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    人教版(2019)高中物理选择性必修第二册 5.3《利用传感器制作简单的自动控制装置》分层练习(原卷+解析卷)
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    高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 利用传感器制作简单的自动控制装置精品课时训练

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    这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 利用传感器制作简单的自动控制装置精品课时训练,文件包含人教版2019高中物理选择性必修第二册53《利用传感器制作简单的自动控制装置》分层练习原卷docx、人教版2019高中物理选择性必修第二册53《利用传感器制作简单的自动控制装置》分层练习解析卷docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共15页, 欢迎下载使用。

    1. (2020·全国·单元测试)驱动中国网站在2018年6月19日发布消息,京东的智慧物流有20余台配送机器人上阵,开启了全球首次全场景常态化配送运营。该配送机器人能够识别红绿灯信号、规避道路障碍和来往车辆、主动礼让行人。机器人主动礼让行人,是利用了( )
    A. 力传感器B. 光传感器C. 温度传感器D. 声传感器
    2. (2020·全国·单元测试)许多饮水机可以保证出水温度恒定,采取的方法是( )
    A. 水温低于设定温度时加热,达到设定温度时,停止加热
    B. 设定程序,固定各次加温时间及加热时间间隔
    C. 人工控制加温按钮
    D. 持续加温
    3.(2022·安徽省滁州市·期中考试)半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图。图中R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。

    (1)驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,电压表的读数越________(填“大”或“小”)。
    (2)如图乙所示为酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线。则酒精气体浓度为0时R2的阻值为________Ω。若某司机呼气酒精浓度为120 mg/m3,此时此时R2的阻值为________Ω。

    (3)现有一个电源,电动势为4.8 V,内阻为1 Ω;电压表V量程为5 V,内阻很大;定值电阻R1的阻值为60 Ω;导线若干。按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表,则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为________V处;酒精气体浓度为50 mg/m3应刻在电压刻度线为________V处。
    6. (2023·湖南省·单元测试)某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响。图甲中继电器的供电电压U1=3V,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
    (1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱__________相连,指示灯的接线柱D应与接线柱__________相连(均选填“A”或“B”);
    (2)当环境温度升高时,热敏电阻阻值将__________,继电器的磁性将__________(均选填“增大”、“减小”或“不变”),当环境温度达到__________℃时,警铃报警;
    (3)如果要使报警电路在更高的温度报警,下列方案可行的是__________
    A.适当减小U1B.适当增大U1C.适当减小U2D.适当增大U2
    7. (2022·辽宁省·期末考试)某研究性学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏电阻在压力作用下发生微小形变,它的电阻也随之发生变化,其阻值R随压力 F变化的图象如图(a)所示,其中R0=15Ω,图象斜率k=1.4 Ω/N。小组同学按图(b)所示电路制作了一个简易电子秤(秤盘质量不计),电路中电源电动势E=3.5 V,内阻r=10Ω,电流表量程为100mA,内阻未知,g取10 m/s2。实验步骤如下:
    步骤a:秤盘上不放重物时,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针满偏;
    步骤b:秤盘上放置已知重力的重物G,保持滑动变阻器电阻接入电阻不变;读出此时毫安表示数I;
    步骤c:换用不同已知质量的重物,记录每一个质量值对应的电流值;
    步骤d:将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。
    (1)当电流表半偏时,压敏电阻大小为_______ (结果保留2位有效数字)
    (2)若电流表示数为20mA,则待测重物质量为m=________kg;(结果保留2位有效数字)
    (3)改装后的刻度盘,其零刻度线在电流表________(填“零刻度”或“满刻度”)处;
    (4)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台电子秤称重前,进行了步骤a操作,则测量结果________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
    6. (2021·山东省烟台市·期中考试)温控电路常用于恒温箱、自动孵化器等,如图所示为一温控电路的工作原理图,主要由电磁继电器、热敏电阻、滑动变阻器、电源、电炉丝、开关组成,其中P为衔铁,K为金属触点,闭合开关S后,当温度低于T1时,电炉丝自动通电供热,当温度超过T2时,又可以自动断电。则下列说法中正确的是( )
    A. 该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
    B. 该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小
    C. 要使T1升高,可将滑动变阻器滑片向右移动
    D. 要使T1升高,可将滑动变阻器滑片向左移动
    7. (2022·湖北省恩施土家族苗族自治州·单元测试)如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源,B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯,R1为光敏电阻,R2为定值电阻。每当扶梯上有顾客经过挡住由A射向R1的光线时,计数器就计数一次。下列说法正确的是 ( )
    A. 当有光照射R 1时,信号处理系统获得低电压
    B. 当有光照射R 1时,信号处理系统获得高电压
    C. 信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
    D. 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
    8. (2021·江西省·月考试卷)实验室中有热敏电阻Rt、电炉丝、电磁继电器、电源E(3.6 V,内阻不计)、电阻箱R0(0~999.9 Ω)、开关K和导线若干,某同学设计了如图1所示的温控电路,当通过电磁继电器线圈的电流达到20 mA时,衔铁被吸合,电炉丝停止加热;当通过继电器线圈的电流降到18 mA时,衔铁与继电器分开,电炉丝通电加热,图2为热敏电阻Rt的阻值与温度t的关系
    该同学主要实验过程如下,完成下列填空:
    (1)用多用电表的欧姆“×1 Ω”档测继电器线圈的电阻时,主要步骤如下:
    a.将选择开关旋至“×1 Ω”档,短接两表笔,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆档“0”刻度
    b.调节多用电表的指针定位螺丝,使指针指在直流电流“0”刻度
    c.将多用电表的选择开关旋至“OFF”
    d.将两表笔直接连到图1中的1、4两点,读出欧姆表的示数即继电器线圈的电阻值
    以上步骤中存在错误的一项是_____。改正后正确的步骤顺序为_____。(填步骤前的字母)
    (2)已知继电器线圈的电阻为25.0 Ω.该同学将电阻箱的阻值调为75.0 Ω,则该温控器的温度控制范围在_____之间;若要提高控制的温度,则需要将电阻箱的阻值_____(选填“调大”或“调小”)
    (3)正确设计电路后闭合K,发现电炉丝发热,Rt温度一直升高但继电器并不吸合。将多用电表选择开关旋至直流电压“×10 V”档,将表笔分别接到图1中1、2、3、4各点进行故障排查,现象如下表,则可知_____
    A.开关K断路 B.电阻箱断路 C.热敏电阻Rt短路 D.电磁继电器线圈短路
    9. (2023·重庆市市辖区·月考试卷)半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器,其阻值会随压力变化而改变。现有A和B两个压力传感器:
    (1)利用如图甲所示的电路测量传感器在不同压力下的阻值RN,其阻值约几十千欧,实验室提供以下器材:
    电源电动势为3V
    电流表A(量程250μA,内阻约为50Ω)
    电压表V(量程3V,内阻约为20kΩ)
    滑动变阻器R0(阻值0∼100Ω)
    为了提高测量的准确性,开关S1应该接 (填“ ①”或“ ②”),开关S2应该接
    (填“ ③”或“ ④”)。
    (2)实验测得A和B两个压力传感器的阻值RN随压力F变化的关系图像如图乙所示。利用压力传感器设计了自动报警分拣装置如图丙所示,图中RN为压力传感器,R为滑动变阻器,电源电动势为6V(内阻不计)。当蜂鸣器(可视为断路)两端的电压大于3V时,会发出警报。分拣时将质量不同的物体用传送带运送到压力传感器上,若要将质量超过0.40kg的货物实现报警分拣,则 (填“A”或“B”)压力传感器的灵敏度更高(灵敏度指电阻值随压力的变化率,g=10m/s2)。
    (3)仍用图丙所示的自动报警分拣装置,某次分拣产品时选择B压力传感器,若R调为50kΩ,该分拣装置可以实现将质量超过 kg的物品进行分拣(结果保留两位有效数字),若要分拣质量更大的物品,应该将R的滑片向 (填“上”或“下”)移动。
    10. (2023·福建省厦门市·模拟题)酒驾严重危害交通安全,喝酒不开车已经成为准则。某款酒精检测仪如图甲所示,核心部件为酒精气体传感器,其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精测量仪,除酒精气体传感器外,在实验室中找到了如下器材:
    A.干电池组(电动势E=3.0V,内阻r=1.2Ω)
    B.表头G(满偏电流6.0mA,内阻Rg=42Ω)
    C.电阻箱R1(最大阻值9999.9Ω)
    D.电阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)
    E.开关及导线若干
    (1)该同学设计的测量电路如图丙所示,他首先将表头G量程扩大为90mA,则应将电阻箱R1的阻值调为 Ω;
    (2)如图丁所示,该同学想将酒精气体浓度为零的位置标注在表头上2mA处,则应将电阻箱R2的阻值调为 Ω;
    (3)完成步骤(2)后,某次在实验室中试测酒精浓度时,表头指针如图丁所示。已知酒精浓度在0.2∼0.8mg/mL之间属于饮酒驾驶;酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾驶,则该次测试的酒精浓度属于 范围(选填“酒驾”或“醉驾”);
    (4)使用较长时间后,干电池组电动势降低,内阻增大,则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
    表笔位置
    1、2
    3、2
    3、4
    4、1
    电表示数
    3.60 V
    3.60 V
    0
    0
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