2025年測(cè)溫手環(huán)物理試題及答案選擇題（每題3分，共30分）1.2025年新型測(cè)溫手環(huán)采用了高精度的熱敏電阻來(lái)測(cè)量體溫，已知某熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性曲線如圖所示。當(dāng)體溫從36℃升高到38℃時(shí)，該熱敏電阻的阻值變化情況是（）A.阻值增大，變化量為20ΩB.阻值減小，變化量為20ΩC.阻值增大，變化量為40ΩD.阻值減小，變化量為40Ω答案：D。從特性曲線可知，溫度升高時(shí)熱敏電阻阻值減小。36℃時(shí)阻值約為240Ω，38℃時(shí)阻值約為200Ω，變化量為240200=40Ω。2.測(cè)溫手環(huán)工作時(shí)，其內(nèi)部的電池給電路供電。若電池的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5Ω，電路中電流為0.2A，則電池的路端電壓為（）A.2.9VB.3VC.3.1VD.3.2V答案：A。根據(jù)閉合電路歐姆定律U=EIr，其中E=3V，I=0.2A，r=0.5Ω，可得U=30.2×0.5=2.9V。3.為了使測(cè)溫手環(huán)測(cè)量更準(zhǔn)確，其傳感器部分需要進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)過(guò)程中涉及到對(duì)測(cè)量值和真實(shí)值的比較。以下關(guān)于誤差的說(shuō)法正確的是（）A.測(cè)量值和真實(shí)值之間的差異叫誤差B.誤差和錯(cuò)誤一樣，是可以避免的C.多次測(cè)量求平均值可以消除誤差D.選用精密的測(cè)量工具可以避免誤差答案：A。誤差是測(cè)量值和真實(shí)值之間的差異，誤差不可避免，錯(cuò)誤可以避免，B錯(cuò)誤；多次測(cè)量求平均值可以減小誤差，但不能消除誤差，C錯(cuò)誤；選用精密的測(cè)量工具可以減小誤差，不能避免誤差，D錯(cuò)誤。4.測(cè)溫手環(huán)的顯示屏利用了液晶的光學(xué)特性。關(guān)于液晶，下列說(shuō)法正確的是（）A.液晶是液體和晶體的混合物B.液晶分子在特定方向排列比較整齊，但不穩(wěn)定C.液晶具有流動(dòng)性，光學(xué)性質(zhì)各向同性D.所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶答案：B。液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，不是液體和晶體的混合物，A錯(cuò)誤；液晶分子在特定方向排列比較整齊，但不穩(wěn)定，B正確；液晶具有流動(dòng)性，光學(xué)性質(zhì)各向異性，C錯(cuò)誤；不是所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶，D錯(cuò)誤。5.當(dāng)測(cè)溫手環(huán)處于低溫環(huán)境時(shí)，其測(cè)量的體溫可能會(huì)出現(xiàn)偏差。這是因?yàn)闊崦綦娮璧奶匦允軠囟扔绊?，在低溫下熱敏電阻的靈敏度會(huì)（）A.升高B.降低C.不變D.先升高后降低答案：B。在低溫下，熱敏電阻對(duì)溫度變化的響應(yīng)變得不那么靈敏，即靈敏度降低。6.測(cè)溫手環(huán)通過(guò)藍(lán)牙將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)。藍(lán)牙通信利用的是（）A.超聲波B.紅外線C.電磁波D.紫外線答案：C。藍(lán)牙通信利用的是電磁波來(lái)傳輸信息。7.若測(cè)溫手環(huán)的傳感器部分是一個(gè)電容式傳感器，當(dāng)人體體溫變化時(shí)，會(huì)引起電容的變化。電容的大小與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)（）A.兩極板間的距離B.兩極板的正對(duì)面積C.兩極板間的電壓D.兩極板間的電介質(zhì)答案：C。電容的大小由兩極板間的距離、兩極板的正對(duì)面積和兩極板間的電介質(zhì)決定，與兩極板間的電壓無(wú)關(guān)。8.測(cè)溫手環(huán)在充電過(guò)程中，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)在電池中。已知充電電流為0.5A，充電時(shí)間為2小時(shí)，電池的充電效率為80%，則電池實(shí)際存儲(chǔ)的能量為（）A.1.8×103JB.2.16×103JC.2.7×103JD.3.375×103J答案：B。先計(jì)算充電消耗的電能W=UIt（假設(shè)電池電壓為3V），W=3×0.5×2×3600=10800J，電池實(shí)際存儲(chǔ)的能量為10800×80%=2.16×103J。9.為了延長(zhǎng)測(cè)溫手環(huán)的電池續(xù)航時(shí)間，下列措施不合理的是（）A.降低顯示屏的亮度B.減少藍(lán)牙通信的頻率C.提高傳感器的靈敏度D.優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，降低功耗答案：C。提高傳感器的靈敏度可能會(huì)增加功耗，不利于延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間；降低顯示屏亮度、減少藍(lán)牙通信頻率和優(yōu)化電路設(shè)計(jì)降低功耗都可以延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。10.測(cè)溫手環(huán)在測(cè)量體溫時(shí)，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集和處理。這涉及到信號(hào)的放大和濾波等處理過(guò)程。在信號(hào)處理中，下列哪種元件可以起到濾波作用（）A.電阻B.電容C.電感D.二極管答案：B。電容具有隔直流、通交流，通高頻、阻低頻的特性，可以起到濾波作用。填空題（每題4分，共20分）1.某測(cè)溫手環(huán)的熱敏電阻在25℃時(shí)阻值為100Ω，溫度每升高1℃，阻值減小2Ω。當(dāng)測(cè)量的體溫為37℃時(shí)，該熱敏電阻的阻值為_(kāi)_____Ω。答案：76。溫度從25℃升高到37℃，升高了12℃，阻值減小12×2=24Ω，所以37℃時(shí)阻值為10024=76Ω。2.測(cè)溫手環(huán)的電池容量為100mAh，若正常工作電流為5mA，則該電池充滿電后可正常工作______小時(shí)。答案：20。根據(jù)t=Q/I，Q=100mAh，I=5mA，可得t=100/5=20小時(shí)。3.液晶顯示屏在顯示圖像時(shí)，是通過(guò)控制液晶分子的______來(lái)實(shí)現(xiàn)不同顏色和亮度的顯示。答案：排列方向。通過(guò)控制液晶分子的排列方向，可以改變光線的透過(guò)情況，從而實(shí)現(xiàn)不同顏色和亮度的顯示。4.藍(lán)牙通信的頻率范圍一般在2.4GHz2.4835GHz之間，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)范圍約為_(kāi)_____m______m（結(jié)果保留兩位小數(shù)，電磁波波速c=3×10?m/s）。答案：0.120.13。根據(jù)λ=c/f，當(dāng)f=2.4×10?Hz時(shí)，λ=3×10?/(2.4×10?)≈0.12m；當(dāng)f=2.4835×10?Hz時(shí)，λ=3×10?/(2.4835×10?)≈0.13m。5.若測(cè)溫手環(huán)的傳感器輸出的是微弱的電信號(hào)，需要通過(guò)______電路將信號(hào)放大以便后續(xù)處理。答案：放大。放大電路可以將微弱的電信號(hào)進(jìn)行放大。解答題（每題15分，共30分）1.如圖所示為測(cè)溫手環(huán)的部分電路，電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=0.5Ω，熱敏電阻R?的阻值隨溫度變化的關(guān)系為R?=2002T（T為溫度，單位：℃），定值電阻R?=100Ω。當(dāng)體溫為38℃時(shí)，求：（1）電路中的電流；（2）R?兩端的電壓；（3）電源的輸出功率。解：（1）當(dāng)T=38℃時(shí)，R?=2002×38=124Ω。根據(jù)閉合電路歐姆定律I=E/(R?+R?+r)=3/(124+100+0.5)=3/224.5≈0.0134A。（2）R?兩端的電壓U?=IR?=0.0134×100=1.34V。（3）電源的輸出功率P出=UI=(EIr)I=(30.0134×0.5)×0.0134≈0.04W。2.某科研小組對(duì)新型測(cè)溫手環(huán)進(jìn)行性能測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中，記錄了不同溫度下熱敏電阻的阻值，并得到了如下數(shù)據(jù)：|溫度（℃）|20|25|30|35|40|||||||||阻值（Ω）|150|120|100|80|60|（1）請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫(huà)出熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖像。（2）分析圖像可知，熱敏電阻的阻值與溫度大致呈什么關(guān)系？（3）若該熱敏電阻用于測(cè)溫手環(huán)，當(dāng)測(cè)量的阻值為90Ω時(shí)，推測(cè)此時(shí)的體溫約為多少？解：（1）以溫度為橫坐標(biāo)，阻值為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)(20,150)、(25,120)、(30,100)、(35,80)、(40,60)，然后用平滑曲線連接這些點(diǎn)，即可得到熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖像。（2）從圖像可以看出，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，且大致呈線性關(guān)系。（3）設(shè)熱敏電阻阻值R與溫度T的關(guān)系為R=kT+b。選取兩組數(shù)據(jù)(20,150)和(40,60)代入可得：\(\begin{cases}150=20k+b\\60=40k+b\end{cases}\)兩式相減可得：90=20k，解得k=4.5。將k=4.5代入150=20k+b可得：150=20×(4.5)+b，解得b=240。所以R=4.5T+240。當(dāng)R=90Ω時(shí)，90=4.5T+240，4.5T=150，解得T≈33.3℃。實(shí)驗(yàn)探究題（30分）某同學(xué)想要探究測(cè)溫手環(huán)中熱敏電阻的特性，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)器材：熱敏電阻、電源、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、溫度計(jì)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按照如圖所示的電路圖連接電路。（2）將熱敏電阻放入盛有熱水的燒杯中，用溫度計(jì)測(cè)量熱水的溫度。（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄不同溫度下電流表和電壓表的示數(shù)。（4）改變熱水的溫度，重復(fù)步驟（3）多次。（5）根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算不同溫度下熱敏電阻的阻值。（1）請(qǐng)根據(jù)電路圖，補(bǔ)充完整實(shí)物圖的連接。（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)變化不明顯。為了使電壓表的示數(shù)變化更明顯，應(yīng)該如何調(diào)整實(shí)驗(yàn)電路？（3）該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了熱敏電阻阻值隨溫度變化的曲線。請(qǐng)分析該曲線可能存在誤差的原因有哪些？（4）若該同學(xué)想要進(jìn)一步探究熱敏電阻的靈敏度與溫度的關(guān)系，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？解：（1）實(shí)物圖連接：電源正極連接開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)另一端連接滑動(dòng)變阻器的一個(gè)固定端和滑片，滑動(dòng)變阻器的另一個(gè)固定端連接熱敏電阻的一端，熱敏電阻的另一端連接電流表的正接線柱，電流表的負(fù)接線柱連接電源負(fù)極。電壓表并聯(lián)在熱敏電阻兩端。（2）為了使電壓表的示數(shù)變化更明顯，可以增大滑動(dòng)變阻器的阻值，使電路中的總電阻增大，這樣在熱敏電阻阻值變化時(shí)，其兩端電壓的變化相對(duì)更明顯；也可以選用量程更小的電壓表，提高測(cè)量的精度。（3）曲線可能存在誤差的原因有：溫度計(jì)測(cè)量溫度存在誤差；電流表和電壓表本身存在測(cè)量誤差；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱水的溫度可能會(huì)有波動(dòng)，不能保證溫度的穩(wěn)定；導(dǎo)線的電阻會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生一定影響；熱敏電阻本身的特性可能存在