文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
《高考物理选择性必修实验最新模拟题精练》
专题9. 利用传感器制作简单的自动控制电路
1．（8 分）(2024 湖南顶级名校质检)现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气
体传感器。此传感器的电阻
随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。酒精测试仪的调试电路如
图乙所示。目前国际公认的酒驾标准是“
酒精气体浓度
”，醉驾标准是“酒
精气体浓度
”，提供的器材有：
A．二氧化锡半导体型酒精传感器
B．直流电源（电动势为
，内阻不计）
C．电压表（量程为
，内阻非常大）
D．电阻箱（最大阻值为
）
E．定值电阻
（阻值为
）
F．定值电阻
（阻值为
）
G．单刀双郑开关一个，导线若干
（1）为使电压表改装成酒精浓度测试表以判断是否酒驾，
应选用定值电阻_________（填“
”或“
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
”）；
（2）按照下列步骤调节此测试仪：
①电路接通前，先将电阻箱调为
，然后开关向
端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为
_________
；（保留小数点后一位）
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的
“酒精浓度”，此浓度表刻度线上对应的浓度值是_________（填“均匀”或“非均匀”）变化的；
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。
（3）在电压表刻度线上标注一段红色的长度以提醒酒驾的读数范围，该长度与电压表总刻度线长度的比
例为1∶_________。（保留一位有效数字）
【参考答案】．（1）
（2）①200.0 ②非均匀 （3）3
【名师解析】（1）由于电压表量程为
，本实验电压表并联在定值电阻两端，由欧姆定律可得，定值电
阻两端的电压
，由图甲可知
，电动势为
，电压表量程为
，得
，可得
，故
应选用定值电阻选
。
（2）①本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻
，故应先电阻箱调到
，结合电路，
开关应向
端闭合；由图甲可知
时，酒精气体浓度为
。②由甲图
知，传感器的电阻
随酒精气体浓度是非均匀变化，故此浓度表刻度线上对应的浓度值是非均匀变化的。
（3 ）根据电路分压原理，酒精浓度
时传感器电阻为
，此时电压表示数为
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
，酒精浓度
时传感器电阻为
，此时电压表示数为
，故电压表
为酒驾范围，占总量程
；则该长度与电压表总
刻度线长度的比例为
。
2.（10 分）（2024 湖南顶级名校期末）
小明的外婆家养了许多的鹅，外公想通过人工方式将鹅蛋孵化出来，温度测量是其中一个重要的环节。小
明想帮外公设计一个简易电子温度计，用来监测孵化箱中的温度，他从自己的实验套装中找到以下器材：
A.热敏电阻（常温下阻值约为几千欧姆）一个；
B.电流表（满偏电流为300A，内阻为90Ω）；
C.电阻箱（阻值范围为0~999.99Ω）；
D.电阻箱（阻值范围为0~9999.9Ω）；
E.滑动变阻器（最大阻值为10kΩ）；
F.电源一个（电动势为3V，内阻不计）；
G.单刀双掷开关一个；
H.单刀单掷开关一个；
I.导线若干。
（1）由于没有电压表，小明设计了如图甲所示电路来测量该热敏电阻在不同温度下的阻值，闭合开关S1
前，应该将滑动变阻器R1的滑片滑到______（填“a”或“b”）
端，电阻箱R2应该选______（填“C”或“D”）并调到最大值，将开关S2打到1 位置。将热敏电阻RT放
至某温度下的水中，调节滑动变阻器R1，让电流表达到接近满偏的值I，将开关S2打到2 位置，逐渐减小
电阻箱R 接入电路的阻值，当电流表的示数再次为I 时，此时电阻箱R 的阻值就是此温度下热敏电阻RT的
阻值，重复此方法得到如下数据：
温度
0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃100℃
阻值/kQ9.995.20 3.00 1.60 1.00 0.70 0.83 0.40 0.31 0.24 0.20
（2）其中部分数据已经在如图乙所示的坐标纸上标出，请将剩余的点标上并描绘出热敏电阻RT 电阻随温
度的变化曲线。
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（3）小明又设计了一个如图丙所示的电路通过电流表的示数来推算温度，可实现
两
种测量范围，其中
______Ω（保留到小数点后2 位），为了监测烧水壼内的水温，应该将开关
打到
______（填“
”或“
”）位置。
【参考答案】（1）b D
（2）
（3）2.00 d
【名师解析】（1）为防止电路中电流太大损坏电流表和电源，所以应该在闭合
前将
调到较大值位置，
所以选
端。小明使用的是等效替代的思想测量热敏电阻的阻值，常温下为几千欧姆，所以
应选用
的““D”电阻箱。
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（3）由题意可知温度越高，
的阻值越小，通过电路的电流越大，两个档位中的温度最大值分别对应
和
，对应阻值分别为
和
，对应电流分别为
和
，所以，需要将现有电
流表改装成具有两个量程的电流表。
打向
时为大量程
档，对应温度为
，此时有
，同理
打向
时有
，代入数据保
。测量
人体体温应该将开关
打向
位置更准确。
3．（8 分）（2024 山东淄博期末）半导体薄膜压力传感器阻值会随压力变化而改变．某小组设计实验测量
一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值
，其阻值约几十千欧，现有以下器材：
电源：电动势
，内阻不计
电流表
：量程
，内阻约为
电流表
：量程
，内阻约为
电压表V：量程
，内阻约为
滑动变阻器
：阻值范围
压力传感器
，开关
，导线若干请完成下列问题：
甲 乙 丙
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）为了提高测量的准确性，电流表应选__________（选填“
”或“
”），并请补充完整图甲中
虚线框内的测量电路．
（2）通过多次实验测得其阻值
随压力
变化的
图像如图乙所示，由图乙可知压力越大，压力
传感器的阻值__________（选填“越大”或“越小”）．
（3）完成前面的实验工作后，将该压力传感器接入如图丙所示电路中，制作成简易电子秤，它主要构成
有：压力传感器
，定值电阻
，理想电流表（量程
），电动势为
的电源，电源内
阻不计．将该电子科水平放置在竖直方向运动的电梯里，在托盘上放一砝码，托盘和砝码的总质量为
，电流表示数为
，取重力加速度
．通过计算可知压力传感器的阻值为
__________
，可得电梯的加速度大小为__________
，电梯的运动状态可能是__________．
【参考答案】．（1）
作图 （2）越小 （3）16 0.2 向上加速运动或向下减速运动
【名师解析】（1）由于薄膜压力传感器在不同压力下的阻值
，其阻值约几十千欧，电池电动势3V，其
电流约为几百微安，为了提高测量的准确性，电流表应选量程
的“
”。测量大电阻，电流表内
接，据此补充完整图甲中虚线框内的测量电路．
（2）通过多次实验测得其阻值
随压力
变化的
图像如图乙所示，由图乙可知压力越大，压力
传感器的阻值 “越小”．
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（3）由闭合电路欧姆定律，I=
，代入数据，解得RF=16kΩ。
由图乙可知，当RF=16kΩ 时，压力传感器示数F=6.0N。
由牛顿第二定律，F-mg=ma，解得a=0.2m/s2。
因为加速度方向向上，且不知道电梯运动方向，所以向上加速运动或向下减速运动。
4. （2024 河北沧州市1 月质检）城市街道
路灯用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控
制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自
动在白天关闭，在夜晚打开。为模拟自动照明控制系统，某同学利用光敏电阻的阻值随照度变化的特性，
制作了一个装置。
（1）该同学首先利用多用电表欧姆“×1”挡粗测该光敏电阻在某状态下的阻值，示数如图甲所示，则此时
光敏电阻的阻值R1=________Ω。
（2）该同学再利用该光敏电阻设计了图乙所示的光控电路，从而实现对灯的开关控制。光敏电阻阻值与
照度的关系如图丙所示，可知当照度为0.4lx（lx 为照度的单位）时，光敏电阻的阻值为________Ω。
（3）如图乙所示，由于弹簧的弹力作用，当励磁线圈电流小于0.1A 时，电磁铁将吸不住衔铁。若要实现
照度较低时，灯光保持开启，则灯应接在________（填“AB”或“BC”）之间。已知电源电压为3V（内阻不
计），若要实现照度低于1.0lx 时，灯光开启，需要将滑动变阻器R 的阻值调为________Ω，安装该电路时，
光敏电阻R1应________（填“远离”或“靠近”）灯。
【参考答案】 （1） ①. 19.0 （2） ②. 40 （3） ③. AB##BA ④. 10 ⑤. 远离
【名师解析】
（1）[1]多用电表欧姆挡读数的最小分度值为1，估读到最小分度值的下一位，故读数为19.0Ω。
（2）[2]根据图丙所示，照度为0.4lxl 时，光敏电阻的阻值约为40Ω。
（3）[3]当照度减小时，光敏电阻阻值变大，励磁线圈电流减小，电磁铁放开衔铁，照明电路通路，故应
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
将照明电路连接到AB 端；
[4][5]根据丙图，照度为1.0lx 时，光敏电阻阻值为20Ω，若此时回路电流刚好为0.1A，根据欧姆定律有
代入数据得
安装该电路时，为保证照明电路工作时，开启的灯照度不影响光敏电阻的阻值变化，应将光敏电阻远离灯
安装。
5. （2024 黑龙江重点高中质检） 某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车
低油位报警装置。
（1）该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所示，则此时
热敏电阻的阻值为RT=_________Ω。
（2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电
阻R0=2.0kΩ，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P 应置于最_________（选填“左”或“右”）端；在某次测
量中，若毫安表A1的示数为2.25mA，A2的示数为1.50mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为
_________kΩ。
（3）该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势E=6.0V，定值电阻
R=1.8kΩ，长为=50cm 的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电
流I ≥2.4mA 时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为30°，油液外热敏电阻的温
度为70°，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为___________cm。
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
.【参考答案】①
②左 ③
kΩ ④10
【名师解析】（1）由多用电表欧姆表的读数规则可知，此时热敏电阻的阻值为
（2）滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P 置于最左端，由
于
和
并联，故有
,代入数据解得
（3）设警戒液面到油箱底部的距离为x，温度为30℃时热敏电阻的阻值为
，则在油液内的热
敏电阻的阻值为
,同理，可得油液外的热敏电阻的阻值为
其中
，由闭合电路欧姆定律有
将E＝6V、I＝2.4mA、R＝1.8kΩ 代入可得x＝10cm
6. （2024 安徽歙县中学期末联考） 地磅的工作原理是压力传感器，其中一个重要的敏感元件为压敏电阻，
为了研究压敏电阻的特性，某同学设计了如图甲所示的电路，已知两电流表的量程均为0.6A，两电流表的
内阻分别为
、
，电源的电动势为3V，内阻不计。
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）为了保护电路以及操作方便，滑动变阻器应选择______；
A.
B.
C.
D.
（2）将两电键闭合，如果两电流表的示数分别用
、
表示，则压敏电阻
______（用题中给出的物
理量表示）；
（3）通过多次改变压敏电阻的压力，得出多组数据，如下表所示：
20
18
16
14
12
10
0
2.1
3.9
6.1
8.0
10
根据表中
数据在图乙的坐标系中选择合适的量度并画出图线______；由图线写出压敏电阻
与压力F 的
关系式
______；
（4）图甲中，将电键
断开，结合以上数据在电流表
的相应刻度标出与之相对应的压力值，已知在
0.12A 处标注的压力值为0，则滑动变阻器接入电路的电阻值为
______
，允许加在压敏电阻上压力
的最大值为
______。（结果均保留一位小数）
【参考答案】 （1） ①. A （2） ②.
（3） ③. 见解析 ④.
（4） ⑤. 3.0 ⑥. 20.0
【名师解析】
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）[1]两电流表的量程均为0.6A，为了确保电路安全，电路之中需要接入的最小电阻为
为了保护电路，滑动变阻器选择总电阻为
，为了操作方便，测量数据的连续性强，滑动变阻器的总电
阻在安全确保的前提下，总阻值选择小一些的，即为了保护电路以及操作方便，滑动变阻器应选择
。
故选A。
（2）[2]将两电键闭合，如果两电流表的示数分别用
、
表示，根据欧姆定律，压敏电阻为
（3）[3]根据表中的数据在图乙的坐标系中选择合适的量度、描点并画出图线，如图所示
[4]结合图像，可知，
的函数表达式为
根据图像可知
，
即图线写出压敏电阻
与压力F 的关系式
（4）[5] [6]由闭合电路欧姆定律有
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
当有
，
代入上述函数式解得
当有
代入数据解得
7. (2023 重庆江津七校期末联考)如图是街道路灯自动控制设计电路图，利用照明电源为路灯供电，光控开
关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻
阻值随着光照强度增强而减小。
（1）光敏电阻能够将___________（填字母）
A．光信号转化为电信号
B．电信号转化为光信号
（2）为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，电灯应接在___________（选填“AB”或“BC”）之间。
【参考答案】 ①. A ②. AB
【名师解析】
（1）[1] 光敏电阻能够将光信号转化为电信号。故选A。
（2）[2]光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值
大，电磁铁将被吸住；静触点与C 接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
以静触点与B 接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在 AB 之间。
8.（10 分）（2024 湖南顶级名校期末）
小明的外婆家养了许多的鹅，外公想通过人工方式将鹅蛋孵化出来，温度测量是其中一个重要的环节。小
明想帮外公设计一个简易电子温度计，用来监测孵化箱中的温度，他从自己的实验套装中找到以下器材：
A.热敏电阻（常温下阻值约为几千欧姆）一个；
B.电流表（满偏电流为300A，内阻为90Ω）；
C.电阻箱（阻值范围为0~999.99Ω）；
D.电阻箱（阻值范围为0~9999.9Ω）；
E.滑动变阻器（最大阻值为10kΩ）；
F.电源一个（电动势为3V，内阻不计）；
G.单刀双掷开关一个；
H.单刀单掷开关一个；
I.导线若干。
（1）由于没有电压表，小明设计了如图甲所示电路来测量该热敏电阻在不同温度下的阻值，闭合开关S1
前，应该将滑动变阻器R1的滑片滑到______（填“a”或“b”）
端，电阻箱R2应该选______（填“C”或“D”）并调到最大值，将开关S2打到1 位置。将热敏电阻RT放
至某温度下的水中，调节滑动变阻器R1，让电流表达到接近满偏的值I，将开关S2打到2 位置，逐渐减小
电阻箱R 接入电路的阻值，当电流表的示数再次为I 时，此时电阻箱R 的阻值就是此温度下热敏电阻RT的
阻值，重复此方法得到如下数据：
温度
0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃100℃
阻值/kQ9.995.20 3.00 1.60 1.00 0.70 0.83 0.40 0.31 0.24 0.20
（2）其中部分数据已经在如图乙所示的坐标纸上标出，请将剩余的点标上并描绘出热敏电阻RT 电阻随温
度的变化曲线。
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（3）小明又设计了一个如图丙所示的电路通过电流表的示数来推算温度，可实现
两
种测量范围，其中
______Ω（保留到小数点后2 位），为了监测烧水壼内的水温，应该将开关
打到
______（填“
”或“
”）位置。
【参考答案】（1）b D
（2）
（3）2.00 d
【名师解析】（1）为防止电路中电流太大损坏电流表和电源，所以应该在闭合
前将
调到较大值位置，
所以选
端。小明使用的是等效替代的思想测量热敏电阻的阻值，常温下为几千欧姆，所以
应选用
的““D”电阻箱。
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（3）由题意可知温度越高，
的阻值越小，通过电路的电流越大，两个档位中的温度最大值分别对应
和
，对应阻值分别为
和
，对应电流分别为
和
，所以，需要将现有电
流表改装成具有两个量程的电流表。
打向
时为大量程
档，对应温度为
，此时有
，同理
打向
时有
，代入数据保
。测量
人体体温应该将开关
打向
位置更准确。
15
