2025年大學(xué)《化學(xué)測量學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——化學(xué)傳感器在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的作用考試時(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)檢測元件(B)信號(hào)轉(zhuǎn)換器(C)數(shù)據(jù)處理單元(D)供電電源2.在農(nóng)業(yè)中用于測量土壤酸堿度的傳感器，其檢測原理主要基于：(A)氧化還原反應(yīng)(B)酸堿中和反應(yīng)(C)離子選擇性電極電位變化(D)光吸收光譜變化3.用于檢測土壤中水分含量的傳感器，其測量值主要反映的是：(A)土壤溶液的導(dǎo)電性(B)土壤顆粒吸附水分的能力(C)土壤中空氣的體積分?jǐn)?shù)(D)土壤的溫度4.下列哪種類型的化學(xué)傳感器最適合用于檢測空氣中的一氧化碳（CO）？(A)酶傳感器(B)氣敏電阻式傳感器(C)光纖化學(xué)傳感器(D)離子選擇性電極傳感器5.在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中，監(jiān)測作物葉片附近二氧化碳（CO2）濃度的化學(xué)傳感器，其主要作用是：(A)直接判斷作物是否生病(B)評(píng)估作物的水分脅迫狀況(C)為智能溫室環(huán)境調(diào)控提供依據(jù)(D)監(jiān)測土壤養(yǎng)分含量6.評(píng)價(jià)一個(gè)農(nóng)業(yè)用化學(xué)傳感器性能優(yōu)劣，最核心的指標(biāo)通常被認(rèn)為是：(A)傳感器的顏色(B)傳感器的成本(C)傳感器的檢測限和靈敏度(D)傳感器的尺寸大小7.用于監(jiān)測土壤中硝酸根離子（NO3-）含量的傳感器，屬于：(A)溫度傳感器(B)光照傳感器(C)酚酞指示劑型傳感器(D)離子選擇性電極傳感器8.下列哪項(xiàng)不是化學(xué)傳感器在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中面臨的主要挑戰(zhàn)？(A)環(huán)境條件的復(fù)雜性(B)傳感器長期穩(wěn)定性差(C)信號(hào)放大倍數(shù)足夠大(D)成本過高9.無線化學(xué)傳感器網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的主要優(yōu)勢在于：(A)只能測量一種特定物質(zhì)(B)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸(C)必須使用專門的讀數(shù)設(shè)備(D)只適用于大型農(nóng)田10.隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化學(xué)傳感器的發(fā)展趨勢不包括：(A)更高的靈敏度(B)更強(qiáng)的抗干擾能力(C)更大的體積(D)更低的成本二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填寫在橫線上）1.化學(xué)傳感器通常由______、______和______三部分組成。2.用于精確控制灌溉量的土壤含水率傳感器，其輸出信號(hào)通常需要與______系統(tǒng)連接。3.光纖化學(xué)傳感器利用光纖傳輸______信號(hào)，具有______等優(yōu)點(diǎn)。4.檢測植物蒸騰速率的傳感器，實(shí)際上測量的是植物葉片表面水蒸氣的______。5.在評(píng)價(jià)化學(xué)傳感器選擇性時(shí)，通常關(guān)注其對(duì)______物質(zhì)的響應(yīng)能力。6.將化學(xué)傳感器技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，是實(shí)現(xiàn)______和______的重要技術(shù)支撐。7.酶傳感器通常利用酶的______催化特定反應(yīng)，并利用______檢測反應(yīng)產(chǎn)物或底物變化。8.為了保證農(nóng)業(yè)化學(xué)傳感器在田間環(huán)境中的可靠運(yùn)行，其設(shè)計(jì)和制造必須考慮______、______和______等因素。三、名詞解釋（每小題3分，共12分。請給出各名詞的準(zhǔn)確定義）1.檢測限2.信號(hào)轉(zhuǎn)換3.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)4.氣敏傳感器四、簡答題（每小題5分，共15分）1.簡述電化學(xué)傳感器在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測中可能遇到的主要干擾因素及其應(yīng)對(duì)方法。2.與傳統(tǒng)化學(xué)分析方法相比，將化學(xué)傳感器應(yīng)用于田間實(shí)時(shí)監(jiān)測作物養(yǎng)分狀況有哪些顯著優(yōu)勢？3.闡述化學(xué)傳感器在智能溫室環(huán)境調(diào)控中發(fā)揮的作用。五、論述題（10分）分析化學(xué)傳感器技術(shù)在解決現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中水資源利用效率低下問題方面的應(yīng)用潛力、面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)以及可能的未來發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.(C)2.(C)3.(B)4.(B)5.(C)6.(C)7.(D)8.(C)9.(B)10.(C)二、填空題1.檢測元件，信號(hào)轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)處理單元2.灌溉3.光，抗干擾能力強(qiáng)，體積?。ɑ蚩伸`活彎曲等）4.蒸發(fā)速率（或散失速率）5.干擾6.精準(zhǔn)，高效7.高效，顯色反應(yīng)（或電化學(xué)反應(yīng)等其他可接受的答案）8.環(huán)境適應(yīng)性（或穩(wěn)定性），抗干擾能力，成本三、名詞解釋1.檢測限：指傳感器能夠穩(wěn)定、可靠地檢測出待測物質(zhì)存在的最低濃度或最低量。2.信號(hào)轉(zhuǎn)換：指化學(xué)傳感器將檢測到的被分析物濃度或物理化學(xué)變化，通過物理或化學(xué)過程轉(zhuǎn)換成可測量信號(hào)（如電信號(hào)、光信號(hào)等）的過程。3.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)：利用現(xiàn)代信息技術(shù)（如GPS、遙感、傳感器、計(jì)算機(jī)等）對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行精確定位、定時(shí)、定量操作和管理，以實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置、環(huán)境減輕和產(chǎn)量提高的農(nóng)業(yè)模式。4.氣敏傳感器：指能夠?qū)怏w的種類、濃度等信息轉(zhuǎn)換為可測量電信號(hào)或非電信號(hào)的傳感器。四、簡答題1.解析思路：首先要想到電化學(xué)傳感器的工作原理（通常是利用物質(zhì)參與氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流、電位或電阻變化）。然后分析農(nóng)業(yè)環(huán)境的特點(diǎn)（土壤溶液、空氣、植物組織成分復(fù)雜，存在多種離子、有機(jī)物、水分等）。由此推斷出主要的干擾來源（如共存離子干擾、pH變化影響、氧氣濃度變化、其他還原/氧化性物質(zhì)干擾等）。最后提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方法（如選擇合適的電極材料、進(jìn)行參比電極補(bǔ)償、控制反應(yīng)條件、增加預(yù)處理步驟等）。2.解析思路：對(duì)比傳統(tǒng)方法（如實(shí)驗(yàn)室取樣分析，耗時(shí)、成本高、無法實(shí)時(shí)反映田間動(dòng)態(tài)變化）和傳感器方法（現(xiàn)場、實(shí)時(shí)、連續(xù)、快速、無需復(fù)雜樣品處理）。從精準(zhǔn)施肥/灌溉決策、提高資源利用率、減少環(huán)境污染、降低人工成本等方面闡述優(yōu)勢。3.解析思路：思考智能溫室需要調(diào)控哪些環(huán)境因子（溫度、濕度、光照、CO2濃度、養(yǎng)分等）。然后說明化學(xué)傳感器如何實(shí)時(shí)監(jiān)測這些因子（如溫度、濕度傳感器測溫濕度，CO2傳感器測CO2，土壤/葉面?zhèn)鞲衅鳒y養(yǎng)分）。最后說明監(jiān)測數(shù)據(jù)如何被智能控制系統(tǒng)利用（如根據(jù)CO2濃度自動(dòng)通風(fēng)或加濕，根據(jù)養(yǎng)分狀況自動(dòng)施肥），以達(dá)到環(huán)境優(yōu)化和作物生長調(diào)控的目的。五、論述題解析思路：1.應(yīng)用潛力：從監(jiān)測水資源狀況（土壤濕度、灌溉水質(zhì)量）、優(yōu)化灌溉策略（精準(zhǔn)灌溉、適時(shí)適量灌溉）、減少水分損失（監(jiān)測蒸騰、蒸發(fā)）、提高水分利用效率等方面展開。強(qiáng)調(diào)傳感器可以提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持決策。2.技術(shù)挑戰(zhàn)：提及傳感器在復(fù)雜土壤環(huán)境中的穩(wěn)定性、抗干擾性、壽命問題；多參數(shù)同步監(jiān)測的技術(shù)難度；傳感器成本與大規(guī)模應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性問題；數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理與智能決策系統(tǒng)集成問題；傳感器標(biāo)定和維護(hù)的便利性等。3.未來