2023-2024学年粤教版选择性必修2第五章《传感器》单元测试B卷（后附解析）

保密★启用前
2023-2024学年 粤教版选择性必修2 第五章《传感器》单元测试B卷
B测试卷后附解析
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．有很多商场使用自动门，当人靠近时门会自动打开，这种自动门使用的传感器是（　　）
A．红外线传感器 B．压力传感器
C．速度传感器 D．温度传感器
2．利用热敏电阻在通以恒定电流（实验设定恒定电流为）时，其阻值随温度的变化关系（如图甲所示）可以制作电子温度计。把恒压直流电源、热敏电阻、可变电阻、电流表、电压表连成如图乙所示的电路。用热敏电阻作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是（　　）
A．电压较高时表示温度也较高
B．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的
C．当热敏电阻的温度升高时，应将的阻值调大
D．每升高相同的温度，热敏电阻的阻值变化均相等
3．物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻和，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E=3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（　　）
照度/Lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻/ 75 40 24 20 18 15
A．为定值电阻，为光敏电阻
B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越大
C．若将定值电阻的阻值变为，该天后照明系统即可工作
D．该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越长
4．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器（压力不超过最大值），压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示，则（　　）

A．t1时刻，小球动能最小
B．t2时刻，弹簧的弹性势能最小
C．t2~t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少
D．t2~t3这段时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能
5．已知压敏电阻的受力面所受压力越小，其阻值越大，如图甲，将压敏电阻R平放在竖直升降电梯的轿厢内，受力面朝上，在其受力面放一质量为m物体，电梯静止时电压表示数为；某段时间内电压表示数随时间变化图线如图乙，则（　　）
A．时间内压敏电阻受力面所受压力恒定
B．时间内电容器处于放电状态
C．之后电梯处于超重状态
D．之后电梯做匀变速运动
6．下列元件中，能够把磁感应强度转换为电压的传感器是（　　）
A．干簧管 B．霍尔元件
C．电阻应变片 D．电容式位移传感器
7．某同学准备用一种热敏电阻制作一只电阻温度计。他先通过实验描绘出一段该热敏电阻的I一U曲线，如图甲所示，再将该热敏电阻Rt，与某一定值电阻串联接在电路中，用理想电压表与定值电阻并联，并在电压表的表盘上标注温度值，制成电阻温度计，如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）
A．从图甲可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
B．图乙中电压表的指针偏转角越大，温度越高
C．温度越高，整个电路消耗的功率越小
D．若热敏电阻的阻值随温度均匀变化，则表盘上标注温度刻度也一定是均匀的
评卷人得分
二、多选题
8．如图所示为某中学实验小组同学设计的拉力传感器，将劲度系数为的弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端与导电性能良好的刚性拉杆相连接，在拉杆上固定一滑片。已知电路中定值电阻，是阻值为、长度为5cm且分布均匀的电阻丝，忽略滑片与电阻丝之间的摩擦，理想电流表允许的最大电流为，电源电动势为（内阻不计）。当拉杆不受力时滑片位于电阻丝的最左端。则（ ）
A．定值电阻的作用是分压
B．当滑片位于电阻丝的最左端时，电流表的示数为
C．如果在拉杆上施加大小为400N的力，电流表的示数为
D．如果在拉杆上施加大小为400N的力，电流表的示数为
9．磁敏电阻的阻值随磁场的增强而增大.在如图所示的闭合电路中，滑动变阻器的滑片处于中间位置，磁敏电阻置于匀强磁场中.闭合开关S后，若磁场增强，则
A．电压表的示数变大
B．电压表的示数变小
C．电流表的示数变大
D．电流表的示数变小
10．如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），C为电容器，L为小灯泡，电表均为理想电表。闭合开关S稳定后，增大照射光强度，则（　　）
A．小灯泡变亮 B．电压表的示数减小
C．电容器上的电荷量减少 D．光敏电阻两端的电压减小
11．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1为热敏电阻，阻值随温度升高后明显减小，R2为定值电阻，阻值R2 > r，电表都为理想电表。当环境温度升高后，电表示数变化量的绝对值分别用I、U1、U2和U表示，则下列说法正确的是（ ）
A．U1 > U2 B．减小，不变
C． D．热敏电阻的功率可能不变
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．炎热的夏季，养殖户用自动控温通风系统对养殖场进行控温。要求当养殖场内的温度升高到27℃时，通风系统立即启动。某同学设计的通风系统工作原理如图甲所示：虚线框内的两接线柱间接测温电阻RT。当R1两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统立即停止工作。
提供的器材为：
直流电源（电动势E=5V，内阻忽略不计）；
电阻箱R1、R2（阻值范围均为）；
控制电路模块（电阻可视为无穷大）；
两测温电阻RT1、RT2（工作特性分别如图乙、丙所示）。
根据原理，选择器材，并完成调试：
（1）图甲中测温电阻应选用 （选填“RT1”或“RT2”）；
（2）接好测温电阻后，为实现27℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K2拨到触点b，并将电阻箱R2的阻值调至 kΩ、电阻箱R1的阻值调至 kΩ，再闭合开关K1，测试通风系统能否正常工作。若能正常工作，再将开关K2拨回触点a即可。（本问结果均保留2位有效数字）
（3）若长时间使用电阻箱R1老化后的电阻率会变大，若不对其阻值进行调整，当通风系统再次启动时，养殖场内的实际温度要 （选填“高”或“低”）于设定的启动温度27℃。
13．某实验探究小组的同学用一灵敏电流计（内阻未知）和一热敏电阻制作成一热敏温度计。在实验室找到以下器材：
A．灵敏电流计G（量程为10mA，内阻约为50Ω）
B．电压表V（量程为3V，内阻约10kΩ）
C．电阻箱R1（阻值范围为0~9999Ω）
D．滑动变阻器R2（阻值范围为0~100Ω，最大电流为1.5A）
E.干电池两节（每节电动势，内阻不计）
F.热敏电阻Rt
G.开关S，导线若干
（1）该实验小组先设计如图甲所示实验电路测量灵敏电流计的内阻Rg。当电阻箱旋钮位置如图乙所示时，测得电压表示数为2.8V，灵敏电流计示数为5.6mA。则Rg= Ω。

（2）为将灵敏电流计的量程扩大为原来的6倍，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，把灵敏电流计改装成电流表A，则应将电阻箱R1的阻值调为 Ω。
（3）已知热敏电阻Rt的说明书上给出其性能图线如图丙所示。该小组同学利用上述改装的电流表A和热敏电阻设计成实验电路如图丁所示，其中R0为保护电阻，Rt做测温探头，电源为1节干电池，把电流表的表盘刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的热敏电阻温度计。若要求原灵敏电流计G指针满偏的位置标为50，则电阻 Ω，原灵敏电流计指针在5mA处应标为 。

评卷人得分
四、解答题
14．传感器在日常生活中的应用越来越广泛，利用温度传感器制成的温控开关就是其中的一种。烘箱就是利用温控开关来自动控制电路的。常温下，该开关是闭合的；当温度达到某一设定值时，开关自动断开，从而切断整个电路。如图所示的四个电路图中，能够实现自动控温的是哪一种？判断并说明理由。
15．如图（a）所示是反射式光纤位移传感器的工作原理图，由恒定光强的光源发出的光进入入射光纤，并从入射光纤的出射端射向被测物体，使被测物体反射的光部分被接收光纤接收。由图（b）可知，光纤探头的光照与发射光和接收光的重合面积有关，试讨论光纤探头的光照随物体距离的变化情况。
16．小明同学想用一只半导体热敏电阻制作一支能测量水温的温度计。通过查阅资料，他获得该热敏电阻的特性曲线如图1所示。他要求所制作的温度计的测量范围是，且在水温是时，电压表指针偏转达到最大位置。根据特性曲线，他设计的水温温度计的电路如图2所示，图中的定值电阻，电压表的量程是，电源电压恒定。
（1）根据特性曲线，该热敏电阻在、、时，阻值分别为多大？
（2）通过计算说明，当水温是、时，电压表的指针分别指在什么位置？当电压表的指针指在和时，水温各是多少？
（3）小明需要将电压表的刻度盘改成直接显示温度的刻度盘。如果每画一条刻度线，那么温度刻度线是否均匀分布？请你帮小明画出显示温度的刻度线。已知电压表的指针从的偏转角是。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
解析：自动门使用的传感器是红外线传感器．
2．C
解析：A．根据题意可知，电路通有恒定的电流，温度越高，由图甲可知，阻值越小，由可知，热敏电阻两端的电压越小，故A错误；
B．由上述分析可知，电压表的示数为
由甲图可知，阻值与温度不是线性关系，则电子温度计表盘上温度的刻度不是均匀的，故B错误；
C．当热敏电阻的温度升高时，阻值减小，要保证电路中电流恒定，则增大，即将的阻值调大，故C正确；
D．由甲图可知，阻值与温度不是线性关系，每升高相同的温度，热敏电阻的阻值变化不相等，故D错误。
答案：C。
3．C
解析：AB．当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统，可知光照小时，控制开关两端电压大；根据表格数据可知光照强度小时，光敏电阻阻值大，则为光敏电阻，为定值电阻；照度越大，光敏电阻阻值越小，该电路控制开关两端的电压越小，故AB错误；
C．若将定值电阻的阻值变为20kΩ，则控制开关自动启动时光敏电阻为40kΩ，此时对应照度为0.4 Lx，根据图乙可知该天系统工作时间段为、，故C正确；
D．该电路中定值电阻阻值越大，控制开关自动启动时光敏电阻越大，此时对应照度越小，该天的照明系统工作的时间越短，故D错误。
答案：C。
4．D
解析：AB．t2时刻，电流表示数最大，表示压力传感器的电阻阻值最小，故压力传感器受到的压力最大，说明此时小球把弹簧压缩到最低点。小球动能最小，弹簧的弹性形变程度最大，弹性势能最大，故AB错误；
CD．t2~t3这段时间内，电流表示数变小，表示压力传感器的电阻阻值增大，故压力传感器受到的压力减小，说明此时是弹簧把小球弹起的过程，弹簧的弹性势能转化成小球的动能和重力势能，故弹簧的弹性势能逐渐减少，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能。故C错误；D正确。
答案：D。
5．D
解析：压敏电阻上的电压不变，由欧姆定律知，其阻值不变；当电压增大时，压敏电阻以外的其余部分分担的电压减小，由欧姆定律可知，电路中的电流值将减小，所以电路中的电阻值增大，其余的部分电阻值不变，所以压敏电阻的电阻值增大。
A．在时间内压敏电阻上的电压增大，压敏电阻的电阻值增大，知压敏电阻的受力面所受压力减小，故A错误；
B．由电路图可知，电容器两端的电压与电压表两端的电压是相等的，在时间内电压表两端的电压增大，所以电容器两端的电压增大，则电容器处于充电状态，故B错误；
C．由图，t2之后电压表两端的电压大于开始时电压表两端的电压，所以压敏电阻的受力面所受压力小于开始时受到的压力，所以电梯处于失重状态，故C错误。
D．t2之后电压表两端的电压不变，则压敏电阻的受力面所受压力不变，由于小于开始时受到的压力，所以t2之后电梯做匀变速运动，故D正确。
答案：D。
6．B
解析：A．干簧管是通过磁场变化实现电路通断，故A不符合题意；
B．霍尔元件能够把磁感应强度转换为电压的传感器，故B符合题意；
C．电阻应变片能够把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量，故C不符合题意；
D．电容式位移传感器能够把位移转换为电压的传感器，故D不符合题意。
答案：B。
7．B
解析：A．I U图象上的点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，由甲图可知，I越大，电阻越小，而温度越高，则热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，选项A错误；
B．温度越高，Rt阻值越小，热敏电阻Rt与定值电阻R串联接在电路中，电路中电流越大，R的电压越大，电压表的指针偏转角越大，因此电压表的指针偏转角越大，温度值越大，选项B正确；
C．温度越高，电路中电流越大，由P=IU可知，整个电路消耗的功率越大，选项C错误；
D．若热敏电阻的阻值随温度线性变化，由闭合电路欧姆定律
可知电路中电流I随温度是非线性变化的，由电压表的示数U=IR可知，U随温度是非线性变化的，因此表盘标注温度刻度一定是不均匀的，选项D错误。
答案：B。
8．BC
解析：A．若电路无定值电阻，且滑片位于金属丝的最右端时，回路短路，烧毁电源，的存在使电路不出现短路，因此定值电阻的作用是保护电路，故A错误；
B．当滑片位于电阻丝的最左端时，由闭合电路欧姆定律得
故B正确；
CD．当在拉杆上施加大小为400N的力时，由
得
则电阻丝接入电路中的电阻为，由闭合电路欧姆定律得
故D错误；C正确。
答案：BC。
9．AD
解析：磁敏电阻与变阻器的左半边电阻相并联后再与变阻器的右半边电阻相串联;若磁场增强,则磁敏电阻的阻值增加;外电路总电阻增加,根据闭合电路欧姆定律,干路电流减小;则内电阻的电压降增加,变阻器的右半边的电压降也减小,故并联部分的电压增加,故电压表读数增加;通过变阻器左半边的电流增加,故流过磁敏电阻的电流减小,即电流表读数减小;故AD正确,BC错误;
答案：AD
点拨：磁敏电阻与变阻器的左半边电阻相并联后再与变阻器的右半边电阻相串联,先根据闭合电路欧姆定律判断电流的变化,再根据串并联电路的电压和电流关系判断电压表和电流表示数的变化.
10．ACD
解析：A．由图可知，L和R2串联后和C并联，再与R1串联，电容器在电路稳定时相当于断路；当增大照射光强度时，光敏电阻R2减小，电路的总电阻减小，总电流I增大，流过小灯泡的电流增大，则小灯泡的功率增大，故A正确；
B．由欧姆定律知，定值电阻两段电压增大，电压表的示数增大，故B错误；
C．电容器板间电压为
I增大，则UC减小，电容器上的电荷量减少，故C正确；
D．光敏电阻两端的电压为
由于总电流I增大，E、R1、r、RL不变，因此光敏电阻两端的电压减小，故D正确。
答案：ACD。
11．AD
解析：A．当环境温度升高后，热敏电阻R1阻值减小，电路总电阻减小，因此电路总电流I增大，因此U2、U内增大，U1减小，由于电源电动势不变，故
U1 = U2＋U内
因此
U1 > U2
A正确；
B．由于电路串联，因此各个电子器件I相等，因此
而
故不变，B错误；
C．由于
E = U＋Ir
因此
而
由题意可知
R2 > r
故
C错误；
D．由上面分析可知，热敏电阻两端的电压减小，而电流增大，若电压减小的倍数与电压增大的倍数相等时，则功率不变，D正确。
答案：AD。
12． RT1 12 kΩ 18 kΩ 低
解析：（1）[1]由于当R1两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统立即停止工作。则测温电阻的阻值必定随温度的升高而减小，则图甲中测温电阻应选用RT1。
（2）[2][3]由图乙可知，温度为27℃时
为实现27℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K2拨到触点b，并将电阻箱R2的阻值调至12 kΩ，此时R1两端电压
U1=3V
根据闭合电路欧姆定律有
解得
，
（3）[4] 若长时间使用电阻箱R1老化后的电阻率会变大，则其阻值增大，即当测温电阻RT1的阻值比较大时，即温度还比较低时，电阻箱R1两端电压已经达到3V，通风系统开始启动，此时，养殖场内的实际温度要低于于设定的启动温度27℃。
13． 45 9 7.5 30
解析：（1）[1]由图乙电阻箱接入电路的电阻阻值为
根据欧姆定律
解得
（2）[2]灵敏电流计改装后的量程为
，
代入数据解得
（3）[3]改装后的电流表A的内阻为
由图丙可知，当温度为50时，热敏电阻阻值，由图丁根据闭合电路欧姆定律有
解得
[4]原电流计指示5mA时，则电流表A的示数为
由
解得
由图丙知此时的温度为30。
14．见解析
解析：由于常温下温控开关闭合，当温度达到某一设定值时，温控开关自动断开，切断整个电路，说明温控开关应该处于干路，故a图电路能够实现自动控温。
15．见解析
解析：当物体距探头越远，即d越大时，入射光锥和接收光锥的重合面积B′越大，因此进入接收光纤的光越多，所以光纤探头的光照随物体距离的增大而增大。
16．（1）；（2）1.0V；3.0V；；；（3）见解析
解析：（1）由图可知，该热敏电阻在、、时，阻值分别为。
（2）当水温是时，，根据题意电压表示数
解得
当水温是时，，电压表示数
当电压表示数为时，有
解得
结合图像可知，温度为。
当电压表示数为时，有
解得
结合图像可知，温度为。
（3）由于
结合图1可知，温度刻度线不均匀。由解析（2）的方法计算出每隔时的电压表示数，绘图如下：
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页