2026届高考物理二轮复习专题特训 传感器(含解析)

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2026届高考物理二轮复习专题特训 传感器
一、单选题
1．关于传感器，下列说法正确的是( )
A.传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量
B.金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器
C.干簧管是能够感知电场的传感器
D.热敏电阻的阻值都是随温度的升高而减小
2．如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱，断电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，对其工作方式有下列判断
①A、B间接控制电路，C、D间接被控电路
②A、B间接被控电路，C、D间接控制电路
③流过L的电流减小时，C、D间电路可能断开
④流过L的电流增大时，C、D间电路断开
以下组合的两项都正确的是( )
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
3．物理学是一门以实验为基础，紧密联系生活的学科。下列与教材插图相关的叙述正确的是( )
A.图甲中，若在两端通入恒定电流，则接在端的电流表示数始终不为0
B.图乙中，微波炉通过发射电磁波加热食物，说明电磁波具有能量
C.图丙中，奥斯特利用该实验装置发现了电磁感应现象
D.图丁中，传感器的敏感元件应为光敏电阻
4．如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗状态；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗状态。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，为定值电阻，下列判断正确的是( )
A.当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压
B.当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压
C.扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响
D.扫描笔头外壳出现破损时仍然能正常工作
5．某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象，在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器，两质量均为2 kg的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器，如图所示。当该同学抱着箱子静止时，顶部的压力传感器的示数。重力加速度g取。不计空气阻力，则( )
A.箱子静止时，底部压力传感器的示数
B.当时，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子下蹲
C.当时，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子向上站起
D.若箱子保持竖直从高处自由释放，运动中两个压力传感器的示数均为30 N
6．传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器，每个键内部电路如图甲所示。每个键下面都有由相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器，两金属片间有空气间隙。如图乙，在按键的过程中，下列说法正确的是( )
A.计算机键盘使用的是光传感器
B.电容器的电容和电荷量Q均减小
C.图甲中电流从M流向N
D.电容器极板间的电场强度变大
7．如图为某电感式位移传感器的原理图，l是待测位移的物体，3是接交流电的空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随物体1左右平移，则该传感器( )
A.将电流变化信号转化为位移变化信号输出
B.将位移变化信号转化为电流变化信号输出
C.将位移变化信号转化为电阻变化信号输出
D.当物体向左移动时，线圈的自感系数变小
8．某同学用如图所示的电路，借助电流传感器研究不同元件通电时的电流变化情况，实验室提供的元件有小灯泡、定值电阻、电感线圈和电容器。时刻闭合开关S，测得通过不同元件的电流随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是( )
A.图甲对应的元件为电感线圈 B.图乙对应的元件为定值电阻
C.图丙对应的元件为小灯泡 D.图丁对应的元件为电容器
9．一可视为质点的物体在水平外力的作用下由静止开始沿平直的轨道运动，通过传感器描绘了其加速度随时间的变化规律，图像如图所示，已知物体的质量为。则下列说法正确的是( )
A.0~2s的时间内，物体的位移大于2m
B.3s末物体距离出发点最远
C.5s末物体的速度为0
D.0~3s与3s~5s的时间内，外力对物体做功的绝对值之比为4:3
10．我们在坐电梯的时候会发现这样一个现象：当超载时电梯会发出报警提示。这是由于电梯内装有的传感器是( )
A.压力传感器 B.温度传感器 C.气体传感器 D.声音传感器
11．很多手机的指纹解锁功能利用了电容式指纹识别技术.如图所示，指纹识别传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，指纹的凸起部分（叫“嵴”）及凹下部分（叫“峪”）与这些小极板形成大量大小不同的电容器.传感器给所有的电容器充电达到某一电压值后，电容器放电，根据放电快慢的不同来探测“嵴”和“峪”的位置，从而形成指纹图像数据，则( )
A.沾水潮湿的手指不会影响正常解锁
B.极板与指纹“嵴”部分形成的电容器电容较大
C.极板与指纹“峪”部分形成的电容器放电较慢
D.用打印好的指纹照片覆盖在传感器上面也能够实现指纹解锁
12．为了研究跳跃者的运动情况，研究者在弹性蹦极绳上端加装了力传感器。从跳跃者跃下平台开始计时，力传感器显示力随时间的变化情况如图所示。忽略蹦极绳的质量和空气阻力，跳跃者近似沿竖直方向运动。在时间内，跳跃者所受( )
A.重力的冲量为0 B.蹦极绳弹力的冲量为0
C.合外力冲量为0 D.合外力做功为0
二、多选题
13．以下实验中，说法正确的是( )
A.在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，需要用到交流电源
B.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，增大透镜与单缝间的距离可观察到条纹间距增大
C.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，所用交流电源的电压不要超过12V
D.在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用
14．如图所示，干簧管放在磁场中时两个舌簧能被磁化。关于干簧管，下列说法正确的是( )
A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.干簧管接入电路中相当于开关的作用
D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的
15．如图所示为某款手机内部加速度传感器的俯视图，M、N为电容器的两极板，M板固定在手机上，N板通过两完全相同的水平弹簧与手机相连，电容器充电后与电源断开，M、N板间距离为，电压传感器示数为.已知弹簧的弹性系数为k，N板质量为m，不计摩擦，当手机在水平面内以沿NM方向的加速度a运动时( )
A.电容器的电容变大 B.M、N板间的电场强度不变
C.电压传感器示数为 D.电压传感器示数为
16．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面形成大量的小电容器，这样在“嵴”处和“峪”处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到“嵴”和“峪”的位置，从而形成指纹图像数据。根据文中信息，下列说法正确的是( )
A.把指纹的照片蒙在传感器上，也可以实现指纹解锁功能
B.手指轻按和重按均可以解锁，说明形成的电容大小是相同的
C.潮湿的手指头对指纹识别有影响
D.在“峪”处形成的电容器放电较快
三、填空题
17．如图所示为一个加速度计的原理图，质量的滑块可在光滑框架内平移，滑块两侧与劲度系数均为的轻弹簧连接；R为长的滑动变阻器，滑片与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比，两个电源的电动势均为，内阻不计。两弹簧处于原长时，滑片位于R的中点，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。通过电路中电压表的读数，可得知加速度，当被测物体加速度为零时，电压表的示数为零。
(1)当加速度方向水平向右，滑片位于R中点的_________（选填“左侧”或“右侧”）；
(2)当P端的电势比Q端的电势高时，物体的加速度大小为________，方向________；
(3)若将电压表的表盘换成加速度的刻度盘，需满足关系式________（用字母表示，各量均采用国际单位）。
18．传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（电学量），例如热敏传感器。某热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由该热敏电阻作为传感器制作的简单自动报警器线路图。问：
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在_________（选填“a”或“b”）处。
（2）若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向_________（选填“左”或“右”）移动。
（3）如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器的滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是_________。
四、实验题
19．如图甲所示，用一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封闭一定质量的气体，烧瓶容积为.其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根细管与压强传感器相连，压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机.某同学利用此装置探究一定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系.
步骤如下：
①打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门；
②根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录恢复原温度后气体的压强p；
③多次实验，记录多组数据，分析得出结论.
（1）正确操作后，发现气体的压强随体积的减小而增大，若以p为纵轴、以________为横轴的图像为近乎过原点的倾斜直线（用题中字母表示），可认为在误差允许范围内气体的压强与体积成反比；
（2）若以_____为纵轴（填“V”或“”）、以为横轴，可画出如图乙所示的图像，则注水前封闭气体的体积为_____（用图中字母表示）.
五、计算题
20．下面几种情况，是否用到了传感器？如果用到了，说明是哪类传感器。
（1）路灯、江海里的航标夜晚亮，白天熄灭；
（2）电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人；
（3）电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦；
（4）将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱，而不必麻烦银行工作人员。
21．许多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没反应。这种“聪明”的楼道灯电路中接入了哪几种传感器？
参考答案
1．答案：A
解析:传感器作为一种将其他形式的信号转换成电信号的转换装置，能将非电学量按一定规律转换成电学量，故A正确；金属热电阻是将热学量转换为电学量的一种传感器，故B错误；干簧管是把磁场的强弱转化为电路的通断的传感器，故C错误，热敏电阻的阻值不一定随温度的升高而减小，故D错误.
2．答案：A
解析:当一定强度的电流通过接线柱A、B流入线图L时，电磁铁产生足够强度的磁性可以把衔铁吸下，使触头S接通，此时与C、D所接的电路接通，即A、B所接电路的状态控制了C、D所接电路的状态，所以A、B间接拉制电路，C、D间接被控电路，（1）正确，（2）错误；流过L的电流减小时，电磁铁的磁性减弱，可能不足以将街铁吸下，则C、D间电路可能断开，（3）正确；若C、D间电路未接通，流过L的电流增大时，电磁铁的磁性增强，可能将街铁吸下使C、D间电路接通，（4）错误。
3．答案：B
解析: A.图甲中，若在ab两端通入恒定电流，根据电磁感应原理可知，稳定后穿过线圈电流恒定，磁通量保持不变，c线圈中无感应电流产生，接在cd端的电流表示数始终为0，故A错误;
B.图乙中，微波炉通过发射电磁波加热食物，说明电磁波具有能量，故B正确:
C.图丙中，奥斯特利用该实验装置发现了电流的磁效应，故C错误;
D.图丁中，传感器的敏感元件应为磁敏电阻，故D错误。
故选B。
4．答案：B
解析：信号处理系统获得的电压是两端的电压，当扫描笔头在黑色线条上移动时，R相当于大电阻，根据闭合电路欧姆定律可知，回路电流很小，两端的电压很低，信号处理系统获得低电压，A错误；当扫描笔头在白色间隔上移动时，R相当于小电阻，回路电流较大，两端的电压较高，信号处理系统获得高电压，B正确；如果扫描速度发生变化，信号处理系统中接收到的高、低电压的时间间隔就会发生变化，从而无法正确判断黑、白条纹宽度，可能会错误识别信息，C错误；扫描笔头外壳出现破损时，外面的光就会照到光敏三极管，导致不能正常工作，D错误。
5．答案：D
解析：当箱子静止时，对两物块和弹簧组成的系统受力分析可知，得底部压力传感器显示示数，对顶部物块有，得，故A错误；当时，对顶部物块有，所以加速度方向向上，箱子处于超重状态，故B错误；当时，，加速度方向向下，箱子处于失重状态，故C错误；箱子自由下落时处于完全失重状态，两个物块所受合力均为mg，则应有，弹簧长度没变，则弹簧弹力大小不变，所以两个压力传感器的示数均为30 N，故D正确。
6．答案：D
解析:A.根据题意可知，计算机键盘使用的是电容传感器，故A错误；
BCD.在按键的过程中，电容器两板间距d减小，则由
可知，电容器的电容C增大，两板电压U一定，根据
可知电容器的电量Q增加，电容器充电，则图中电流从N流向M，电容器极板间的电场强度增大，故BC错误、D正确。
故选D。
7．答案：B
解析：ABC.电感式位移传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电流，故B正确，AC错误；
D.当物体向左移动时，软铁芯插入线圈的深度增大，则线圈的自感系数增大，故D错误。
故选B。
8．答案：D
解析：闭合开关后，通过定值电阻的电流不变，应该对应图甲。由于小灯泡的电阻率会随温度的升高而升高，所以通过小灯泡的电流会逐渐减少，但不会为0，应该对应图乙。电阻线圈由于自感，所以闭合开关瞬间电流为0，然后慢慢增大，对应图丙。电容器在闭合开关瞬间处于充电状态，然后慢慢减少，充电结束，电流为0，对应图丁。
故选D。
9．答案：D
解析：A.图像中，图线与横坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量，则2s末物体的速度大小为
又由于该过程物体做加速度增大的加速运动，作出该时间内的速度时间图像，如图中的实线所示
图像与横坐标轴围成的面积表示位移，则由图可知倾斜的直线与横轴围成的面积大小为2m，显然实线与横轴围成的面积小于2m，故A错误；
B.0~2s内物体做加速度增大的加速运动，2s~3s的时间内物体沿同一方向做匀加速直线运动，3s~5s的时间内物体沿同一方向做加速度逐渐减小的减速运动，则3s末物体距离出发点并不是最远的，故B错误；
C.由图像的面积表示速度的变化量可知，物体在5s末的速度大小为，故C错误；
D.同理，物体在3s末的速度大小为
在0~3s的时间内，由动能定理得外力对物体做的功为
在3s~5s的时间内，由动能定理得外力对物体做的功为
则0~3s与3s~5s的时间内，外力对物体做功的大小之比为，故D正确。
故选D。
10．答案：A
解析：A.电梯超载报警需要检测电梯承受的总重量是否超过额定值。压力传感器能将压力（即重量）转化为电信号，当总重量超过设定值时触发报警，A正确；B.温度传感器用于检测温度变化，与重量无关，B错误；C.气体传感器用于检测气体浓度（如烟雾、有害气体），与超载无关，C错误；D.声音传感器检测声音信号，无法直接反映重量信息，D错误。故选A。
11．答案：B
解析：潮湿的手指与传感器之间有水填充，改变了原来匹配的电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故A错误；根据电容的决定式可得，极板与指纹“嵴”部分距离d小，形成的电容器电容较大，极板与指纹“峪”部分距离d大，形成的电容器电容较小，故B正确；由于传感器为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，所以所有的电容器电压一定，根据可知，极板与指纹“峪”（凹下部分，d大，电容小）构成的电容器充上的电荷量较少，在放电过程中放电时间短，放电较快；反之，在“嵴”处形成的电容器电容大，充上的电荷量大，放电较慢，故C错误；打印好的指纹照片是平整的，不能形成电容器，因此不能实现指纹解锁，故D错误.
12．答案：D
解析：
13．答案：CD
解析：A.在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，需要用到直流电源。故A错误；
B.根据
可知在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，增大透镜与单缝间的距离不影响观察到条纹间距。故B错误；
C.为了人身安全，在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，选用低压交流电源，电压不要超过12V。故C正确；
D.在“利用传感器制作简单的自动控制装置”实验中，干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用。故D正确。
故选CD。
14．答案：CD
解析：干簧管能感知磁场，因为两个舌簧由软磁性材料制成，当周围存在磁场时，两个舌簧被磁化，就会相互吸引，所以是作开关来使用，作为控制元件以实现自动控制的，选项CD正确，AB错误。
故选CD。
15．答案：BC
解析：当手机在水平面内以沿NM方向的加速度a运动时，N板所受合力方向向右，N板将压缩弹簧，两极板间距增大，令极板间距为d，根据，知电容器的电容变小，A错误；电容器充电后与电源断开，极板所带电荷量一定，根据，解得，可知M、N板间的电场强度不变，B正确；加速运动前有，加速运动之后有板所受外力的合力等于弹簧压缩后的弹力，则有，解得，C正确，D错误.
16．答案：CD
解析：A.把指纹的照片蒙在传感器上，由于没有指纹上凸起部分“嵴”和凹下部分“峪”，则不可以实现指纹解锁功能，A错误；
B.手指轻按和重按，手指的指纹和小极板之间的距离不同，形成的电容大小是不同的，虽然电容大小不同，但通过放电快慢的不同，探测到“嵴”和“峪”的位置是相同的，故可以解锁，B错误；
C.潮湿的手指头的指纹之间被水填充，“嵴”和“峪”形成的电容器的电容会有所差别，所以对指纹识别有影响，C正确；
D.电容较小的电容器放电较快，在“峪”处形成的电容器间距较大，根据
可知在“峪”处形成的电容器的电容较小，放电较快，D正确。
故选CD。
17．答案：(1)左侧
(2)5;水平向左
(3)
解析：（1）当加速度方向水平向右时，滑块所受弹簧的合力向右，故滑块向左移动，滑片位于R中点的左侧。
（2）设滑动变阻器单位电阻为r，则流过滑动变阻器的电流
当弹簧形变量均为x时，电压表的示数
解得
根据牛顿第二定律有
联立解得
代入数据，解得
沿着电流方向电势降低，可知滑片位于R中点的右侧，故加速度的方向水平向左。
（3）由（2）知
18．答案：（1）a
（2）左
（3）电源提供的电压太小以至于电磁铁磁性太弱或弹簧劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力
解析：（1）根据图甲坐标系中曲线的趋势可以得出，电阻随温度的升高而减小，因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，为了使温度过高时发送报警信息，则热敏电阻阻值最小，开关c应该接在a处，
（2）若使报警的最低温度提高些电路中电阻增大，则滑动变阻R应将P点向左移动。
（3）在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触，这可能由多种原因造成，如:①电源提供的电流太小，导致磁铁的磁性太弱;②弹簧的劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力等。
19．答案：（1）
（2）V；n
解析：（1）设烧瓶容积为，由玻意耳定律有，得，以p为纵轴、为横轴的图像为近乎过原点的倾斜直线.
（2）烧瓶容积为，由玻意耳定律有，得，所以图线的纵轴为V，图线的纵截距为容器的体积，则有.
20．答案：见解析
解析：（1）路灯、江海里的航标夜晚亮，白天熄灭，用到了光传感器；
（2）电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人，用到了红外线传感器；
（3）电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，用到了温度传感器；
（4）将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱，而不必麻烦银行工作人员，没有用到传感器，而是利用的磁记录技术。
21．答案：光传感器和声音传感器
解析：楼道灯能对明暗和声音做出反应，故楼道灯电路中应接入了光传感器和声音传感器。
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