物理选择性必修 第二册5.3 用传感器制作自动控制装置课时训练

5.3用传感器制作自动控制装置基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．很多汽车配备了自动大灯功能，在行驶过程中感应到外部环境光线较暗时大灯自动开启。此功能主要使用的传感器为（　　）

A．声音传感器 B．温度传感器 C．压力传感器 D．光传感器

2．下列关于传感器说法中不正确的是（   ）

A．热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏

B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号

C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断

D．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量

3．街道旁的路灯江海里的航标灯都要求夜晚亮白天关闭利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（　　）

A．压敏性 B．光敏性 C．热敏性 D．三特性都利用了

4．如图是一个火警报警装置的逻辑电路图，Rt是热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是阻值较小的可调电阻，以下说法中正确的是（　　）

A．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“非门”元件

B．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“与门”元件

C．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“或门”元件

D．为提高电路的灵敏度，图中的电阻R应调的小一些

5．传感器是在自动控制、航空航天等实际应用中常用的电学元件。下列可将光学量转化为电学量的传感器为（　　）

A．电视机遥控接收器

B．热敏电阻

C．霍尔元件

D．电阻应变片

6．电视机中有一个传感器，它能将遥控器发出的红外线信号转化为电信号．下列装置也利用了这种传感器的是

A．电话机的话筒 B．楼道里的声控开关

C．空调中的遥控接收器 D．冰箱中的温控器

7．人类发射的绕地球运转的所有航天器在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的.要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求，用来感知太阳方位的传感器应为（）

A．力传感器

B．光传感器

C．温度传感器

D．生物传感器

8．机器人可以通过外部传感器来感知外部环境和外界事物，下列说法有误的是（　　）

A．温度传感器让其感知温度变化，此传感器是热敏电阻，阻值一定随温度升高而增大

B．光电传感器可以作为眼睛，此传感器若是光敏电阻，阻值一定随光亮度增加而减小

C．超声波传感器可以作为耳朵，让其听到常人听不到的声音

D．压力传感器可以使其有“手感”

9．如图是智能称重地磅，它使用方便快捷、计量精度高、反应速度灵敏、移动方便，这种地磅安装了应变式力传感器，下列关于应变式力传感器的说法不正确的是（   ）

A．应变片是由半导体材料制成

B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小

C．传感器输出的是应变片上的电压

D．外力越大，输出的电压差值也越大

10．生活中离不开物理，物理知识在生活中应用非常广泛，下列说法不正确的是

A．电饭锅是利用力传感器原理

B．光控路灯是利用光敏电阻传感器

C．变压器是利用了互感现象原理

D．电磁炉是利用交流电的涡流现象原理

11．下列关于几种传感器的说法不正确的是（　　）

A．电子秤所使用的测力装置是力传感器

B．电饭锅常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起

C．电熨斗需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝上移并推动弹性铜片上移

D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量

12．随着生活水平的提高，电子秤已经成为日常生活中不可或缺的一部分，电子秤的种类也有很多，如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移。则（　　）

A．电容器储存的电能减少

B．电容器的电容减小，带电荷量减小

C．膜片下移过程中，电流表有a到b的电流

D．电子秤是一个压力传感器，稳定后电容器两板间电压等于电源电动势

13．电子秤使用的是(　　)

A．超声波传感器 B．温度传感器

C．压力传感器 D．红外线传感器

14．压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小。某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置，其电路如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为，在电梯由静止开始运行的过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断正确的是（　　）

A．电梯匀加速下降 B．电梯匀加速上升

C．电梯下降且加速度在变大 D．电梯上升且加速度在变小

15．烟雾散射火灾报警器使用的是（ ）

A．光传感器 B．温度传感器 C．红外传感器 D．超声波传感器

二、填空题（共4题）

16．传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示，是一种测定压力的电容式传感器，力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，当力F向上压膜片电极时，电容将__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；电容的单位：1μF=______F。

17．图是一种自动控制水温的装置，加热电路的两个端点P、Q应棒在触头间a、b之间还是c、d之间__________.热敏电阻两端M、N应接在哪两个触头之间_______.

18．有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计，试分析：

(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式R=___________ Ω；

(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为___________N；

(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度___________。（选填“均匀”或“不均匀”）

19．在《传感器的应用实验》的光控电路中，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻所示．当光敏电阻RG受到光照时，斯密特触发器的输出端Y出现电平________（填“高”或“低”）；当把光遮住时，输入端A出现电平________（填“高”或“低”）；如果试验中发现天很暗时路灯还没点亮，应将可变电阻R1的阻值调________一些（填“大”或“小”）．

三、综合题（共4题）

20．如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开关，S为开关，J为电池．请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置．

(1)连接电路图；

(2)简述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)

21．在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻。此光电计数器的基本工作原理是什么？

22．走廊上的灯要求白天不亮，晚上有人走过时才亮，应在电路中接入什么传感器？这些传感器产生的信号要之间采用哪种连接形式串联或并联去控制灯泡的照明？

23．如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图，薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4，如图乙．图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：

(1)开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？

(2)当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？

参考答案：

1．D

2．A

3．B

4．A

5．A

6．C

7．B

8．A

9．C

10．A

11．C

12．D

13．C

14．C

15．A

16．     增大．     10-6

17．     a,b之间；     e,f之间；

18．               不均匀

19．     高；     高；     小；

20．（1）

(2)按图接好电路，合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，吸下衔铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，控制电路停止工作，F无磁性，D拉动E，使S2接通，M工作．

21．当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次。

22．应接光敏传感器和声音传感器，两者产生的信号采用串联的形式控制灯泡

23．（1） (2) ,增大； ,减小