高中物理第三节 用传感器制作自动控制装置巩固练习

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

一、选择题（共15题）

1．有这样一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒，当用书挡住底部时（不与底部接触），音乐停止，音乐茶杯中所用的元件属于哪类传感器（　　）

A．超声波传感器 B．温度传感器

C．压力传感器 D．光电传感器

2．测温仪使用的是（　　）

A．光传感器 B．红外线传感器 C．温度传感器 D．超声波传感器

3．家用电饭锅使用的传感器类型是：（     ）

A．温度传感器 B．红外传感器

C．声音传感器 D．湿度传感器

4．下列说法正确的是（　　）

A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁

B．氧化铁在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性

C．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位

D．电饭锅烧水，水开时能自动断电

5．关于传感器，下列说法中正确的是（　　）

A．干簧管是一种能够感知电场的传感器

B．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警

C．电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制

D．话筒是将电信号转换为声信号的传感器

6．如图是电熨斗的结构图，下列说法错误的是（　　）

A．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移

B．常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离

C．双金属片的膨胀系数上层金属小于下层金属

D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断

7．传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示电路为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．下列说法中正确的是（     ）

A．当待测压力增大时，则电容器的电容将减小

B．闭合K，当待测压力增大时，则有向右的电流通过R

C．断开K，当待测压力减小时，则电容器所带的电量减小

D．断开K，当待测压力减小时，则两极板问的电势差增大

8．有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是(  )

A．该秤能测量的最大体重是1 500 N

B．该秤能测量的最大体重是1 300 N

C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处

D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处

9．图为火灾报警器，在会议室、宾馆房间的天花板上均有安装．当有烟雾进入这种有孔的罩内时即会发出警报，则该报警器中装有的传感器是(       )

A．光传感器 B．压力传感器

C．声音传感器 D．温度传感器

10．下列器件，没有使用温度传感器来控制其电路工作的是（          ）

A．调温电熨斗 B．动圈式话筒

C．电饭锅 D．自动控温热水器

11．传感器已广泛应用于日常生活，下列传感器能够将力学量转换为电学量的是（   ）

A．

B．

C．

D．

12．如图所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其简化原理是调节可变电阻使，当有烟雾时，开始触发工作，其中是光敏电阻，由此可知，要使开始工作，则应满足（　　）

A． B． C． D．无法判断

13．传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是（　　）

A．冰箱控温系统使用了温度传感器

B．夜间自动打开的路灯使用了温度传感器

C．电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器

D．霍尔元件把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量

14．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻Rt随温度t变化的图线如图甲所示。如图乙所示电路中，热敏电阻Rt与其他电阻构成的闭合电路中，水平放置的平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当Rt所在处温度升高时，则（       ）

A．电压表读数减小 B．电流表读数减小

C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率增大

15．有的楼道照明灯具有这样的功能：天黑到一定程度时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。在这种楼道照明灯的控制电路中，可能接入的传感器是（　　）

A．温度传感器和光传感器

B．光传感器和声音传感器

C．声音传感器和热传感器

D．热传感器和力传感器

二、填空题（共4题）

16．（1）当你走进某些银行、医院、宾馆等大厅的入口时，大门会自动打开，进入大厅之后，门又会自动关闭，如图所示．控制这种自动门开关的，是一种________传感器．

（2）如图是某研究学习小组通过模拟街道路灯自由控制电路图，光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻的阻值随着光的照度增强而减小，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为电灯供电．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，电灯应接在________（填“AB”或“BC”）之间，请用笔画线代替导线，正确连接部分电路元件．

17．热敏电阻：用_____材料制成，氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而____

18．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_______.

19．(1)传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感知到的非电信息（如温度、光、声等）转换成对应的电信息。下列元件可用作感温的敏感元件有_____。

A．干簧管             B．热电阻             C．热敏电阻             D．光敏电阻

(2)唱卡拉OK用的话筒内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个很小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是_____。

A．该传感器是根据电流的磁效应工作的

B．该传感器是根据电磁感应原理工作的

C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变

D．膜片振动时，金属线圈会产生感应电动势

三、综合题（共4题）

20．如图所示是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内照明灯的示意图，试说明其工作原理。

21．请用仪器：热敏电阻，学生电源，继电器，滑动变阻器，开关，导线等设计一个由温度控制小灯泡发亮的电路．

22．如图所示,图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器的电阻为100Ω．当线圈的电流大于或等于10mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E=3.0V．内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．问：

(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B端间还是C、D端？     

(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的阻值应调节为多大？

23．压敏电阻的阻值随所受压方的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断小李运动状态的装置。其工作原理如图（a）所示。将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上、中间放置一个绝缘重球。小球向右做直线动过程中，电流表的示数随时间的变化如图（b）所示。请分析在t1一t2时间内和t2一t3时间内小车的运动情况。

参考答案：

1．D

2．B

3．A

4．C

5．C

6．C

7．D

8．C

9．A

10．B

11．A

12．A

13．A

14．A

15．B

16．     红外线     AB                  

17．     半导体     减小

18．     a,b之间；     e,f之间；

19．     BC     BD

20．

天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通．天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路，使照明灯自动开启．天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，电磁继电器自动切断工作电路的电源，照明灯熄灭。

21．

22．(1)A、B   (2)

23．在t1一t2时间内小车做变加速运动；在t2一t3时间内小车做匀加速直线运动。