2025届高考物理一轮复习专题训练 传感器及其应用

这是一份2025届高考物理一轮复习专题训练 传感器及其应用，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．某同学打开手机的某款传感器APP，手握手机迅速下蹲，手机记录的图像如图所示，a、b分别为图像的峰值，下列说法正确的是( )
A.该款APP为位移传感器APP
B.该款APP为速度传感器APP
C.峰值a对应时刻，人对地面的压力最大
D.峰值a对应时刻，人对地面的压力最小
2．2008年5月12日我国四川省汶川县发生了8.0级的大地震，在震后的几个月内还发生过一百多次的余震，有的余震达到6级以上。为了减小余震所带来新的损失，地震预报 部门利用一种传感器，探测地表传来的余震信息，这种传感器应该是( )
A.电波传感器B.压力传感器C.振动传感器D.超声波传感器
3．关于传感器，下列说法正确的是( )
A.电饭锅使用了光学传感器对温度进行控制
B.空调使用了声音传感器来进行制冷工作
C.电子秤利用了压力传感器来进行称量
D.霍尔元件是把电学量转化成磁学量进行工作
4．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
5．关于传感器，下列说法错误的是( )
A.电子秤所使用的测力装置是力传感器
B.电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体
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.干簧管是一种能够感知磁场的传感器，可以起到开关作用
6．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的( )
A.前表面的电势比后表面的低B.前、后表面间的电压U与v无关
C.前、后表面间的电压U与c成正比D.自由电子受到的洛伦兹力大小为
7．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
8．关于传感器，下列说法正确的是( )
A.所有传感器都是由塑料制成的
B.水银温度计是一种传感器
C.传感器主要是通过感温度的变化来传递信号的
D.金属材料也可以制成传感器
9．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器可能是( )
A.温度传感器B.气体传感器C.生物传感器D.压力传感器
10．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位( )
A.力传感器B.光传感器C.温度传感器D.生物传感器
11．关于传感器的下列说法正确的是( )
A.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
B.电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片中两片金属的膨胀系数相同
C.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
D.半导体热敏电阻常用作温度传感器，温度升高，它的电阻值变大
12．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大。压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照。则红灯亮时( )
A.车轮停在感应线上后，电阻R上有恒定电流
B.车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电
C.车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大
D.汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，不会被电子眼拍照
二、多选题
13．一种简易的LC振荡回路如图所示，L为线圈，C为固定在真空中的平行板电容器.将单刀双掷开关K拨至触点a，使电容器与直流电源E接通，稳定后，位于两水平金属板中间P处的带电液滴恰能静止.将K拨至触点b并开始计时，当时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，不计回路的能量损失且液滴未到达两金属板，下列说法正确的是( )
A.液滴带负电
B.时，电容器上极板带正电且电荷量正在增大
C.时，线圈L中磁场的方向向上且磁场能最大
D.时，线圈L中磁场的方向向下且下极板带正电
14．各种传感器制成的仪器设备可用于我们生活中的很多方面。下列说法正确的是( )
A.红外触发相机成像应用了红外线的热效应
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.自动计数器中的光敏电阻可以将光学量转换为电学量
D.霍尔元件可以把电学量转换为磁学量
15．金属热电阻和热敏电阻都能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，所以都可以用于制作温度传感器。它们的电阻随温度的变化规律如图所示。下列说法正确的是( )
A.图线a是金属热电阻的电阻随温度变化的曲线，用它来测量温度，测量范围大，稳定性好
B.图线a是金属热电阻的电阻随温度变化的曲线，它的电阻随温度的变化非常明显
C.图线b是热敏电阻的电阻随温度变化的曲线，用它来测量温度，测量范围大，稳定性好
D.图线b是热敏电阻的电阻随温度变化的曲线，它的电阻随温度的变化非常明显
三、填空题
16．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___________________________。
17．传感器中的核心部件是__________，例如：__________、__________就是温度传感器和光传感器的核心部件。控制器的核心器件是__________。
四、计算题
18．有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示.E是内阻不计、电动势为6 V的电源，是一个阻值为400 Ω的限流电阻，G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器，R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而变化，其关系如表所示.C是一个用来保护显示器的电容器.秤台的重力忽略不计，试解题思路：
（1）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式.
（2）若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多大？
（3）如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，试通过寻求压力与电流表中电流的函数关系式，说明该测力显示器的刻度是否均匀.
参考答案
1．答案：C
解析：AB.手握手机迅速下蹲，则物体的位移一直增大，速度先增大后减小，结合力与运动的关系可知，该款APP为加速度传感器APP，故AB错误；CD.峰值a对应的时刻，物体的加速度向上且达到最大，所以此时人对地面的压力最大，峰值b对应的时刻，物体的幼加速度向下且达到最大，所以此时人对地面的压力最小，故C正确，D错误。故选C。
2．答案：C
解析：由题意可知，这种传感器既然与地震波有关，地震波是由震源的振动由近及远向外传播而产生，因此是振动传感器。故选C。
3．答案：C
解析：A.电饭锅是通过温度传感器来实现温度的自动控制，故A错误；B.空调是使用温度传感器来进行制冷工作的，故B错误；C.电子秤是利用压力传感器来进行称量的，故C正确；D.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来进行工作的，故D错误。故选C。
4．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.
5．答案：C
解析：A.电子秤所使用的测力装置是力转换成油信号来显示被测物体质量的大小，属于力传感器，故A正确;B.电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体，故B正确;C.话筒是一种常用的声音传感器，是将声信号转化为电信号，故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正确。本题选不正确的，故选C。
6．答案：D
解析：由题意可判定，电子定向移动的方向水平向左，则由左手定则可知，电子所受的洛伦兹力指向后表面，因此后表面积累的电子逐渐增多，前表面的电势比后表面的电势高，A错误；当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，电子不再发生偏转，此时前、后表面间的电压达到稳定，对稳定状态下的电子有，又，解得，显然前、后表面间的电压U电子的定向移动速度v成正比，与元件的宽度a成正比，与长度c无关，BC错误；自由电子稳定时受到的洛伦兹力等于电场力，即，D正确。
7．答案：D
解析：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。
8．答案：D
解析：AD.传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，故A错误，D正确;B.水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，故B错误;C.传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，故C错误;故选D。
9．答案：D
解析：水位不同，压力就不同，洗衣机可以根据压力大小来解题思路水位的高低，故采用压力传感器将压力信号转换为电信号。故选D。
10．答案：B
解析：太阳能电池是通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能，供航天器使用的，因此需要使用光传感器，来感知太阳方位，故选B。
11．答案：C
解析：A、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A错误;
B、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，双金属片的膨胀系数不同，这种传感器作用是控制电路的通断，故B错误;
C、霍尔元件是一种磁传感器，能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故C正确;
D、热敏电阻“的阻值随温度的变换而变化，半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值一定越小，故D错误。
故选:C。
12．答案：B
解析：A.车轮停在感应线上后，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；BC.由题图乙可知，当车轮经过感应线时电流先增大后减小，然后再反向增大再减小，说明电容器先充电后放电，故B正确，C错误；D.若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍会拍照，故D错误。故选B。
13．答案：BC
解析：液滴静止时所受电场力竖直向上，而此时下极板带正电，所以液滴带正电，故A错误；将K拨至触点b并开始计时，当时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，即此时电容器所带电荷量为零，则电容器刚好完成第一次放电，由此可知，LC振荡电路的周期为0.08 s，则时，电容器正在经历第一次充电，此时电容器上极板带正电且电荷量正在增大，故B正确；时，电容器刚好完成第二次放电，此时线圈L中的电流最大，磁场能最大，且电流方向从上至下，根据安培定则可知，磁场方向向上，故C正确；时，电容器正在经历第二次充电，此时电容器下极板带正电，线圈L的电流方向从上至下，根据安培定则可知，磁场方向向上，故D错误.
14．答案：AC
解析：红外线能使被照射的物体发热，具有热效应，红外触发相机就是利用红外线的热效应，故A正确；干簧管能感知磁场，当周围存在磁场时，两个舌簧被磁化，就会相互吸引，故B错误；光敏电阻随着光照强弱不同，电阻不同，可以通过遮光情况对流水线上的产品计数，将光照强弱这个光学量转化为电阻这个电学量，故C正确；霍尔元件可以把磁学量转化为电学量，故D错误。
15．答案：AD
解析：金属热电阻的电阻率会随温度的升高而增大，所以电阻也会随温度的升高而增大，为图线a，由于它的电阻与温度呈线性关系，所以用它来测量温度，测量范围大，稳定性好，常用来制成温度计，故选项A正确，选项B错误；图线b是热敏电阻的电阻随温度变化的曲线，它的电阻随温度的变化非常明显，故选项C错误，选项D正确。
16．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。
17．答案：敏感元件；热敏电阻；光敏电阻；微控制器
解析：传感器中的核心部件是敏感元件，例如：热敏电阻、光敏电阻就是温度传感器和光传感器的核心部件。控制器的核心器件是微控制器。
18．答案：（1）
（2）550 N
（3）见解析
解析：（1）把压力大小作为横坐标，把电阻作为纵坐标，在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R的阻值随压力大小F变化的图像，如图所示.
根据R的阻值随压力F变化的图像可知，压敏电阻R的阻值与压力F是一次函数关系，设函数关系式为，
把和代入，解得，
所以电阻R随压力F变化的函数式为.
（2）从上式可知，压力增大时，压敏电阻阻值减小，当电阻两端的电压为5 V时，压敏电阻两端的电压，根据串联电路特点可得，代入数据解得.把代入中，解得.
（3）根据闭合电路欧姆定律得，把代入上式，化简得，所以压力和电流不是一次函数关系，故该测力显示器的刻度不均匀.
压力
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻
300
280
260
240
220
200
180
…