2022年中考物理微復(fù)習 41 中考傳感器問題（學生版）

2022年中考物理微專題復(fù)習專題41中考傳

感器問題（學生版）.

專題41中考傳感器問題

傳感器它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并能把它們按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、

電流等電學量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。即傳感器能將被測信號量的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化。近幾年

來，各地年中考出現(xiàn)以傳感器件為背景的試題，綜合考查學生的基礎(chǔ)知識和技能。希望畢業(yè)班學生在中考

復(fù)習時要重視這類問題。

例與對點練習

【例題】（2020湖南常德）某實驗小組想要探究某熱敏電阻的阻值和溫度的關(guān)系，已接入電路中的器材有：

電源、電壓表V?、阻值為R）的定值電阻、滑動變阻器R、單刀開關(guān)S”如圖甲所示：置于溫控室（圖中虛

線區(qū)域，溫度可調(diào)且自動顯示）中的熱敏電阻心暫未接入電路，符號如圖a所示?？晒┻x擇的器材有：電壓

表V2、電阻箱&（阻值可以直接讀出的變阻器），符號如圖b所示單刀開關(guān)2只，導線若干。

（1）小明同學選擇電壓表V2與熱敏電阻RT按圖乙所示接入腦V之間。在閉合，前，圖乙中尺的滑片應(yīng)移動

到（填“A”或"B”）端；當溫控室的溫度為八時，兩電壓表示數(shù)分別為U、Ui,則此時熱敏電阻的

阻值RT=（用己知量和測量值表示）。

(2)小惠同學沒有選擇電壓表V2,而是選擇了電阻箱&,請你在圖甲中幫她完善電路圖。

(3)在小惠設(shè)計的實驗中，熱敏電阻的阻值RT,滿足的關(guān)系式為。

A.Ry=RoB.RT=RIC.RT=/?2

(4)通過實驗探究，小明和小惠都得出了熱敏電阻阻值隨溫度變化的規(guī)律，如圖丙中的圖像曲線所示，此

規(guī)律是：.，

R-0.

0204060

圖丙

【對點練習】如圖甲是某生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品輸送及計數(shù)裝置示意圖.其中S為激光源，K為光敏電阻(有

光照射時，阻值較?。粺o光照射時，阻值較大)，R2為定值保護電阻，a、b間接“示波器”(示波器的接入

對電路無影響).水平傳送帶勻速前進，每當傳送帶上的產(chǎn)品通過S與Ri之間時，射向光敏電阻的光線會被

產(chǎn)品擋住.若傳送帶上的產(chǎn)品為均勻正方體，示波器顯示的電壓隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示.已知計數(shù)

器電路中電源兩極間的電壓恒為6V,保護電阻R2的阻值為400Q.貝4()

A.有光照射時光敏電阻Ri的阻值為800Q

B.有光照射和無光照射時保護電阻R2兩端的電壓之比為1：2

C.有光照射和無光照射時光敏電阻的阻值之比為1：2

D.每lh通過S與Ri之間的產(chǎn)品個數(shù)為6000個

【對點練習】體感器的可以把力學物理量轉(zhuǎn)化成電學信號，然后通過相互之間的函數(shù)關(guān)系，直接引用力的

大小。測量壓力大小的壓力傳感器，工作原理如圖所示，其中M、N均為絕緣材料，M、N間有可收縮的

導線（電阻大小不計），彈簧上端和滑動變阻器R2的滑片P固定在一起，電源電壓恒為12V,已知壓力F的

大小與R2的阻值大小成正比例關(guān)系。閉合開關(guān)S,壓力F0=0時，滑片P在最上端；壓力F尸1N時，電流表

示數(shù)為1A,電壓示數(shù)為3V,當滑片P滑至最下端時，電壓表示數(shù)為7.5V.求：

⑴定值電阻Ri的大??；壓力Fi與R2阻值之比k；

（2）當滑片P滑至最下端時，壓力F2的大??；

（3）壓力F的大小與電壓表示數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系表達式。

一、選擇題

1.如圖所示，長1.6m、粗細均勻的金屬桿可以繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，一拉力一位移傳感器豎直作

用在桿上，并能使桿始終保持水平平衡.該傳感器顯示其拉力F與作用點到0點距離x的變化關(guān)系如圖所

示.據(jù)圖可知金屬桿重（）

A.5NB.IONC.20ND.40N

2.壓敏電阻的阻值是隨所受壓力的增大而減小的.小聰同學想設(shè)計一個通過電表示數(shù)反映壓敏電阻所受

壓力大小的電路，要求壓力增大時電表示數(shù)增大.以下電路不符合要求的是（）

3.圖是一種輸液時所用報警電路：電源電壓恒定，R為定值電阻，閉合開關(guān)S,貼在針口處的傳感器M接

觸到從針口處漏出的藥液后，其電阻RM發(fā)生變化，導致電壓表的示數(shù)增大而觸犯警報器（圖中未畫出）報警,

則M接觸藥液后（）

A.M的電阻RM變大

B.電路消耗的總功率變大

C.電壓表與電流表的示數(shù)乘積不變

D.電壓表與電流表的示數(shù)之比變大

4.如圖所示是檢測酒精濃度的測試儀原理圖，圖中電源電壓恒定為8V,Ri為定值電阻，酒精氣體傳感器

R?的阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小。當酒精濃度為0時，R2=60Q,此時電壓表示數(shù)為2V。以下說法

錯誤的是（）

二1:

A.若酒精氣體濃度越大，電壓表和電流表示數(shù)都越大

B.定值電阻Ri的阻值為20Q

C.酒精濃度為0時，電路消耗的總功率為0.6W

D.若電流表示數(shù)達到0.2A時，表示酒駕，此時R2消耗的電功率為O.8WJ=JX60C=20C

6-3

U2(8V)2.U8V,,,

P=—=-~-=08WR1=--RI=——-200=20?？?=(0.2D)?x20D=0.80

R80QI0.2A

5.某小組同學利用由硫化鎘半導體材料制成的光敏電阻、電壓恒定的電源、電流表、電鍵和導線組成電路,

并用強度相同的不同光，做了如圖（“）、（⑨、（c）所示的三次實驗。下列說法正確的是（）

可見光線

A.“探究由光敏電阻的阻值特性與照射的光線種類的關(guān)系”

B.比較（〃）和S）兩圖可以發(fā)現(xiàn)：該光敏電阻的電阻值特性與紅外光線無關(guān)。

C.比較3）和（c）兩圖可以發(fā)現(xiàn)：在電壓一定時，用強度相同的可見光線或紫外光線照射到由硫化鎘半導體材

料制成的光敏電阻上，通過光敏電阻的電流是不相等的，用紫外光線照射時通過的電流較大，因此該光敏

電阻的電阻特性與紫外光線有關(guān)，用紫外光線照射時其電阻值較小。

D.根據(jù)上述研究情況，可以提出一個進一步研究的問題是“是否所有的光敏電阻的電阻特性與紫外光線有

關(guān)？”。

二、填空題

6.在創(chuàng)客比賽中，曉光設(shè)計了一個暖箱溫度顯示器，如圖甲所示，其原理是利用電壓表的示數(shù)表示暖箱

內(nèi)的溫度，已知電源電壓恒定為4V,Ro的阻值為150Q,R是熱敏電阻，圖乙是它的阻值-溫度的關(guān)系圖

象，當暖箱內(nèi)溫度為60℃時，電壓表的示數(shù)是V；電壓表的量程為0?3V,則暖箱內(nèi)的最高溫度

是°C.若將Ro換用阻值更大的電阻，則暖箱內(nèi)能達到的最高溫度將（選填“升高”“降低”

或“不變”）。

7.如圖甲所示是某電器中的一個電路，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示；電源電壓U

保持不變，Ro為定值電阻。閉合開關(guān)電路工作時，隨著工作環(huán)境溫度的升高，電壓表的示數(shù)（選填

“變大”、“變小”或“不變”）；電路消耗的電功率的表達式尸=（用題中所給字母表示）；已知當

溫度為40℃時，定值電阻與熱敏電阻的阻值相等，則溫度由40℃上升到1O（TC時，定值電阻R）先后消耗的

電功率之比是。

三、綜合應(yīng)用題

8.（2020湖南岳陽）某物理興趣小組設(shè)計了一個拉力傳感器，工作原理如圖所示。其中M、N均為絕緣材料,

將N固定在地面上，P、。間是可伸縮導線（電阻不計），彈簧上端M和滑動變阻器R?的滑片P固定在一起,

電源電壓為12V,拉力尸豎直向上。閉合開關(guān)S,當拉力為I0N時，電流表示數(shù)為1A,電壓表示數(shù)為2V。

⑴拉力廠為10N時，求Rz接入電路的阻值大小;

（2）拉力廠為10N時，求10s內(nèi)Ri產(chǎn)生的熱量；

（3）已知拉力F的大小與滑動變阻器&接入電路的阻值大小成正比例關(guān)系，即尸=a2,求％的數(shù)值，拉動M,

當電壓表示數(shù)為8V時，求拉力廠的大小。

9.圖甲是某小區(qū)高層住宅電梯結(jié)構(gòu)的示意圖，它主要是由轎廂、滑輪、配重、纜繩及電動機等部件組成，

小明家住該小區(qū)某棟樓的16樓，他乘電梯從1樓勻速升到16樓用時50s,己知每層樓的高度為3m.小明

重600N.轎賄重5400N,動滑輪和細繩的重力以及摩擦力均忽略不計，針對此時程，解答下列問題.

(1)拉力F的功率為多大?

(2)動滑輪A提升小明的機械效率為多少？

(3)圖乙是該電梯超載自動報警系統(tǒng)工作原理的示意圖，在工作電路中，當電梯沒有超載時，觸點K與觸點

A接觸，閉合開關(guān)S,電動機正常工作，當電梯超載時，觸點K與觸點B接觸，電鈴發(fā)出報警鈴聲，即使

閉合開關(guān)S,電動機也不工作，在控制電路中，已知電源電壓為6V,保護電阻R2=100Q,電阻式壓力傳感

器Ri的阻值隨乘客壓力(F"：)大小變化如圖丙所示，電磁鐵線圈的阻值忽略不計，當電磁鐵線圈電流超過

0.02A時，電鈴就會發(fā)出警報聲，若乘客人均重為700N,該電梯最多可以乘載多少人？

10.壓力傳感器是電子秤中的測力裝置，可視為阻值隨壓力而變化的壓敏電阻。小剛從某廢舊電子秤上拆

下一個壓力傳感器，探究其阻值與所受壓力大小(不超過250N)的關(guān)系，如圖是小剛設(shè)計的實驗電路圖。電

源電壓恒定，Ro為定值電阻，Ri為壓力傳感器。

(1)連接電路時開關(guān)應(yīng)，電路中Ro的作用是____。

(2)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電路出現(xiàn)的故障是—：排除故障后，逐漸

增大Ri受到的壓力，閉合開關(guān)，讀出電流表和電壓表的示數(shù)，計算出對應(yīng)的Ri的阻值，記錄如表，第5

次測深時，電壓表示數(shù)為4V.電流表示數(shù)為0.2A.此時Ri的阻值為—歐。請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖2中

畫出Ri隨F變化的關(guān)系圖象。

次數(shù)123456

F/N050100150200250

Ri/Q6050403010

(3)通過實驗探究可歸納出，Ri的阻值隨壓力F大小變化的關(guān)系式為,當R的阻值為32時，「上受

到的壓力是N,若此壓力為壓力傳感器在電子稱正常工作時受到的壓力，則電子秤應(yīng)顯示kg。

圖1圖2

11.新農(nóng)村建設(shè)讓農(nóng)村面貌煥然一新.許多樓房頂部裝有自動供水水箱，箱體重1250N,與水平樓頂接觸面

積為1.5nA為了控制進水量，在水箱頂部安裝壓力傳感器，如圖所示，A物體通過細線與壓力傳感器相連

接，壓力傳感器相等于拉線開關(guān)，A的密度是2.5X103kg/m3,A重為25N.當壓力傳感器受到豎直向下的拉

力等于25N時閉合，電動水泵向水箱注水；當拉力等于15N時斷開，電動水泵停止向水箱注水.

（1）求未裝水時整個水箱對樓頂?shù)膲簭娛嵌嗌?？（壓力傳感器及連接線質(zhì)量不計，g取10N/kg）

（2）通過計算說明當水面與A上表面相平時，電動水泵能否停止注水？（g取10N/kg,連接線體積不計）

溢水口

12.智能自動化管理是未來社會的發(fā)展趨勢，如圖甲所示為某工作室的自動化光控電路圖，其中光敏電阻

R的阻值隨照度變化的關(guān)系如圖乙所示（照度表示物體被照明的程度，單位是lx）。請你回答下列問題：

X()

7O

M?

5O

4()

3()

2()

IO

(1)電磁繼電器是利用電流效應(yīng)工作的，當光照強度增強時，光敏電阻將,控制電路中的電

流將(選填“變大”“變小”或“不變”)。長時間使用后，控制電路中的電流將降低，若在相同的

情況下接通電路，則光照強度o(選填“增強”“減弱”或“不變”)。

(2)當開關(guān)S閉合時，光敏電阻上的照度大于或等于0.4以時?，警示燈L亮，已知控制電路的電源電壓為22V,

電磁繼電器的線圈電阻為10Q,此時控制電路中的電流是多大？

(3)若使電流達到0.2A時，光敏電阻上的照度大于或等于0.41X時警示燈L亮，試通過計算說明怎樣改裝控

制電路。(注：可以添加必要的元件)

13.圖甲為熱敏電阻的R-t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的恒溫箱的簡單溫控電路，繼電器線

圈的電阻為150歐，當線圈中電流大于或等于28毫安時，繼電器的一銜鐵被吸合，為繼電器線圈供電的電池

的電壓為6伏，圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源.

(1)從圖甲中可得50℃時熱敏電阻的阻值為歐.

(2)恒溫箱的加熱器應(yīng)接在A、B端還是C、D端？

(3)若恒溫箱內(nèi)的溫度達到100C時，通過計算分析恒溫箱加熱器是否處于工作狀態(tài)？

(4)若在原控制電路中，串聯(lián)接入一個可變電阻，當該電阻增大時，所控制的恒溫箱內(nèi)的最高溫度將—

(選填“變大”“不變”或“變小”).

14.閱讀短文，回答問：

力傳感器在電子秤中的應(yīng)用

電子秤所使用的測力裝置是力傳感器.

常見的一種力傳感器由彈簧鋼和應(yīng)變片組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示.彈簧鋼右端固定，在其上、

下表面各貼一個相同的應(yīng)變片.若在彈簧鋼的自由端施加向下的作用力凡則彈簧鋼發(fā)生彎曲，上應(yīng)變片

被拉伸，下應(yīng)變片被壓縮.力越大，彈簧鋼的彎曲程度越大.

應(yīng)變片結(jié)構(gòu)如圖乙所示，其中金屬電阻絲的阻值對長度變化很敏感.給上、下金屬電阻絲提供相等且

大小不變的電流，上應(yīng)變片兩引線間電壓為下應(yīng)變片兩引線間電壓為S，傳感器把這兩個電壓的差值

—U2)輸出，用來反映力尸的大小.

金屬電阻絲的阻值隨溫度會發(fā)生變化，其變化情況如圖丙所示.為消除氣溫變化對測量精度的影響,

需分別在上、下應(yīng)變片金屬電阻絲與引線之間串聯(lián)一只合適的電阻，進行溫度補償.串聯(lián)合適的電阻后,

測量結(jié)果不再受溫度影響.

(1)這種力傳感器是將力的大小轉(zhuǎn)換為(電流/電壓)的裝置.

(2)外力F增大時，下列說法正確的是

A.上、下應(yīng)變片金屬電阻絲電阻都增大

B.上、下應(yīng)變片金屬電阻絲電阻都減小

C.上應(yīng)變片金屬電阻絲電阻減小，下應(yīng)變片金屬電阻絲電阻增大

D.上.應(yīng)變片金屬電阻絲電阻增大，下應(yīng)變片金屬電阻絲電阻減小

(3)傳感器輸出的電壓U隨外力尸增大而—.

(4)進行溫度補償時;應(yīng)給上金屬電阻絲串聯(lián)阻值隨溫度升高而—的電阻，下金屬電阻絲串聯(lián)阻值隨溫度

升高而一的電阻.

(5)如果未進行溫度補償，自由端受到相同的力尸作用，該傳感器下應(yīng)變片一兩端的電壓S冬天比夏天―

(大/小).

15.距離傳感器是一種測量距離的儀器，它發(fā)出的超聲波遇到物體后反射回傳感器，傳感器收到信號后自動

計算出物體與傳感器的距離，并顯示物體的時圖象。已知超聲波在空氣中的速度是340m/s。

(1)若傳感器在發(fā)出信號后0.01s收到從物體反射回來的信號，物體距傳感器多遠？

(2)若顯示物體的M圖象如圖甲，物體在0至15s的運動情況如何？為什么？

（3）另外一物體在F=10N的水平拉力作用下，沿水平地面做直線運動。傳感器顯示物體的s-t圖象如圖乙。

求：在0至15s物體受到的摩擦力是多大？（寫出分析過程）

甲乙

16.如圖甲是某種型號的轎車，車的質(zhì)量為600kg,每個輪胎與地面的接觸面積為200cm2。一次該車在一段

平直的公路上勻速行駛，遇到車速監(jiān)控檢測點。檢測點的距離傳感器從向車發(fā)出超聲波信號到接收到信號

共用了0.6s。在連接距離傳感器的計算機屏幕上顯示的該車運動的s-t圖像如圖乙所示（超聲波在空氣中傳

播速度為340m/s）o求：

①該小轎車空載時對地面的壓強。

②超聲波信號遇到小車時，小車與檢測監(jiān)控點的距離。

③若小車在運動中所受阻力大小為3000N,則小車在10s內(nèi)牽引力所做的功。

17.（2019江蘇南京）在綜合實踐