5.3用傳感器制作自動控制裝置 同步練習（含解析）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁粵教版（2019）選擇性必修二5.3用傳感器制作自動控制裝置一、單選題1．生活中的電子秤利用了傳感器原理，電子秤稱重時主要使用的是下列哪種傳感器（）A．超聲波傳感器 B．壓力傳感器 C．溫度傳感器 D．紅外傳感器2．傳感器是一種采集信息的重要器件。如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器。當待測壓力F作用于可動膜片電極時，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計和電源串聯(lián)成閉合電路，那么（）①當F向上壓膜片電極時，電容將減小

②當F向上壓膜片電極時，電容將增大③若電流計有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化

④若電流計有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化。A．①③ B．①④ C．②③ D．②④3．傳感器是在自動控制、航空航天等實際應(yīng)用中常用的電學元件。下列可將光學量轉(zhuǎn)化為電學量的傳感器為（）A．電視機遙控接收器B．熱敏電阻C．霍爾元件D．電阻應(yīng)變片4．下列有關(guān)傳感器的說法中錯誤的是（）A．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)換為電壓的一種磁傳感器B．光電鼠標利用了光傳感器C．電子秤稱量物體質(zhì)量是利用了力傳感器D．2020年初新冠肺炎疫情防控阻擊戰(zhàn)中，槍式測溫儀成了體溫檢測的“哨兵”，是利用了溫度傳感器5．下列有關(guān)傳感器的敘述中正確的是（）A．自動門上安裝了紅外線傳感器，紅外線傳感器就是溫度傳感器B．干簧管是將磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)換為電阻的一種元件C．與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的靈敏度差，測溫范圍小D．壓電晶體的敏感元件就是轉(zhuǎn)換元件6．常用的計算機鍵盤就是一種傳感器。如圖所示，鍵盤上每一個鍵的下面都連一小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一小的固定金屬片，這兩金屬片組成一個小電容器。當鍵被按下時，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能夠檢測出哪個鍵被按下，從而給出相應(yīng)的信號。這種計算機鍵盤使用的是（）A．溫度傳感器B．電容式傳感器C．磁傳感器D．光傳感器7．傳感器已廣泛應(yīng)用于日常生活，下列傳感器能夠?qū)⒘W量轉(zhuǎn)換為電學量的是（

）A．B．C．D．8．關(guān)于傳感器，下列說法中正確的是（）A．干簧管是一種能夠感知電場的傳感器B．火災(zāi)報警器都是利用溫度傳感器實現(xiàn)報警C．電熨斗通過溫度傳感器實現(xiàn)溫度的自動控制D．話筒是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號的傳感器9．圖為蘋果自動分揀裝置，可以把質(zhì)量大小不同的蘋果，自動分揀開。該裝置的托盤秤壓在一個以O(shè)1為轉(zhuǎn)動軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器R1上。當大蘋果通過托盤秤時，R1所受的壓力較大因而電阻較小，R2兩端獲得較大電壓，該電壓激勵放大電路并保持一段時間，使電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜鐵，打開下面通道，讓大蘋果進入下面通道；當小蘋果通過托盤秤時，R2兩端的電壓不足以激勵放大電路，分揀開關(guān)在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態(tài)，小蘋果進入上面通道。托盤停在圖示位置時，設(shè)進入下面通道的大蘋果最小質(zhì)量為M0，若提高分揀標準，要求進入下面通道的大蘋果的最小質(zhì)量M大于M0，下面操作可行的是（）A．其他條件不變的情況下，只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些B．其他條件不變的情況下，只適當減小R2的阻值C．其他條件不變的情況下，只改變放大電路中電磁鐵部分導(dǎo)線繞行的方向D．其他條件不變的情況下，只增大和傳感器R1相連接電路中電源電動勢10．如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、電鍵K與一個n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變化磁場B中。兩板間放一臺小壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球。K斷開時傳感器上有示數(shù)，K閉合時傳感器上恰好無示數(shù)。則線圈中的磁場B的變化情況和磁通量變化率分別是（）A．正在增加，B．正在增加，C．正在減弱，D．正在減弱，11．藥物生產(chǎn)車間需要嚴格控制室內(nèi)溫度范圍，盡量保證較小的溫度波動。如圖是某監(jiān)控溫度波動的報警原理圖，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，當報警器兩端的電壓變化量超出設(shè)定值時，報警器就會自動報警。下列說法正確的是（）A．溫度升高，報警器兩端電壓減小B．溫度降低，熱敏電阻的熱功率一定增大C．滑動變阻器接入電路的阻值大，報警器容易報警D．滑動變阻器接入電路的阻值與報警器是否容易報警無關(guān)12．下列四幅圖中所涉及物理知識的論述中，錯誤的是（

）A．圖甲中，電流能使下方的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明了電流具有磁效應(yīng)B．圖乙中，電子秤應(yīng)用了壓力傳感器來稱重C．圖丙中，變壓器的鐵芯由薄硅鋼片疊壓而成，是為了減小渦流，提高效率D．圖丁中，紫外線照射鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，如換用紅外線，也一定能發(fā)生光電效應(yīng)13．某電飯鍋的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中溫度傳感器的主要元件是感溫鐵氧體，常溫下感溫鐵氧體具有鐵磁性，能夠被磁體吸引，但是溫度上升到約103℃時，就失去了鐵磁性，不能被磁體吸引了。這個溫度在物理學中稱為該材料的“居里點”。關(guān)于該電飯鍋的下列說法正確的是（）A．開始煮飯時要壓下開關(guān)按鈕，手松開后這個按鈕會馬上恢復(fù)到圖示狀態(tài)B．常壓下煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)還有一定水分的時間內(nèi)，鍋的溫度會持續(xù)升高C．飯煮熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度升高至“居里點”，開關(guān)按鈕會自動彈起，使電飯鍋停止加熱D．如果用電飯鍋燒水，也能在水沸騰后立即自動斷電14．某加熱儀器的溫控部分如圖所示，開關(guān)S1為電源控制開關(guān)，RT為熱敏電阻（阻值隨溫度的升高而減?。?，E為直流電源，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，它可以控制加熱室溫度保持在某一臨界溫度，試分析判斷，以下說法正確的是（）A．電磁繼電器是利用電生磁原理來工作的B．熱敏電阻在電路中的作用是保護電路C．交換直流電源的正負極，電路將失去溫控功能D．若想使得臨界溫度升高應(yīng)將滑動變阻器劃片左移15．壓敏電阻的阻值R隨所受壓力的增大而減小。某興趣小組利用壓敏電阻設(shè)計了判斷電梯運行狀態(tài)的裝置，其電路如圖甲所示，將壓敏電阻平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體A，電梯靜止時電壓表示數(shù)為，在電梯由靜止開始運行的過程中，電壓表的示數(shù)變化情況如圖乙所示。下列判斷正確的是（）A．電梯勻加速下降 B．電梯勻加速上升C．電梯下降且加速度在變大 D．電梯上升且加速度在變小二、填空題16．如圖所示為用熱敏電阻及和電磁鐵L等組成的一個簡單的恒溫控制電路，其中熱敏電阻的阻值會隨溫度的升高而減小。電源甲與電磁鐵、熱敏電阻等組成控制電路，電源乙與恒溫箱加熱器(圖中未両出）相連接。則當溫度________(填“升高”“降低”）到某一數(shù)值時，銜鐵P將會被吸下，工作時，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在_________(“A、B端”“C、D端”）17．傳感器是一種采集信息的重要器件。如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容大小可變的電容器?？蓜与姌O兩端固定，當待測壓力施加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容。現(xiàn)將此電容式傳感器與零刻度在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)成閉合電路，已知電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏轉(zhuǎn)。當待測壓力減小時，電容器的電容將__________（填“增大”或“減小”），電容器的電荷量將_______（填“增大”或“減小”），靈敏電流表的指針向____（填“左偏”或“右偏”）。18．圖是一種自動控制水溫的裝置，加熱電路的兩個端點P、Q應(yīng)棒在觸頭間a、b之間還是c、d之間__________.熱敏電阻兩端M、N應(yīng)接在哪兩個觸頭之間_______.三、解答題19．在工廠生產(chǎn)車間的生產(chǎn)線上安裝計數(shù)器后，就可以準確得知生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量，如圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻。此光電計數(shù)器的基本工作原理是什么？20．如圖所示為檢測某傳感器的電路圖，傳感器上標有“3V，0.9W”的字樣（傳感器可看作一個純電阻），滑動變阻器上標有“，1A”的字樣，電流表的量程為0.6A，電壓表的量程為3V．（1）根據(jù)傳感器上的標注，計算傳感器的電阻和額定電流．（2）若電路元件均完好，檢測時，為了確保電路各部分的安全，在a、b之間所加的電源電壓最大值時多少？（3）根據(jù)技術(shù)資料可知，如果傳感器的電阻變化超過了，則該傳感器就失去作用，實際檢測時，將一個恒定的電源加在圖中a、b之間（電源電壓小于上述所求的電壓的最大值），閉合開關(guān)S，通過調(diào)節(jié)來改變電路中的電流和兩端的電壓，檢測記錄如右表．若不計檢測電路對傳感器電阻的影響，通過計算分析，你認為這個傳感器是否還能使用？此時a、b間所加的電壓時多少？電壓表示數(shù)U/V電流表示數(shù)I/A11.480.1620.910.2221．加速度計是測定物體加速度的儀器。在現(xiàn)代科技中，它已成為導(dǎo)彈、飛機、潛艇或宇宙飛船等制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。如圖為應(yīng)變式加速度計的示意圖。當系統(tǒng)加速時，加速計中的敏感元件也處于加速狀態(tài)。敏感元件由兩彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測系統(tǒng)固定在一起，敏感元件的下端可在滑動變阻器R上自由滑動，當系統(tǒng)加速運動時，敏感元件發(fā)生位移并轉(zhuǎn)換為電信號輸出。已知敏感元件的質(zhì)量為m，兩側(cè)彈簧的勁度系數(shù)均為k，電源電動勢為E，電源內(nèi)阻不計，滑動變阻器的總電阻值為R，有效長度為l，靜態(tài)時，輸出電壓為U0，試推導(dǎo)加速度a與輸出電壓U的關(guān)系式。22．一熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖像如圖甲所示．請用這一熱敏電阻設(shè)計一控制電路．當溫度高于某一值后紅色指示燈亮，當溫度低于這一值時綠色指示燈亮．甲乙給你的器材有：如圖乙所示的繼電器一個(a、b為常閉觸點．c、d為常開觸點)、熱敏電阻一只、滑動變阻器一只、紅綠色指示燈各一個、兩個獨立的電池組、開關(guān)兩個、導(dǎo)線若干等．答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．B【詳解】ABCD．電子秤的工作原理是通過壓力傳感器測量重物對稱產(chǎn)生壓力，故B正確。故選B。2．C【詳解】①②當F向上壓膜片電極時，板間距離減小，由電容的決定式可知電容器的電容將增大，故①錯誤、②正確；③④當F變化時，電容變化，而板間電壓不變，由Q=CU故電容器所帶電荷量Q發(fā)生變化，電容器將發(fā)生充、放電現(xiàn)象，回路中有電流，電流計有示數(shù)；反之，電流計有示數(shù)時，壓力F必發(fā)生變化，故③正確，④錯誤。故選C。3．A【詳解】A．電視機遙控接收器是把光學量轉(zhuǎn)化為電學量的裝置，選項A正確；

B．熱敏電阻是把熱學量轉(zhuǎn)化為電學量的裝置，選項B錯誤；

C．霍爾元件是把磁學量轉(zhuǎn)化為電學量的裝置，選項C錯誤；

D．電阻應(yīng)變片是把力學量轉(zhuǎn)化為電學量的裝置，選項D錯誤；故選A。4．D【詳解】A．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)換為電壓的一種磁傳感器，故A正確，不符合題意；B．光電鼠標利用了光傳感器，故B正確，不符合題意；C．電子秤稱量物體質(zhì)量是利用了力傳感器，故C正確，不符合題意；D．槍式測溫儀是根據(jù)人體輻射的紅外線來測溫的，沒有利用溫度傳感器，故D錯誤，符合題意。故選D。5．D【詳解】A．自動門上安裝了紅外線傳感器，紅外線傳感器是依靠物體發(fā)出的紅外線來工作的，與溫度傳感器不同，A錯誤；B．干簧管能夠感知磁場，相當于開關(guān)，B錯誤；C．與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的靈敏度差，測溫范圍大，C錯誤；D．壓電晶體的敏感元件同時兼為轉(zhuǎn)換元件，D正確。故選D。6．B【詳解】當鍵被按下時，此小電容器的電容發(fā)生變化，用力不同，極板間的距離不同，電容變化不同，與之相連的電子線路就能夠檢測出哪個鍵被按下，從而給出相應(yīng)的信號，鍵盤用的是電容式傳感器，所以B正確；ACD錯誤；故選B。7．A【詳解】A．應(yīng)變片是能夠把物體形變這個力學量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學量，故A正確；B．干簧管是一種磁控制的開關(guān)，是一種能夠感知磁場的傳感器，故B錯誤；C．熱敏電阻能夠把溫度這個熱學量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學量，故C錯誤；D．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學量，故D錯誤。故選A。8．C【詳解】A．干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器，選項A錯誤；B．火災(zāi)報警器利用光傳感器即煙霧傳感器報警的，故B錯誤；C．電熨斗通過溫度傳感器實現(xiàn)溫度的自動控制，選項C正確；D．話筒是將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，選項D錯誤。故選C。9．B【詳解】A．要求進入下面通道的大蘋果的最小質(zhì)量M大于M0，則要求當此大蘋果通過托盤時，壓力傳感器的壓力與原來一致，可知其他條件不變的情況下，只將托盤秤壓在杠桿上的位置向右移動一些；選項A錯誤；B．因要達到題中的要求，就要使得R2兩端電壓保持不變，因壓力越大，電阻R1越小，此時回路中的電流越大，R2的電壓就會變得更大，則要想保持R2的電壓和原來一致，則只適當減小R2的阻值，選項B正確；C．其他條件不變的情況下，只改變放大電路中電磁鐵部分導(dǎo)線繞行的方向?qū)Υ判源笮o影響，選項C錯誤；D．因要達到題中的要求，就要使得R2兩端電壓保持不變，因R1減小，而其他條件不變的情況下，只能減小和傳感器R1相連接電路中電源電動勢，選項D錯誤。故選B。10．B【詳解】K閉合時傳感器上恰好無示數(shù)，說明小球所受電場力和重力平衡，由于小球帶正電，所以電容器上極板為負，由楞次定律，可知線圈中的磁場B正在增加。根據(jù)分析列出方程解得故選B。11．A【詳解】A．溫度升高，熱敏電阻的阻值減小，根據(jù)閉合電路的規(guī)律可知，報警器兩端電壓減小，故A正確；B．溫度降低，熱敏電阻的阻值增大，根據(jù)閉合電路的規(guī)律可知，通過熱敏電阻的電流減小，由P＝I2R熱敏電阻的熱功率不一定增大，故B錯誤；CD．若滑動變阻器接入電路的阻值大，則熱敏電阻的阻值變化一定時，報警器兩端的電壓變化量小，不容易報警，故CD錯誤。故選A。12．D【詳解】A．圖甲中，電流能使下方的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明了電流具有磁效應(yīng)，選項A正確，不符合題意；B．圖乙中，電子秤應(yīng)用了壓力傳感器來稱重，選項B正確，不符合題意；C．圖丙中，變壓器的鐵芯由薄硅鋼片疊壓而成，是為了減小渦流，提高效率，選項C正確；不符合題意；D．圖丁中，紫外線照射鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，因紅外線的頻率小于紫外線，如換用紅外線，則不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，選項D錯誤，符合題意；故選D。13．C【詳解】A．開始煮飯時，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)，電路接通而電飯鍋加熱，故A錯誤；B．常壓下煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)還有一定水分的時間內(nèi)，水在沸騰后溫度一直為100℃，鍋的溫度不會持續(xù)升高，除非水燒干，故B錯誤；C．飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當溫度升至“居里點”103℃時，感溫磁體失去磁性，在彈簧作用下，切斷電源，故C正確；D．如果在1標準大氣壓下用電飯鍋燒水，水沸騰后不會自動斷電，當水燒干后，溫度升高達到103℃時，感溫鐵氧體便失去了鐵磁性會自動斷電，故D錯誤；故選C。14．A【詳解】AC．電磁繼電器利用電生磁原理，電磁鐵對P吸引松開來工作，與電流的流向無關(guān)，故A正確，C錯誤；B．工作過程:閉合S1，當溫度低于設(shè)計值時，熱敏電阻阻值大，通過電磁繼電器的電流減小不能使它工作，S2接通，電爐絲加熱當溫度達到臨界值時，熱敏電阻減小到某值，通過電磁繼電器的電流達到工作電流；S2斷開，電爐絲斷電，停止供熱，分析可得，故B錯誤；D．若想使得臨界溫度升高，則滑動變阻器的電阻越大電流越小繼電器中的電磁鐵磁性越弱，當臨界溫度越高，熱敏電阻越小，電流增大到某一值，才會吸引P松開，停止加熱，所以滑動變阻器滑片右移，故D錯誤。故選A。15．C【詳解】根據(jù)閉合電路歐姆定律得結(jié)合圖像可得電路中的電流一直減小，又可知壓敏電阻的阻值一直增大，則對壓敏電阻的壓力減小，可知處于失重狀態(tài)，則電梯處于向上減速或向下加速并且加速度越來越大。故選C。16．

升高

A、B端【詳解】[1]．當溫度降低到某一數(shù)值，熱敏電阻R的阻值增大，電路中電流減小，繼電器L對銜鐵P吸引力減小，P將不會被吸合下。當溫度升高到某一數(shù)值，熱敏電阻R的阻值減小，電路中電流增大，繼電器L對銜鐵P吸引力增大，P將會被吸下。

[2]．恒溫箱內(nèi)溫度高到一定數(shù)值后，應(yīng)與電源斷開停止加熱，由上分析可知，溫度升高后，A、B端斷開，所以工作時，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端。17．

減小

減小

左偏【詳解】[1][2][3]當待測壓力減小時，兩板間距d變大，根據(jù)可知，電容器的電容將減小，根據(jù)Q=CU可知，電容器的電荷量將減小，電容器放電，電流從正極流出電流計，則靈敏電流表的指針向左偏。18．

a,b之間；

e,f之間；【詳解】P、Q應(yīng)該分別接在觸頭a、b之間，同時，M、N應(yīng)該分別讀在觸頭e、f之間，其工作原理是：加熱裝置開始加熱，當水溫升高時，熱敏電阻的阻值減小，電磁鐵中的電流增大，吸引力增大，銜鐵被吸下,a、b之間斷開，使加熱裝置停止加熱；當水溫降低到一定程度時，熱敏電阻的阻值增大，電磁鐵中的電流減小，吸引力減小，銜鐵被彈簧拉上去，a、b之間連接，加熱裝置開始加熱，從而實現(xiàn)對水溫的控制.【點睛】理解熱敏電阻的特性，并利用電路結(jié)構(gòu)判斷電流及電壓的變化．19．當光被產(chǎn)品擋住時，R1電阻增大，電路中電流減小，R2兩端電壓減小，信號處理系統(tǒng)得到低電壓，每通過一個產(chǎn)品就獲得一次低電壓，并計數(shù)一次?！驹斀狻慨敼獗划a(chǎn)品擋住時，R1電阻增大，電路中電流