2025年高一物理下學期單元測試（傳感器）一、選擇題（每題4分，共40分）關于傳感器的基本定義，下列說法正確的是（）A.只能將電學量轉換為非電學量B.能將非電學量轉換為便于處理的電學量C.輸出信號只能是電壓或電流D.必須依賴計算機系統(tǒng)才能工作樓道聲控燈系統(tǒng)中，同時使用了光傳感器和聲音傳感器，其設計邏輯是（）A.光傳感器檢測到光線不足時自動開燈B.聲音傳感器檢測到聲音時立即開燈C.光線不足且有聲音輸入時才開燈D.光線充足或無聲音時保持開燈狀態(tài)某同學用多用電表測量光敏電阻的阻值，在不同光照條件下得到三組數(shù)據(jù)：①5kΩ②200Ω③1MΩ。其中表示強光照射時的阻值是（）A.①B.②C.③D.無法確定金屬熱電阻與熱敏電阻的核心區(qū)別在于（）A.金屬熱電阻的阻值隨溫度升高而增大B.熱敏電阻的靈敏度低于金屬熱電阻C.金屬熱電阻只能用于高溫環(huán)境D.熱敏電阻的溫度系數(shù)為正值霍爾元件能測量的物理量是（）A.溫度B.光照強度C.磁感應強度D.聲音頻率電容式傳感器常用于測量液面高度，其工作原理是通過改變（）A.兩極板間距B.極板正對面積C.電介質介電常數(shù)D.極板材料下列設備中未使用力傳感器的是（）A.電子秤B.汽車安全氣囊C.話筒D.電梯超載報警器某壓力傳感器的靈敏度為0.5mV/kPa，當測量100kPa壓力時，輸出電壓應為（）A.20mVB.50mVC.200mVD.500mV關于傳感器線性度指標，下列描述正確的是（）A.輸出信號與輸入量之間的比例關系B.測量值與真實值的偏差程度C.多次測量結果的一致性程度D.輸出信號隨時間保持穩(wěn)定的能力在電磁感應式位移傳感器中，當金屬板在勻強磁場中勻速運動時，感應電動勢的大小取決于（）A.磁場強度和運動速度B.金屬板厚度和電阻C.線圈匝數(shù)和面積D.運動時間和位移大小二、填空題（每空2分，共30分）傳感器通常由__________、轉換器件和__________三部分組成，其中__________是直接感受被測物理量的核心部件。光敏電阻的工作原理基于半導體材料的__________效應，其電阻值隨光照強度增大而__________。某熱敏電阻在25℃時阻值為5kΩ，溫度每升高10℃阻值減小一半，當溫度升至55℃時，其阻值變?yōu)開_________Ω?；魻栐a生的霍爾電壓與__________和__________成正比，與元件厚度成反比。電子秤中的應變片傳感器通過將__________轉換為電阻變化，再經__________電路處理為數(shù)字信號。電容式濕度傳感器利用濕敏材料的__________隨濕度變化的特性，其電容值與相對濕度成__________關系（選填“正相關”或“負相關”）。在火災報警器中，__________傳感器檢測煙霧顆粒，傳感器監(jiān)測溫度異常，二者（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）工作以提高可靠性。傳感器的動態(tài)特性指標包括__________和__________，前者反映響應速度，后者表示量程范圍。三、實驗題（共30分）實驗一：熱敏電阻溫度特性研究（15分）某實驗小組用如圖所示電路研究NTC熱敏電阻的溫度特性，電源電動勢3V，內阻不計，滑動變阻器最大阻值200Ω，電壓表量程0~3V，熱敏電阻置于盛有冰水混合物的燒杯中。請在虛線框內補全實驗電路圖（3分）。實驗步驟：（1）將熱敏電阻放入冰水混合物中，記錄溫度t=0℃時電壓表示數(shù)U?=0.6V；（2）逐漸加熱燒杯，當t=50℃時，電壓表示數(shù)U?=2.4V。已知滑動變阻器接入電路的阻值為50Ω，計算兩種溫度下的熱敏電阻阻值（6分）。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在坐標紙上繪制R-t圖像的大致形狀，并說明其物理意義（6分）。實驗二：霍爾傳感器測磁場（15分）用霍爾元件測量通電螺線管內部磁場，已知霍爾元件的靈敏度K=10mV/(mA·T)，控制電流I=20mA。實驗中發(fā)現(xiàn)霍爾電壓存在正負方向變化，其原因是__________（3分）。當螺線管通入電流I?=0.5A時，霍爾電壓U_H1=0.4mV；通入電流I?=1.0A時，U_H2=0.85mV。分析兩次測量數(shù)據(jù)偏差的可能原因（6分）。若保持控制電流不變，僅將霍爾元件旋轉90°，則霍爾電壓將__________，原因是__________（6分）。四、計算題（共20分）某電容式位移傳感器的極板面積S=10cm2，極板間距d=1mm，電介質為空氣（ε?=8.85×10?12F/m）。（1）計算初始電容值C?（5分）；（2）當極板間距變化Δd=0.1mm時，電容變化量ΔC是多少？若測量電路靈敏度為10mV/pF，輸出電壓變化量為多少（7分）？某電梯超載保護系統(tǒng)采用應變片傳感器，其靈敏度為2mV/kg，測量電路放大倍數(shù)為100倍。當電梯額定載重1000kg時，系統(tǒng)輸出電壓應觸發(fā)報警。（1）計算滿載時傳感器輸出的原始信號電壓（4分）；（2）若實際輸出電壓為1.8V，判斷電梯是否超載，并計算此時實際載重（4分）。五、綜合應用題（共30分）智能家居系統(tǒng)中的溫濕度控制模塊（15分）（1）說明該模塊中溫度傳感器（如DS18B20）和濕度傳感器（如DHT11）的工作原理差異；（2）設計一個當溫度高于30℃或濕度大于70%時自動啟動空調的控制邏輯，畫出原理框圖；（3）若傳感器測量溫度存在±0.5℃的系統(tǒng)誤差，分析對控制精度的影響及改進措施。汽車防抱死制動系統(tǒng)（ABS）中的輪速傳感器（15分）（1）簡述電磁感應式輪速傳感器的結構組成和工作原理；（2）當車輪轉速為600r/min時，傳感器齒輪盤齒數(shù)為48，計算輸出信號的頻率；（3）分析傳感器信號異?？赡軐е碌腁BS故障類型，并提出兩種故障檢測方法。參考答案及評分標準（此處省略，實際測試中需單獨提供）命題說明本試卷嚴格依據(jù)2024-2025學年高中物理課程標準要求，覆蓋傳感器的核心知識點：知識維度：包含定義（選擇1）、原理（填空2）、分類（選擇4）、性能指標（選擇9）等基礎內容，占比60%；能力維度：通過實驗題（三）考查數(shù)據(jù)處理能力，計算題（四）強化物理公式應用，綜合題（五）體現(xiàn)工程實踐素養(yǎng)，占比40%；難