2025年高考物理 传感器 小练
一、单选题（本大题共5小题）
1．如图所示，图甲为热敏电阻的图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．如果要使恒温箱内的温度保持在100℃，则（ ）
A．应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，的阻值为260Ω
B．应该把恒温箱内的加热器接在C、D端，的阻值为260Ω
C．应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，的阻值为300Ω
D．应该把恒温箱内的加热器接在C、D端，的阻值为300Ω
2．为了打击酒驾行为，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，如图甲是一款酒精浓度检测仪的简化电路，其电源电动势与内阻保持不变，为定值电阻，R为气敏电阻，其阻值随酒精浓度c成反比关系如图乙所示。当驾驶员呼出气体中酒精浓度时，刚好达到酒驾标准；当驾驶员呼出气体酒精浓度为时，则刚好达到醉驾标准。根据以上信息，下列判断正确的是（ ）
A．当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电源的总功率越大
B．当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电压表示数与电流表示数比值越小
C．呼出气体中酒精的浓度为时，电路中电流等于呼出气体中酒精的浓度为时电路中电流的4倍
D．呼出气体中酒精的浓度为时，电路中电流小于呼出气体中酒精的浓度为时电路中电流的4倍
3．嫦娥六号采用了大量的传感器。某金属热电阻和热敏电阻的阻值R随温度T变化的关系图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．金属热电阻不可用来做电阻温度计
B．金属热电阻在温度上升时导电能力增强
C．热敏电阻的阻值随温度的变化不明显
D．它们都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
4．图甲为某厂商生产的电容式电子体重计，其内部电路简化图如图乙所示，称重时，人站在体重计面板上，使平行板上层膜片电极在压力作用下向下移动，则下列说法正确的是 （ ）
A．上层膜片下移过程中，电流表有从b到a的电流
B．上层膜片下移过程中，电容器的电容增大，上、下极板间的电压增大
C．上层膜片下移过程中，电容器的电容增大，所带电荷量减小
D．上层膜片稳定后，电容器上、下极板均不带电荷
5．如图是某液面高度测量仪内部的原理图，该仪器通过电容器电容的变化来检测容器内液面高低，容器中的导电液体和导电芯柱分别是电容器的两个电极，芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连，组成LC振荡电路。容器内的导电液体与大地相连，若某时刻线圈内的磁场方向向右，且正在减弱，则该时刻 （ ）
A．磁场能正向电场能转化
B．电容器两极板间电压正在减小
C．导电芯柱的电势低于导电液体的电势
D．若容器内液面升高，则LC振荡电路的频率变大
二、多选题（本大题共3小题）
6．电熨斗构造示意图如图所示，其中温度敏感元件是双金属片，在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属，可造成双金属片的形变。观察电熨斗的构造，以下说法正确的是（ ）
A．双金属片的作用是控制电路的通断
B．常温下，电熨斗的上下触点是接触的
C．当温度过高时，双金属片向上弯曲
D．熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，调温旋钮应该向下旋
7．某课外活动兴趣小组设计了利用压敏电阻测量加速度的装置，工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板竖直固定在小车上，中间放置一个质量为的小球，当小球随小车一起沿水平地面向右加速时，压敏电阻的阻值在压力从0增大到的过程中均匀减小，如图乙所示。当小车静止在水平地面上时，电流表的示数为，电路中电源的电动势为，下列说法正确的是（ ）
A．当小车做匀速直线运动时，电流表的示数为0
B．当电流表的示数为时，小车的加速度大小为
C．当电流表的示数为时，小车的加速度大小为
D．当电流表的示数为时，小车的加速度大小为
8．霍尔效应在1879年被EH·霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，霍尔元件是一种重要的磁传感器。利用霍尔元件将电压表改装为磁强计的原理如图所示，导电物质为电子的长方体霍尔元件三边长度分别为，放在与它垂直的匀强磁场中。当恒定电流通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生霍尔电压，通过电压表示数可以计算出匀强磁场磁感应强度的大小。下列说法正确的是（ ）
A．点电势高于点电势
B．适当增大，电压表示数会增大
C．将电压表的表盘改装为磁强计的表盘，则刻度线不均匀
D．为提升磁强计的灵敏度（灵敏度为），可减小导体的宽度
三、实验题（本大题共2小题）
9．如图甲所示为一个简单恒温箱的电路图，其温控电路由一热敏电阻R和继电器组成，图乙为该热敏电阻的图像。初始时继电器的衔铁吸附在M端，当线圈中的电流大于或等于30mA时，衔铁被吸合到N端，则加热电路停止工作。已知继电器线圈的电阻为，为继电器线圈供电的电池电动势，内阻不计，图甲中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)应该把恒温箱内的加热器接在 端（选填“A、B”或“C、D”）。
(2)如果要使恒温箱内的温度保持，热敏电阻R的阻值为 ，可变电阻的阻值应调节为 。
10．如图甲所示，在一矩形金属薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N两侧面间出现电压，这个现象称为霍尔效应，称为霍尔电压，且满足，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某校物理学习小组对霍尔现象进行了如下研究，请完成下列填空：
(1)用螺旋测微器测出薄片厚度如图乙所示，则 mm。
(2)已知金属薄片内单位体积中导电的电子数为n，电子电荷量的绝对值为e，则霍尔系数 。
(3)在如图甲所示的磁场中，金属薄片M面的电势 （填“高”或“低”）于N面的电势；若小组成员在进行霍尔电压测量时，测量点相比较于测量点N更靠近P端，则利用M、测量出的霍尔电压的绝对值将相比真实值偏 （填“大”或“小”）。
四、解答题（本大题共2小题）
11．一种测定油箱油量多少的装置如图所示。其中电源电压保持不变，R相当于滑动变阻器，它的滑片是金属杆的一端。当油箱中油量减少时，电流表的示数将如何变化
12．某同学想把弹簧振子振动位移的变化情况直观地表现出来。他做了一个实验，实验装置如图所示。在陶瓷压电片下挂一个弹簧振子，陶瓷压电片的两极引线与示波器“Y输入”端相连。让弹簧振子振动起来，选择适当的X扫描频率，他会观察到什么现象？分析形成这种现象的原因。
参考答案
1．【答案】C
【详解】恒温箱内的加热器应接在A、B端，随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低。随着恒温箱内温度降低，热敏电阻R的阻值变大，则线圈中的电流变小，当线圈的电流小于20mA时，继电器的衔铁又被释放到上方，则恒温箱加热器又开始工作，这样就可以使恒温箱内保持在某一温度。要使恒温箱内的温度保持100℃，即100℃时线圈内的电流为20mA。由闭合电路欧姆定律r为继电器的电阻，由图甲可知，100℃时热敏电阻的阻值为50Ω，所以R′＝－R－r＝300Ω，选C。
2．【答案】D
【详解】A．因为测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电阻变大，总电流变小，电源的总功率越小，A错误；
B．由图线得，测试者呼出的气体中酒精浓度越低，气敏电阻的阻值越大，根据欧姆定律，电阻的阻值越大，电压表示数与电流表示数比值越大，B错误；
CD．因为气敏电阻的阻值随酒精浓度c成反比，根据闭合电路欧姆定律得，，解得，D正确，C错误。选D。
3．【答案】D
【详解】A．金属热电阻的阻值对温度的升高而增大，这样的金属可以制成温度传感器，称为热电阻，可用来做电阻温度计，A错误；
B．金属热电阻在温度上升时，电阻变大，导电能力减弱，B错误；
C．热敏电阻的阻值随温度的升高而降低，其阻值变化明显，C错误；
D．金属热电阻和热敏电阻它们都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，D正确。选D。
4．【答案】A
【详解】根据C=可知，上层膜片下移过程中d减小，电容C增大，由Q=CU知电容器所带电荷量增大，电容器需充电，因此电流表有从b到a的电流，电容器两个极板与电源相连，上、下极板间的电压不变，故A正确，B、C错误；上层膜片稳定后，电容器上、下极板与电源相连，均带电荷，故D错误。
5．【答案】A
【详解】该时刻磁场能减小，电场能增加，A正确；该时刻电容器充电，根据C=可知，电容器两极板间电压正在增大，B错误；根据安培定则可知，导电芯柱集聚正电荷，故导电芯柱的电势高于导电液体的电势，C错误；若容器内液面升高，电容器的正对面积增大，根据C=可知，电容器的电容增大，根据振荡电路的周期公式T=2π可知，振荡电路的周期增大，频率减小，D错误。
6．【答案】ABD
【详解】C．当温度升高时，金属片上层的膨胀系数大于下层的膨胀系数，双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，即金属片向下弯曲，C错误；
AB．当温度过高时，双金属片向下弯曲使触点断开，电熨斗不工作，常温下，电熨斗的上下触点是接触的，电熨斗工作，双金属片的作用是控制电路的通断，AB正确；
D．熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，即温度较高时金属片才能离开触点，要将调温旋钮旋转下降，保证在温度未达到一定值时，金属片不与触点断开，D正确。选ABD。
7．【答案】BD
【详解】A．当小车静止在水平地面上时，压敏电阻受到的压力为零，压敏电阻阻值为，电流表的示数为，则当小车做匀速运动时，压敏电阻受到的压力仍为零，压敏电阻阻值仍为，电流表的示数为，A错误；
BCD．当小车静止在水平地面上时，压敏电阻受到的压力为零，压敏电阻阻值为，电流表的示数为，根据闭合电路的欧姆定律，解得，由图可知压力大小在区间内压敏电阻的阻值随压力的变化规律满足，根据牛顿第二定律，根据闭合电路的欧姆定律，联立解得电流表的示数随小车加速度的变化规律满足，当电流表的示数为时，小车的加速度大小为，当电流表的示数为时，小车的加速度大小为，当电流表的示数为时，小车的加速度大小为，BD正确，C错误。选BD。
8．【答案】AD
【详解】A．导电物质为电子，根据左手定则可知电子在通过长方体霍尔元件时将偏向后侧面，并通过导线流向电压表的端，则点电势高于点电势，A正确；
BC．设霍尔元件中自由电子的浓度为，定向移动的速度为，则有，根据洛伦兹力等于电场力可得，解得，可知将电压表的表盘改装为磁强计的表盘时其刻度线是均匀的；在电流一定的情况下，电压表的示数与无关，BC错误；
D．根据表达式，可知，在磁场强度一定的情况下，减小导体的宽度，电压将增大；所以减小导体的宽度，可以提高灵敏度，D正确。选AD。
9．【答案】(1)A、B；(2)90；190
【详解】（1）当温度较低的时候，热敏电阻R的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端。
（2）[1]由图可知如果要使恒温箱内的温度保持，热敏电阻R的阻值为
[2]当温度达到100℃时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要到达I=30mA=0.03A，根据闭合电路欧姆定律可得，解得可变电阻的阻值应调节为
10．【答案】(1)0.520；(2)；(3)低；大
【详解】（1）螺旋测微器的精确值为，由图乙可知薄片厚度为
（2）当电场力与洛伦兹力平衡时，有，根据电流的微观表达式，可得，可得
（3）[1]金属薄片中的自由电荷为电子，由左手定则判断，电子会偏向M端，使其电势低，同时相对的N端电势高，M端的电势比N端的电势低；
[2]若小组成员在进行霍尔电压测量时，测量点相比较于测量点N更靠近P端，则由于沿电流方向存在电势差，所以电势大于N的电势，则利用M、测量出的霍尔电压的绝对值将相比真实值偏大。
11．【答案】减小
【详解】当油箱中油量减少后，浮标浸入油中的体积减小，受到的浮力也会减小，金属杆右端就会上翘，接入电路的电阻就会增大，电路的电流就会减小，所以，电流表的示数也会减小。
12．【答案】见解析
【详解】他会观察到：屏幕上显示出一条正弦函数图像。
原因是：陶瓷压电片的工作原理是当电压作用于陶瓷压整片上时，其会随电压和步频率的变化产生机械变形，本题则利用振子上下振动，使陶将压电片产生微小形变，利用示波器读取电压片上的电压变化，从而观察到示波器上生了类似于振动的波形图，从侧面反应了弹簧振子的振动位移情况，并直观的表现出来。
