新教材2021-2022人教版物理选择性必修第二册章末检测：第五章　传感器含解析

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章末综合检测( 五 )　传感器
(时间：90 分钟　满分：100 分)
一、选择题(本题共 12 小题，共 40 分。第 1～8小题，在每小题给出的四个选项中，只
有一个正确选项，每小题 3分；第 9～12 小题有多个正确选项，全选对的得 4分，选对但
不全的得 2分，有选错的得 0分)
1．如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当
闭合开关 S后，小灯泡正常发光。若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯
泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是(　　)
A．小灯泡的电阻发生了变化
B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化
C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化
D．电源的电压随温度发生了变化
解析：选C　电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻增大。根据 I＝和 P＝UI 知，
通过小灯泡的电流减小，功率减小，所以小灯泡亮度变暗，C正确。
2．如图甲所示的电路中，光敏电阻 R2受到的光照随时间变化的图像如图乙所示，R2
两端的电压随时间的变化规律是(　　)
解析：选B　光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻 R1两端电压增
大，R2两端电压减小，但不会减小到零。故选项 B正确。
3．许多手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传
感器，如图所示。指纹的凸起部分叫作“嵴”，凹下部分叫作“峪”，传
感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和
与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容
不同。此时传感器给所有的电容器充电达到同一电压值，然后开始放电，其中电容值较小
的电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指
纹的图像数据。根据以上信息，下列说法正确的是(　　)
A．电容器在充电过程中是把电能转化成化学能
B．在嵴处形成的电容器放电较快
C．在峪处形成的电容器充电后带电荷量较小
D．潮湿的手指对指纹识别没有任何影响
解析：选C　带电的电容器间存在电场能，故电容器在充电过程中，将电能转化为电
场能，故 A错误。根据电容的决定式 C＝可得，极板与峪处距离 d大，构成的电容器电容
小，根据 Q＝CU 可知，极板与峪处构成的电容器的极板上的电荷量较少，在放电过程中
放电时间短；反之，在嵴处形成的电容器电容大，极板上的电荷量大，放电时间长，故 B
错误，C正确。潮湿的手指与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电
容，所以会影响指纹解锁，故 D错误。
4．某温控电路的原理如图所示，RM是负温度系数的热敏电阻，R
是滑动变阻器，某种仪器要求在 15～27 ℃的环境中工作。当环境温度
偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备。下列说法正确的是
(　　)
A．环境温度降低，RM的阻值减小
B．环境温度升高，Uab 变大
C．滑片 P向下移动时，Uab 变大
D．调节滑片 P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度
解析：选D　当环境温度降低时，RM变大，A错误；环境温度升高，RM减小，Uab 变
小，B错误；滑片向下移动，回路电流减小，Uab 变小，C错误；调节滑片 P的位置能通过
改变电流或电压状况改变临界温度，D正确。
5．一种电容式位移传感器的原理图如图甲所示，当被测物体在左右方向发生位移时，
电介质板随之在电容器两极板之间移动。已知电容器的电容 C与电介质板进入电容器的长
度x之间的关系如图乙所示，其中 C0为电介质板没有插入电容器时的电容。为判断被测物
体是否发生微小移动，将该电容式位移传感器与电源、电流表、开关组成串联回路(图中未
画出)，被测物体的初始位置如图甲所示。电路闭合一段时间后，下列说法正确的是(　　)
A．若电源为直流电源且直流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动
B．若电源为交流电源且交流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动
C．若电源为直流电源且直流电流表示数变大，说明物体一定在向右发生移动
D．若电源为交流电源且交流电流表示数变大，说明物体一定在向右发生移动
解析：选A　根据平行板电容器的电容公式 C＝可知，当电介质板插入极板间的深度
发生变化时，则电容器电容发生变化；根据 Q＝CU 可知，电容器极板上的电荷量发生变
化，会有电流“通过”电容器；所以若电源为直流电源且直流电流表示数不为零，说明物
体一定在发生移动，故 A正确。电容具有“隔直流、通交流”的特点，所以若电源为交流
电源，则交流电流表示数不为零，不能说明物体一定在发生移动，故 B错误。若电源为直
流电源且直流电流表示数变大，但没有说明电流的方向，不能判断出物体一定在向右发生
移动，故 C错误。若电源为交流电源且交流电流表示数变大，可能是物体在向左发生移动，
故D错误。
6．小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高 ，
无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障。恒温箱的原理
图如图所示，下列对故障判断正确的是(　　)
A．只可能是热敏电阻出现故障
B．只可能是温度设定装置出现故障
C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障
D．可能是加热器出现故障
解析：选C　由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向
控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故 C正确，A、B错误。若加热器出现
故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故 D错
误。
7．霍尔元件是一种利用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域，如在翻盖手机中，
常用霍尔元件来控制翻盖时开启或关闭运行程序。一霍尔元件的示意图如图所示，通入沿
x轴正方向的电流 I，沿y轴正方向加恒定的匀强磁场 B，图中 a、b是垂直于 z轴方向上元
件的前后两侧面，霍尔元件宽为d(a、b间距离)，a、b间将出现电压 Uab，则(　　)
A．a、b间电压 Uab 仅与磁感应强度 B有关
B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则a、b两端电压 Uab<0
C．若霍尔元件的载流子是正电荷，则a、b两端电压 Uab<0
D．若增大霍尔元件宽度d，则a、b间电压 Uab 一定增大
解析：选B　霍尔元件宽为 d，设霍尔元件厚度为 h，有 q＝qvB，又 I＝nqvdh，则
Uab＝，故 A、D错误；若霍尔元件的载流子是自由电子，根据左手定则，电子向 a侧面偏
转，a表面带负电，b表面带正电，所以 b表面的电势高，Uab<0，B正确；若霍尔元件的载
流子是正电荷，根据左手定则，正电荷向 a侧面偏转，a表面带正电，b表面带负电，所以
a表面的电势高，Uab>0，C错误。
8．如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为v的
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