2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——化學(xué)傳感器在智能手機(jī)應(yīng)用中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪一項(xiàng)不屬于化學(xué)傳感器的基本組成部分？(A)敏感元件(B)信號(hào)處理單元(C)恒溫控制單元(D)基板材料2.當(dāng)化學(xué)傳感器對(duì)目標(biāo)物質(zhì)產(chǎn)生響應(yīng)時(shí)，其核心變化通常發(fā)生在？(A)信號(hào)輸出端(B)信號(hào)處理電路(C)敏感材料表面(D)基板材料內(nèi)部3.下列哪種材料常被用作電化學(xué)傳感器的敏感材料來(lái)檢測(cè)氧化還原物質(zhì)？(A)金屬氧化物半導(dǎo)體(B)氧化石墨烯(C)金屬離子交換樹(shù)脂(D)活性炭4.智能手機(jī)利用其內(nèi)置攝像頭進(jìn)行化學(xué)檢測(cè)時(shí)，主要利用了哪種物理原理？(A)電流變化(B)電阻變化(C)光譜吸收或發(fā)射變化(D)壓電效應(yīng)5.在將化學(xué)傳感器集成到智能手機(jī)時(shí)，以下哪項(xiàng)是主要的技術(shù)挑戰(zhàn)之一？(A)傳感器的成本過(guò)高(B)傳感器與手機(jī)硬件的接口兼容性(C)傳感器尺寸過(guò)大(D)手機(jī)操作系統(tǒng)的復(fù)雜性6.便攜式血糖儀屬于化學(xué)傳感器在哪個(gè)領(lǐng)域的典型應(yīng)用？(A)環(huán)境監(jiān)測(cè)(B)生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)(C)食品安全(D)安防7.某化學(xué)傳感器能夠選擇性地檢測(cè)空氣中的甲醛，而幾乎不受其他常見(jiàn)氣體的影響，這體現(xiàn)了其哪項(xiàng)性能？(A)高靈敏度(B)快速響應(yīng)(C)高選擇性(D)良好穩(wěn)定性8.柔性化學(xué)傳感器對(duì)于智能手機(jī)應(yīng)用的意義在于？(A)可以制造出更昂貴的傳感器(B)能夠更容易地與手機(jī)屏幕集成(C)提高了傳感器的響應(yīng)速度(D)增大了傳感器的檢測(cè)范圍9.利用智能手機(jī)的麥克風(fēng)來(lái)分析呼出氣體成分，主要面臨的困難是？(A)麥克風(fēng)成本過(guò)高(B)難以有效分離氣體信號(hào)與背景噪聲(C)需要極高的空間分辨率(D)智能手機(jī)處理能力不足10.將人工智能技術(shù)應(yīng)用于智能手機(jī)化學(xué)傳感器數(shù)據(jù)分析，主要目的是？(A)降低傳感器硬件成本(B)提高數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化和智能化水平(C)增加傳感器的物理尺寸(D)減少對(duì)專(zhuān)業(yè)人員的依賴(lài)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題橫線(xiàn)上。）1.化學(xué)傳感器的靈敏度通常用__________來(lái)衡量，表示單位濃度變化引起的信號(hào)變化程度。2.智能手機(jī)的__________可以用于讀取化學(xué)傳感器產(chǎn)生的光學(xué)信號(hào)，例如顏色變化或熒光強(qiáng)度。3.為了提高化學(xué)傳感器在智能手機(jī)中的集成度，研究人員開(kāi)發(fā)了__________技術(shù)，將傳感器功能微型化。4.檢測(cè)水體中余氯常用的化學(xué)傳感器類(lèi)型之一是__________傳感器。5.基于__________的化學(xué)傳感器因其優(yōu)異的導(dǎo)電性和大的比表面積而備受關(guān)注，可用于智能手機(jī)應(yīng)用。6.傳感器輸出的原始信號(hào)通常需要經(jīng)過(guò)__________和放大，才能被智能手機(jī)處理器讀取和分析。7.無(wú)創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)是化學(xué)傳感器在智能手機(jī)領(lǐng)域極具潛力的應(yīng)用方向，面臨的挑戰(zhàn)之一是如何提高_(dá)_________。8.除了檢測(cè)環(huán)境污染物和生物標(biāo)志物，智能手機(jī)化學(xué)傳感器還可用于__________等個(gè)性化健康管理場(chǎng)景。9.將化學(xué)傳感器與智能手機(jī)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)__________的化學(xué)檢測(cè)，方便用戶(hù)隨時(shí)隨地進(jìn)行檢測(cè)。10.未來(lái)智能手機(jī)化學(xué)傳感器的發(fā)展趨勢(shì)之一是實(shí)現(xiàn)__________的檢測(cè)，甚至達(dá)到單分子水平。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分。）1.簡(jiǎn)述電化學(xué)傳感器的工作原理，并列舉至少兩種其在智能手機(jī)可能的應(yīng)用場(chǎng)景。2.集成化學(xué)傳感器到智能手機(jī)平臺(tái)面臨哪些主要的硬件和軟件挑戰(zhàn)？3.與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室分析儀器相比，基于智能手機(jī)的化學(xué)傳感器有哪些潛在的優(yōu)勢(shì)？四、論述題（10分。）結(jié)合化學(xué)傳感器技術(shù)和智能手機(jī)平臺(tái)的特點(diǎn)，論述其在未來(lái)環(huán)境監(jiān)測(cè)或個(gè)人健康領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景及可能面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.(C)2.(C)3.(A)4.(C)5.(B)6.(B)7.(C)8.(B)9.(B)10.(B)二、填空題1.響應(yīng)因子(或靈敏度系數(shù))2.攝像頭(或圖像傳感器)3.片上實(shí)驗(yàn)室(或Lab-on-a-Chip)4.電化學(xué)(或氧化還原)5.石墨烯(或碳納米管)6.信號(hào)調(diào)理(或信號(hào)轉(zhuǎn)換)7.準(zhǔn)確性(或精密度)8.汗液分析(或代謝物監(jiān)測(cè))9.便攜式(或非侵入式)10.高靈敏度(或高選擇性)三、簡(jiǎn)答題1.工作原理：電化學(xué)傳感器利用待測(cè)物質(zhì)在敏感材料表面發(fā)生的氧化還原反應(yīng)（或其他電化學(xué)反應(yīng)），導(dǎo)致傳感器電極的電位或電流發(fā)生變化。通過(guò)測(cè)量這種電信號(hào)的變化，并根據(jù)已知關(guān)系推算出待測(cè)物質(zhì)的濃度。應(yīng)用場(chǎng)景：智能手機(jī)可能應(yīng)用場(chǎng)景包括：利用庫(kù)侖滴定原理快速檢測(cè)飲用水中的余氯；通過(guò)氧化還原反應(yīng)檢測(cè)空氣中的特定有毒氣體（如CO、NO?）；結(jié)合酶促反應(yīng)檢測(cè)汗液中的葡萄糖或乳酸。2.硬件挑戰(zhàn)：傳感器的微納尺度與手機(jī)宏觀(guān)硬件的集成；如何保證傳感器在手機(jī)復(fù)雜電磁環(huán)境下的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性；傳感器的功耗與手機(jī)電池續(xù)航的平衡；保證微型傳感器足夠的檢測(cè)性能。軟件挑戰(zhàn)：開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定的傳感器數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)程序；設(shè)計(jì)強(qiáng)大的信號(hào)處理算法以消除噪聲、提高信噪比；建立準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)模型；開(kāi)發(fā)用戶(hù)友好的交互界面進(jìn)行結(jié)果展示和解讀。3.優(yōu)勢(shì)：操作簡(jiǎn)便快捷，易于使用；成本相對(duì)較低，可及性高；便攜性好，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)；結(jié)合智能手機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算和通信能力，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、共享和遠(yuǎn)程監(jiān)控；易于開(kāi)發(fā)成個(gè)人化檢測(cè)設(shè)備。四、論述題前景：在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，智能手機(jī)化學(xué)傳感器可實(shí)現(xiàn)便攜、低成本、實(shí)時(shí)的空氣質(zhì)量（PM2.5、VOCs）和水質(zhì)（余氯、重金屬）檢測(cè)，便于個(gè)人、社區(qū)及環(huán)保部門(mén)進(jìn)行快速評(píng)估和預(yù)警。在個(gè)人健康領(lǐng)域，可通過(guò)監(jiān)測(cè)汗液中的各種生物標(biāo)志物（如葡萄糖、乳酸、特定代謝物、激素等），實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)或微創(chuàng)傷的健康狀況評(píng)估、疾病早期篩查、運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)監(jiān)測(cè)等，極大地提高個(gè)人健康管理水平和便捷性。此外，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析，可構(gòu)建龐大的環(huán)境與健康數(shù)據(jù)庫(kù)，為公共衛(wèi)生決策提供支持。挑戰(zhàn)：主要挑戰(zhàn)包括傳感器的靈敏度和選擇性有待進(jìn)一步提高，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境中的