2026屆高考物理一輪基礎復習訓練63實驗利用傳感器制作簡單的自動控制裝置一、單項選擇題1.如圖為理想LC振蕩電路工作中的某時刻，電容器兩極板間的電場強度E的方向與線圈內的磁感應強度的方向如圖所示，M是電路中的一點。下列說法中正確的是()A.電路中的磁場能在增大B.流過M點的電流方向向右C.電路中電流正在減小D.電容器所帶電荷量正在減小2.如圖所示為蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在壓力傳感器R1上。R1所受壓力越大阻值越小，當R2兩端電壓超過某一值時，使控制電路接通，電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵。該控制電路中包含保持電路，能夠確保蘋果在分揀板上運動時電磁鐵始終保持吸動狀態(tài)。下列說法正確的是()A.為了選出質量更大的蘋果可以增加纏繞電磁鐵線圈的匝數B.為了選出質量更大的蘋果可以將電源A的輸出電壓減小C.為了選出質量更大的蘋果可以增大R2的阻值D.質量大的蘋果將進入上通道3.自行車速度計利用霍爾效應傳感器獲知自行車的運動速率。如圖甲所示,自行車前輪上安裝一塊磁鐵,輪子每轉一圈,這塊磁鐵就靠近霍爾傳感器一次,傳感器會輸出一個脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖,當磁場靠近霍爾元件時,導體內定向運動的自由電荷在磁場力作用下偏轉,最終使導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現電勢差,即霍爾電壓。若車輪半徑為r，單位時間內脈沖數為n，則自行車行駛速度為（）A.2B.πrnC.2D.πr4.如圖所示為一個加速度計的原理圖?；瑝K可沿光滑桿移動，滑塊兩側與兩根相同的輕彈簧連接；固定在滑塊上的滑動片M下端與滑動變阻器R接觸良好，且不計摩擦；兩個電源的電動勢E相同，內阻不計。兩彈簧處于原長時，M位于R的中點，理想電壓表的指針位于表盤中央。當P端電勢高于Q端時，指針位于表盤右側。將加速度計固定在水平運動的被測物體上，則下列說法正確的是()A.若M位于R的中點右側，P端電勢低于Q端B.電壓表的示數隨物體加速度的增大而增大，但不成正比C.若電壓表指針位于表盤左側，則物體速度方向向右D.若電壓表指針位于表盤左側，則物體加速度方向向右5.干簧管是能夠感知磁場的常用傳感元件，小明在實驗中發(fā)現一個常開型干簧管，即初始狀態(tài)兩金屬片斷開，下列哪些操作不能使干簧管閉合()6.如圖為某溫度報警器的電路圖。蜂鳴器M兩端的電壓超過某一數值時會鳴響，熱敏電阻Rt的阻值隨著溫度的升高而減小，R0為定值電阻，電源E的內阻不能忽略。某溫度下蜂鳴器不響，溫度升高時()A.電壓表的示數增大B.電源輸出功率一定增大C.電源的總功率一定減小D.升高到某一溫度，蜂鳴器可能會鳴響7.5G是“第五代移動通信技術”的簡稱，其最顯著的特點之一為具有超高速的數據傳播速率，5G信號一般采用3.3×109~6×109Hz頻段的無線電波，而第四代移動通信技術4G采用的是1.88×109~2.64×109Hz頻段的無線電波，則下列說法正確的是()A.空間中的5G信號和4G信號相遇會產生干涉現象B.5G信號比4G信號所用的無線電波在真空中傳播得更快C.5G信號相比于4G信號更不容易繞過障礙物，所以5G通信需要搭建更密集的基站D.5G信號比4G信號波長更長二、多項選擇題8.如圖為某一型號電熨斗工作示意圖,其中溫度敏感元件是雙金屬片,在溫度上升時上層金屬的膨脹大于下層金屬,可造成雙金屬片的形變?，F需要用該電熨斗對衣物加熱至溫度為120℃,關于該裝置工作原理,下列說法正確的是()A.常溫下,該裝置觸點是接觸狀態(tài)B.常溫下,該裝置觸點是分離狀態(tài)C.若被加熱衣物溫度無法達到120℃,則需要將調溫旋鈕向下旋轉D.若被加熱衣物溫度無法達到120℃,則需要將調溫旋鈕向上旋轉9.現有一火警預測器的部分原理圖,電源電動勢E一定,內阻不計,R1、R2是定值電阻,R3是熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減小。開關S閉合后,在正常室溫下電容器兩板間的一帶電液滴恰好能靜止在M點?，F若火情出現室溫升高,下列說法正確的是()M點的電勢降低 B.R3兩端電壓增大 C.液滴向上運動 D.R2中有向左的電流10.某同學根據查閱到的某種熱敏電阻的Rt-t特性曲線(如圖甲),設計了圖乙所示的恒溫箱溫度控制電路。圖乙中,Rt為熱敏電阻,R1為可變電阻,控制系統(tǒng)可視作R=200Ω的電阻,電源的電動勢E=9.0V,內阻不計。當通過控制系統(tǒng)的電流小于2mA時,加熱系統(tǒng)將開啟,為恒溫箱加熱;當通過控制系統(tǒng)的電流等于2mA時,加熱系統(tǒng)將關閉。下列說法正確的是()A.若要使恒溫箱內溫度保持20℃,應將R1調為500ΩB.若要使恒溫箱內溫度升高,應將R1增大C.若恒溫箱內溫度降低,通過控制系統(tǒng)的電流將減小D.保持R1不變,通過控制系統(tǒng)的電流大小隨恒溫箱內的溫度均勻變化11.如圖，為測量儲物罐中不導電液體的高度，有人設計了一個監(jiān)測液面高度變化的傳感器。將與儲物罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成的電容C置于儲物罐中，電容C可通過開關S與電感或電源相連，當開關從a撥到b時，由電感L和電容C構成的回路中產生振蕩電流。通過檢測振蕩電流的頻率變化，可以推知液面的升降情況。關于此裝置，下面說法正確的是()A.電源電動勢越小，則振蕩電流的頻率越低B.當電路中電流最大時，電容器兩端的電壓最小C.開關a撥向b瞬間，電感L的自感電動勢為零D.檢測到振蕩電流的頻率增加，說明液面高度在降低三、非選擇題12.某同學利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”,如圖甲所示。將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方,當環(huán)境溫度正常時,繼電器的上觸點接觸,下觸點分離,指示燈亮;當環(huán)境溫度超過某一值時,繼電器的下觸點接觸,上觸點分離,警鈴響。圖甲中給繼電器供電的電源電壓U1=4V,內阻不計,繼電器線圈用漆包線繞成,其電阻R0為30Ω。當線圈中的電流大于等于40mA時,繼電器的銜鐵將被吸合,警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。甲 乙(1)圖甲中警鈴的接線柱C應與接線柱相連,指示燈的接線柱D應與接線柱相連(均選填“A”或“B”)。

(2)當環(huán)境溫度升高時,繼電器的磁性將(選填“增強”“減弱”或“不變”),當環(huán)境溫度達到℃時,警鈴報警。

(3)如果要使報警電路在更高的溫度報警,下列方案可行的是。

A.適當減小U1 B.適當增大U1 C.適當減小U2 D.適當增大U213.材料的電阻隨壓力的變化而變化的現象稱為“壓阻效應”,利用這種效應可以測量壓力大小。若圖甲為某壓敏電阻在室溫下的電阻—壓力特性曲線,其中RF、R0分別表示有、無壓力時壓敏電阻的阻值。為了測量壓力F,需先測量壓敏電阻處于壓力中的電阻值RF。請按要求完成下列實驗。(1)設計一個可以測量處于壓力中的該壓敏電阻阻值的電路,在圖乙的虛線框中畫出實驗電路原理圖(壓敏電阻及所給壓力已給出,待測壓力大小約為0.4×102~0.8×102N,不考慮壓力對電路其他部分的影響),要求誤差較小,提供的器材如下:A.壓敏電阻,無壓力時阻值R0=6000ΩB.滑動變阻器R,全電阻阻值約200ΩC.電流表A,量程2.5mA,內阻約30ΩD.電壓表V,量程3V,內阻約3kΩE.直流電源E,電動勢3V,內阻很小F.開關S,導線若干(2)正確接線后,將壓敏電阻置于待測壓力下,通過壓敏電阻的電流是1.33mA,電壓表的示數如圖丙所示,則電壓表的讀數為V。

(3)此時壓敏電阻的阻值為Ω;結合圖甲可知待測壓力的大小F=N(計算結果均保留2位有效數字)。

14.在“利用傳感器制作簡單的自動控制”實驗中,簡單的門窗磁控防盜報警裝置示意圖如圖甲所示。門的上沿嵌入一小塊永磁體M,門框內與M相對的位置嵌入干簧管(是一個通過磁場控制的電開關,當外部有磁場靠近時,兩簧片被磁化而吸合,開關導通)SA,并將干簧管接入報警電路。(1)如圖乙所示,干簧管SA作為傳感器,用于感知磁體磁場是否存在,繼電器(虛線方框部分)作為執(zhí)行裝置,發(fā)光二極管LED作為電路正常工作提示,蜂鳴器H作為報警提醒。電路中P點應接直流電源的(選填“正極”或“負極”)。

(2)連接好電路,閉合開關S,接通電源,將磁體M靠近和離開干簧管,分別觀察并記錄實驗現象。比較項磁體M靠近干簧管磁體M離開干簧管實驗現象15.某種花卉喜光，但陽光太強時易受損傷。某興趣小組決定制作簡易光強報警器，以便在光照過強時提醒花農。該實驗用到的主要器材如下：學生電源、多用電表、數字電壓表0~20V、數字電流表0~20mA、滑動變阻器R(最大阻值50Ω，1.5A)、白熾燈、可調電阻R10~50kΩ、發(fā)光二極管LED、光敏電阻RG、NPN型三極管VT、開關和若干導線等。(1)判斷發(fā)光二極管的極性使用多用電表的“×10k”電阻擋測量二極管的電阻。如圖甲所示，當黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時，多用電表指針位于表盤中a位置(見圖乙)；對調紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置(見圖乙)，由此判斷M端為二極管的(填“正極”或“負極”)。(2)研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性：①采用圖丙中的器材進行實驗，部分實物連接已完成。要求閉合開關后電壓表和電流表的讀數從0開始。導線L1、L2和L3的另一端應分別連接滑動變阻器的、、接線柱(以上三空選填接線柱標號“A”“B”“C”或“D”)。②圖丁為不同光照強度下得到的光敏電阻伏安特性曲線，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對應光敏電阻受到的光照由弱到強。由圖像可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而(填“增大”或“減小”)。(3)組裝光強報警器電路并測試其功能，圖戊為利用光敏電阻、發(fā)光二極管、三極管(當b、e間電壓達到一定程度后，三極管被導通)等元件設計的電路。組裝好光強報警器后，在測試過程中發(fā)現，當照射到光敏電阻表面的光強達到報警值時，發(fā)光二極管并不發(fā)光，為使報警器正常工作，應(填“增大”或“減小”)可調電阻R1的阻值，直至發(fā)光二極管發(fā)光。16.智能化育苗蔬菜基地對環(huán)境要求嚴格，其中包括對光照強度的調控，小明準備利用所學知識設計智能光控電路。智能光控電路的核心元件是光敏電阻R。(1)小明首先利用圖甲中多用電表粗略測量了光敏電阻阻值R＝Ω。(2)為了精確測量多組不同光照強度下光敏電阻的阻值，小明采用圖乙中的實驗器材進行實驗，部分實物連接已經完成，描繪的阻值R隨照度I[反映光照的強弱，光越強，照度越大，單位為勒克斯(lx)]變化的圖像如圖丙，根據圖丙可知，光敏電阻的阻值隨照度減小而(選填“增大”或“減小”)。若電壓表的量程為0~3V，內阻約為3kΩ，毫安表的量程為0~3mA，內阻約為5Ω，請將圖乙中導線P、Q連接在合適的位置，形成完整測量電路。(3)(2分)小明設計如圖丁所示的智能光控電路。當光敏電阻R兩端的電壓U增加到一定值時照明系統(tǒng)開始工作，自動控制系統(tǒng)開始補光。為了使照度更小時，自動控制系統(tǒng)就開始補光，則需要(選填“增大”或“減小”)電阻箱R2的阻值。一、單項選擇題答案：C解析：由圖可知，電容器上極板帶正電，下極板帶負電，電場強度方向向下；線圈中磁感應強度方向垂直紙面向外，根據安培定則，電流方向為順時針。此時電容器處于充電狀態(tài)（電場能增大，磁場能減?。?，電流正在減小，流過M點的電流方向向左。故C正確，A、B、D錯誤。答案：C解析：裝置原理為：質量越大，R1阻值越小，R選出質量更大的蘋果，需提高R2兩端電壓閾值：增大R2阻值（相同壓力下R2答案：A解析：單位時間內脈沖數為n，即轉速n（圈/秒），車輪周長2πr，故速度v=答案：D解析：當物體加速時，滑塊因慣性偏移，帶動M移動：M在中點右側時，P端電勢高于Q端，A錯誤；電壓表示數U與加速度a成正比（F=kx=ma，指針在左側時，Q端電勢高，滑塊向左偏，加速度向右（與速度方向無關），C錯誤，D正確。答案：D解析：常開型干簧管在磁場中閉合。A（磁鐵靠近）、B（線圈通電產生磁場）、C（磁鐵靠近）均可使其閉合；D中磁鐵遠離，無法閉合，故D正確。答案：D解析：溫度升高，Rt內電壓增大，路端電壓（電壓表讀數）減小，A錯誤；電源輸出功率與外電阻和內阻關系有關，無法確定，B錯誤；總功率P=Rt減小到一定值時，R答案：C解析：5G與4G信號頻率不同，不能干涉，A錯誤；真空中電磁波速度均為c，B錯誤；5G頻率高、波長短，衍射弱，需密集基站，C正確；5G波長更短，D錯誤。二、多項選擇題答案：AD解析：常溫下，雙金屬片未形變，觸點接觸，電熨斗加熱，A正確，B錯誤；調溫旋鈕向上旋轉，壓力增大，需更高溫度使雙金屬片形變斷開，C錯誤，D正確。答案：AC解析：溫度升高，R3R2分壓增大，下極板電勢升高，MR3分壓U板間場強E=電容器放電，R2答案：BC解析：20°C時Rt=5?升高溫度，Rt減小，需增大R1以保持總電阻不變（使電流為溫度降低，RtRt答案：BD解析：振蕩頻率f=電流最大時，電容器放電完畢，電壓為零，B正確；開關撥向b瞬間，電流變化率最大，自感電動勢最大，C錯誤；頻率增加→C減小→三、非選擇題解答：(1)答案：B；A解析：溫度正常時，繼電器上觸點接觸（指示燈亮），故D接A；溫度過高時，下觸點接觸（警鈴響），故C接B。(2)答案：增