2022-2023學(xué)年人教版（2019）選擇性必修二第五章 傳感器 單元測試卷(含答案)

第五章傳感器單元測試卷

學(xué)校：姓名：班級：考號：

一、單選題（共32分）

1、（4分）如圖所示為一種呼氣酒精測試儀的原理圖，其中酒精氣體傳感器的電阻值/的倒數(shù)與接

觸到酒精氣體的濃度。成正比。則下列說法正確的是（）

A.電壓表的示數(shù)無法表示濃度c的變化B.電壓表的示數(shù)越大，表示濃度。越小

C.酒精氣體傳感器把電信息轉(zhuǎn)化成非電信息D.當醉酒人員對傳感器呼氣時，電壓表示數(shù)變大

2、（4分）如圖所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜表面鍍有薄

薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，金屬板和振動膜上的金屬層構(gòu)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(fā)生變化，導(dǎo)致話筒所在電路

中的其他量發(fā)生變化，聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號。導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器（）

振動膜一

金屬層----------------O

S：金屬板U

A.兩板間的距離變化B.兩板的正對面積變化

C.兩板間的介質(zhì)變化D.兩板間的電壓變化

3、（4分）如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d,用導(dǎo)線、開關(guān)S將其與一個〃匝的線圈連

接，線圈置于方向豎直向上的變化的磁場中。兩板間放一臺小壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜

止放置一個質(zhì)量為加、電荷量為+4的小球.S斷開時傳域器上有示數(shù)，S閉合時傳感器上恰好無示

數(shù)。線圈中的磁感應(yīng)強度B的變化情況和磁通量變化率”應(yīng)分別是（）

A0_mgd

B.3正在減弱,

Znq

C.B正在減弱，竽=為趙D.8正在增強，竽=里趙

ArqArnq

4、（4分）如圖所示為一種常見的電子臺秤，質(zhì)量為“。的秤盤置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓

與作用在其上的壓力成正比，當秤盤沒有放入物體時，傳感器輸出電壓為U。將某物體放置于秤盤

上，傳感器輸出電壓為U。，則該物體的質(zhì)量為（）

□o0

5、（4分）如圖所示是觀察電阻阻值隨溫度變化情況的示意圖?，F(xiàn)把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴?，關(guān)于

歐姆表的讀數(shù)變化情況，下列說法正確的是（設(shè)水對電阻阻值的影響不計）（）

A.如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯

B.如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變小，且變化不明顯

C.如果R為熱敏電阻（用半導(dǎo)體材料制成），讀數(shù)變化非常明顯

D.如果R為熱敏電阻（用半導(dǎo)體材料制成），讀數(shù)變化不明顯

6、（4分）有一種叫作“壓電陶瓷”的電子元件，當對它擠壓或拉伸時，它的兩端就會形成一定的電

壓，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。一種燃氣打火機，就是應(yīng)用了該元件的壓電效應(yīng)制成的。只要用大

拇指壓一下打火機上的按鈕，壓電陶瓷片就會產(chǎn)生10kV~20kV的高壓，形成火花放電，從而點燃

可燃氣體。在上述過程中，壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是（）

A,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能C.光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.機械能轉(zhuǎn)化為電能

7、（4分）藥物生產(chǎn)車間需要嚴格控制室內(nèi)溫度范圍，盡量保證較小的溫度波動。如圖是某監(jiān)控溫度

波動的報警原理圖，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，當報警器兩端的電壓變化量超出設(shè)定

值時，報警器就會自動報警。下列說法正確的是（）

A.溫度升高，報警器兩端電壓減小B.溫度降低，熱敏電阻的熱功率一定增大

C.滑動變阻器取值大，報警器容易報警D.滑動變阻器取值與報警器是否容易報警無關(guān)

8、（4分）如圖所示是某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計的行人監(jiān)控裝置，凡為光敏電阻（光照增

強電阻變?。?，&為滑動變阻器，43接監(jiān)控裝置。則（）

①當有人通過而遮蔽光線時，48之間電壓升高

②當有人通過而遮蔽光線時，43之間電壓降低

③當僅增大&的阻值時，可增大45之間的電壓

④當僅減小R?的阻值時，可增大4B之間的電壓

A.①③B.①④C.??D.??

二、多選題（共16分）

9、（4分）霍爾式位移傳感器的測量原理如圖所示，有一個沿z軸方向均勻變化的勻強磁場，磁感應(yīng)強

度8=紇+依（紇、左均為常數(shù)）。將霍爾元件固定在物體上，保持通過霍爾元件的電流/不變（方向如

圖所示），當物體沿z軸正方向平移時,由于位置不同，霍爾元件在）,軸方向的上、下表面的電勢差U

也不同。則（）

A,磁感應(yīng)強度B越大，上、下表面的電勢差U越大

B.k越大,傳感器靈敏度（竽）越高

△z

C.若圖中霍爾元件是電子導(dǎo)電，則下表面電勢高

D.電流越大，上、下表面的電勢差U越小

10、（4分）為鍛煉身體，小明利用所學(xué)物理知識設(shè)計了一個電子拉力計，如圖所示是原理圖。輕質(zhì)

彈簧右端和金屬滑片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與坊間的摩擦不計），彈簧勁度系數(shù)為

100N/cmo定值電阻9=5C,乃是一根長為5cm的均勻電阻絲，阻值6二25。，電源輸出電壓

恒為U=3V,內(nèi)阻不計，理想電流表的量程為0~0.6A。當拉環(huán)不受力時，滑片尸處于〃端。下

列關(guān)于這個電路的說法正確的是（）

A,小明在電路中連入R0的目的是保護電路

B.當拉環(huán)不受力時，閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)為0.1A

C.當拉力為400N時，電流表指針指在0.3A處

D.當拉力為400N時，電流表指針指在0.5A處

11、（4分）智能手機觸摸屏多數(shù)是電容式觸摸屏，當手指接觸屏幕上某個部位時，就會與ITO材料

構(gòu)成耦合電容，從而改變觸點處的電容大小，如圖簡化的電路，當改變可動膜片與固定電極的距

離力使電容。改變；當d變小時，下列說法正確的是（）

A.電容C變大B.電容C變小

C.流過R的電流從a到bD.流過R的電流從b到a

12、（4分）據(jù)世界衛(wèi)生組織事故調(diào)查顯示，大約50%-60%的交通事故與酒后駕駛有關(guān)，酒后駕駛已

經(jīng)被列為車禍致死的主要原因，如圖是酒精測試儀的電路，當開關(guān)閉合時凡是定值電阻。已知酒

精氣體的濃度越大，酒精氣體傳感器的電阻越小，則對酗酒者進行測試時（）

A.通過酒精氣體傳感器的電流變小B.電壓表示數(shù)變大

C.定值電阻R。的功率變大D.電壓表示數(shù)變小

三、填空題（共16分）

13、（4分）如圖是某研究學(xué)習(xí)小組通過模擬街道路燈自動控制電路圖，光控開關(guān)可采用光敏電阻來

控制，光敏電阻的阻值隨著光照強度增強而減小，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為

電燈供電。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，電燈應(yīng)接在________（選填“A3”或“3C”）之

間，請用筆畫線代替導(dǎo)線，正確連接部分電路元件。

14、（4分）有一種加速度傳感器通過測量作用在質(zhì)量塊上的力，根據(jù)質(zhì)量塊的質(zhì)量求得加速度,其依據(jù)

的物理定律是o這類加速度傳感器（選填“能”或“不能”）用于研究加速度與力、加

速度與質(zhì)量的關(guān)系的實驗。

15、（4分）如圖所示是小明設(shè)計的一種自動測定水箱內(nèi)水位的裝置，R是一種滑動變阻器，它的金

屬滑片是杠桿的一端，從水量表指針所指的刻度就可知道水箱內(nèi)水位的高低，從圖中可知：水量

表是由改裝而成。當水面上升時，滑片（選填“向上移動”或“向下移動”），滑動變

阻器連入電路的電阻,電流,水量表示數(shù)o

16、（4分）一般的電熨斗用合金絲作為發(fā)熱元件，合金絲電阻隨溫度，變化的關(guān)系如圖實線①所

示。由于環(huán)境溫度以及熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會在較大范圍內(nèi)波動，易損壞

衣物。有一種用主要成分為BaTiOj，被稱為“PTC”的特殊材料作為發(fā)熱元件的電熨斗，具有升溫

快、能自動控制溫度的特點。PTC材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖實線②所示。根據(jù)圖線分

析：通電一段時間后電熨斗溫度t自動地穩(wěn)定在</<范圍之內(nèi)。

四、計算題（共24分）

17、（12分）如圖所示，小鉛球P系在細金屬絲下，懸掛在。點，開始時小鉛球P沿豎直方向處于

靜止狀態(tài)，當將小鉛球產(chǎn)放入水平流動的水中時，球向左擺起一定的角度仇水流速度越大，。越

大。為了測定水流對小鉛球作用力的大小，在水平方向固定一根電阻絲它與金屬絲接觸良

好，不計摩擦（C端在。點正下方處）。圖中還有電動勢為E的電源（內(nèi)阻不計）和一只電壓

表。

（1）請你連接電路，使得當水的流速增大時，電壓表示數(shù)增大。

（2）如果OC間距離為小水流對小鉛球作用力的大小為尸,5C的長度為L,小鉛球質(zhì)量為根（不

計水對小鉛球的浮力），當小鉛球平衡時，電壓表示數(shù)為U。請寫出尸與相、U、E、L、。的關(guān)系

式。

18、（12分）溫度傳感器廣泛應(yīng)用于家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來工作

的.如圖甲所示為某裝置中的傳感器丁作原理圖,已知電源的電動勢E=9OV.內(nèi)電阻不計：G

為靈敏電流表，其電阻人保持不變，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖乙所示.閉合

開關(guān)S,當R的溫度等于20℃時，電流表示數(shù)4=2mA；當電流表的示數(shù)八=3.6mA時，熱敏電

阻的溫度是多少？

五、實驗題（共12分）

19、（12分）攝影中常用測光表來測定光的強度以便確定合適的曝光時間。光的強弱用以用照度來計

量，光越強照度越大，照度單位為lx°光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件，如圖甲

所示為某光敏電阻&在不同照度下的阻值變化情況。

某同學(xué)按照圖乙所示的電路圖連成電路，測出在不同照度值下對應(yīng)的電流值，將照度值標在電流

表對應(yīng)的刻線上，就將電流表改裝成一個簡易的測光表?，F(xiàn)有的器材及規(guī)格如下：

光敏電阻心；

電流表NA（量程為0?500NA,內(nèi)阻等于500C）；

兩節(jié)干電池E（每節(jié)的電動勢1.5V,內(nèi)阻約O.5C）；

定值電阻與（阻值等于5500。）；

定值電阻R（阻值等于4500C）；

開關(guān)K。

乙

（1）根據(jù)圖甲所給的數(shù)據(jù)可知光敏電阻RT的阻值隨光的照度增大而（填“增大”或“減

小。

（2）此簡易測光表上較小的照度值應(yīng)該對應(yīng)_________（填“較大”或“較小”）的電流值。

（3）若此簡易測光表測量的最大照度值為1200lx,電路中串聯(lián)的保護電阻R應(yīng)該選擇

（填“RJ'或"R?"）。

（4）隨著干電池使用時間變長，干電池的內(nèi)阻會變很大。若不及時更換干電池，會導(dǎo)致測得的光

的照度值比真實值（填“大”或“小”）。

參考答案

1、答案：D

解析：ABD項，酒精氣體傳感器和定值電阻串聯(lián)在電路中，電壓表測凡兩端的電壓，酒精氣體傳

感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，測試到的酒精氣體濃度越大則傳感器的電阻的倒數(shù)

越大，所以傳感器的電阻越小，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流越大，凡兩端的電壓越大，所以U

越大，表示c越大，故D項正確，AB項錯誤。

C項，酒精氣體傳感器把非電信息（酒精氣體濃度）轉(zhuǎn)化成電信息（電壓），故C項錯誤。

綜上所述，本題正確答案為D。

2、答案：A

解析：人對著話筒講話時，振動膜前后振動，介質(zhì)、正對面積沒有變化，電容器兩板間的距離發(fā)

生變化，引起電容變化，使聲音信號被話簡轉(zhuǎn)化為電信號，故A正確。

3、答案：D

解析：當開關(guān)S閉合時，傳感器上恰好無示數(shù)，說明小球受到豎直向上的靜電力，且靜電力大小

等于重力，由楞次定律可判斷，磁感應(yīng)強度8正在增強，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得七=〃竽，

又當=mg,故竽=螫^,故D正確。

d加nq

4、答案：D

解析：由輸出電壓與作用在其上的壓力成正比知：U=KM°g

又U0=K（M0+M）g

由以上兩式可得：”=答（4-。），故D正確。

5、答案：C

解析；金屬熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大，但靈敏度較差。而熱敏電阻（用半導(dǎo)體材料制

成）靈敏度高。

6、答案：D

解析：轉(zhuǎn)化前要消耗機械能，轉(zhuǎn)化后得到了電能，所以是機械能轉(zhuǎn)化為電能。

7、答案：A

解析：溫度升高，熱敏電阻的阻值減小，由閉合電路歐姆定律知報警器兩端電壓減小，故A正

確；溫度降低，熱敏電阻的阻值增大，報警器兩端電壓增大，那么通過熱敏電阻的電流減小，根

據(jù)熱功率表達式尸=尸氏，熱敏電阻的熱功率不一定增大，故B錯誤；若滑動變阻器取值大，當熱

敏電阻的阻值變化時，報警器兩端的電壓變化量不大，報警器不容易報警，因此滑動變阻器取值

與報警器是否容易報警有關(guān)，故C、D錯誤。

8、答案：C

解析：由題圖可知，兩電阻串聯(lián)，監(jiān)控裝置與&并聯(lián)。當有人通過通道而遮蔽光線時，凡阻值變

大，電路中的總電阻變大；根據(jù)/=2可知，電路中的電流變小，根據(jù)U=/R可知，與阻值不變

時，其兩端的電壓變小，即48間電壓降低，故②正確，①錯誤。當僅漕大&連入電路中的阻值

時，電路中的總電阻變大：根據(jù)/=?可知，電路中的電流變小，根據(jù)U=/R可知，q阻值不變

A

時，其兩端的電壓變??；根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和可知，&兩端的電壓變大，即

48間電壓增大，故③正確，④錯誤。故C正確。

9、答案：AB

解析：霍爾元件中移動的是自由電子，自由電子受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定側(cè)可判斷

上、下兩表面分別帶上正、負電荷，從而形成電勢差，最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處

于平衡狀態(tài)，故下表面電勢低，故C錯誤：最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡狀

態(tài)，設(shè)霍爾元件的長、寬、高分別為a、b、c,有q5=qvB,電流的微觀表達式為

C

B]

j=〃vSq=，7vbcq,代入得U=--,所以B越大，上、下表面的電勢差U越大；電流越大，上、

nqb

下表面的電勢差U越大，故A正確，D錯誤；根據(jù)B=B0+Zz/越大，B隨z的變化越大，根據(jù)

U知，U隨z的變化越大，即傳感器靈敏度學(xué)越高，故B正確。

nqbAz

10、答案：ABC

解析：若電路中無電阻凡，且金屬滑片尸在6端時，電源短路，損壞電源，用的存在使電路不出

現(xiàn)短路，起到保護電路的作用，故A正確；當拉環(huán)不受力時，滑片P在。端，由歐姆定律得，

/=D"D=0.1A,故B正確；拉力為400N時，由/=的，則Ax=4cm,對應(yīng)的電阻為

6p=20C，N接入電路的電阻R.,=5Q,由閉合電路歐姆定律得，1=J=0.3A,故D錯

誤，C正確。

11、答案：AC

解析:AB、當電容器板間距離d減小時，根據(jù)電容的決定式C=W-得知，電容C增大，故A正

4nkd

確，B錯誤；

CD、電容器板間電壓U不變，電容器所帶電量為Q=CU,因C增大，則。增大，電容器處于充

電狀態(tài)，而下極板帶正電，則電路中形成順時針方向的充電電流，因此流過R的電流是從。到江

故C正確，D錯誤。

故選：ACo

12、答案：BC

解析：ABD、當酒精氣體的濃度變大時，酒精氣體傳感器的電阻變小，總電阻變小，根據(jù)閉合電

路歐姆定律可知，電流變大，即通過酒精氣體傳感器的電流變大，《兩端電壓變大，故電壓表示

數(shù)變大，故AD錯誤，B正確；

C、定值電阻凡兩端的電壓變大，根據(jù)功率公式可知，消耗的功率變大，故C正確。

故選：BCo

13、答案：AB;如圖所示

解析：該模擬電路原理是：由光敏電阻感知光照強度變化，調(diào)節(jié)電磁鐵中電流的大小，即可調(diào)節(jié)

電磁鐵的磁性強弱，吸引或者釋放銜鐵，從而接通或斷開路燈電路，達到天亮燈熄、天暗燈亮的

效果。因為天亮?xí)r光照強度大，光敏電阻阻值較小，從而電路的電流較大，電磁鐵的磁性強，可

將銜鐵吸下，接通8C斷開AB：又因為天亮需要電燈滅，所以電燈應(yīng)接在45之間?？刂齐娐分?/p>

直接將OE兩端口與光敏電阻、滑動變阻器、開關(guān)以及電源串聯(lián)即可。電路如圖所示。

14、答案：牛頓第二定律;不能

解析：根據(jù)牛頓第二定律〃=￡可知，這種加速度傳感器的理論依據(jù)為牛頓第二定律；因為本傳感

m

器就是根據(jù)牛頓第二定律制造出來的，不能用結(jié)果去驗證原因，所以該加速度傳感器不能用于研

究加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系的實驗。故答案為：牛頓第二定律：不能。

15、答案：電流表：向下移動；變??；變大：變大

解析：從題圖中可知，水量表是由電流表改裝而成。當水面上升時，滑片向下移動，滑動變阻器

連入電路的電阻變小，電流變大，水量表示數(shù)變大。

16、答案：紜T7

解析：PTC熨斗在7；溫度以下時，電阻較小，發(fā)熱功率較大，由于溫度較低，與環(huán)境溫差小，故

升溫快；在（溫度以上時，電阻較大，發(fā)熱功率較小，由于溫度較高，與環(huán)境溫差大，故降溫

快；故通電一段時間后電熨斗溫度t自動地穩(wěn)定在"々＜7；范圍之內(nèi)。

17、答案：（1）見解析

（2）尸=幽｛/

解析：解：(1)電路中8￡)與。C串聯(lián)，水流作用力增大時，。增大，8。間的電壓減小，OC間

的電壓增大，要使電壓表示數(shù)增大，電壓表必須測量衣部分的電壓，電路圖如圖所示。