3）
【詳解】（1）根據
解得
（2）由圖像可知，車輪的轉速為
車輪邊緣的速度大小
（3）發第一個信號時，汽車到雷達的距離
從第一個脈沖遇到汽車到第二個脈沖遇到汽車的瞬間，所經歷的時間
發第二個信號時，汽車到雷達的距離
若考慮到，，則汽車的速度為
答案也對
15．【知識點】金屬熱電阻、熱敏電阻
【答案】(1)50.0/50，(2)；/0.010，(3)偏小
【詳解】（1）靈敏電流計G的示數為零，則靈敏電流計G兩端電勢相等，根據串并聯規律有分，可得
（2）[1]由于且遠大于、且，則通過的電流等于通過的電流，為，則有，，則BD兩點間的電壓為
[2]可知，U與t成正比，U—t圖的斜率為，則將用一條傾斜的直線將圖丙補充完整，如下圖所示
根據上圖求得U—t圖的斜率為，代入數據解得
（3）若實驗中沒有保證、遠大于、，則通過的電流小于通過的電流，則，，則，導致溫度系數的測量值偏小。
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