5.3用传感器制作自动控制装置 同步练习（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
5.3用传感器制作自动控制装置 同步练习（解析版）
1．火灾报警器使用的是(　　)
A．光传感器
B．温度传感器
C．湿度传感器
D．气体传感器
2．关于传感器，下列说法正确的是
A．传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量
B．金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器
C．干簧管是能够感知电场的传感器
D．半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而增大
3．以下家用电器中没有利用温度传感器的是（　　）
A．洗衣机 B．电冰箱 C．空调 D．电饭锅
4．下列情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是（　　）
A．洗衣机不加水
B．洗衣机加水但不能自动停止
C．洗衣机不排水
D．洗衣机不洗衣
5．电子秤使用的是（ ）
A．超声波传感器 B．温度传感器
C．力传感器 D．光传感器
6．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．火警报警器使用了压力传感器
B．冰箱控温系统使用了温度传感器
C．商场里的自动门使用了光传感器
D．夜间自动打开的路灯使用了温度传感器
7．如图所示为一种自动高温报警器的原理图。在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是（　　）
A．温度升高至72°C时，L1亮灯报警
B．温度升高至72°C时，L2亮灯报警
C．温度升高至78°C时，L1亮灯报警
D．温度升高至78°C时，L2亮灯报警
8．某温控电路的原理如图所示，是半导体热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在的环境中工作，当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备，下列说法中正确的是（ ）
A．环境温度降低，的阻值减小
B．环境温度升高，变大
C．滑片P向下移动时，变大
D．调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度
9．如图所示是自动调温式电熨斗的结构图下列说法不正确的是（　　）
A．常温时上下触点是接触的
B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲
C．原来温度控制在80℃即断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下移一些
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些
10．小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示，水量减少时滑片上移。下列分析错误的是（　　）
A．如果选择电压表，水量增多时电表示数变大
B．如果选择电流表，水量减少时电表示数变小
C．与电压表相比，选择电流表设计电路更节能
D．如果选择电流表，R0可以在水太多时保护电路
11．某兴趣小组利用压敏电阻(压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小)设计了判断电梯运动状态的装置, 示意图如图甲所示.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U0,电梯在某次运动过程中,电压表的示数变化情况如图乙所示,下列判断中正确的是( )
A．O-t1内电梯可能匀加速上升
B．t1-t2内电梯可能匀速上升
C．t1-t2内电梯可能在减速上升
D．t2-t3内电梯可能匀减速下降
12．随着科学的发展与生活水平的提高，传感器已经进入日常生活．如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻（随光照强度的增强，阻值减小）、为定值电阻，接监控装置．则下列说法正确的是
①当有人通过遮蔽光线时，之间的电压升高
②当有人通过遮蔽光线时，之间的电压降低
③当仅增大的阻值时，之间的电压升高
①当仅减小的阻值时，之间的电压升高
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
13．如图是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是（　　）
A．常温时上下触点是断开的
B．双金属片温度升高时，上金属片热膨胀系数大于下层金属
C．原来温度控制在80℃断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下调一些
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些
14．某学习小组研究学校宿舍楼的火警报警装置的电路如图所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，报警电铃响起，则下列说法正确的是（　　）
A．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向下移
B．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向上移
C．增大电源电压，会使报警的临界温度降低
D．增大电源电压，会使报警的临界温度升高
15．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置，该装置的示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，其受压面向上，在受力面上放一物体m，电梯静止时电流表示数为，当电梯做四种不同的运动时，电流表示数分别如图（a）、（b）、（c）、（d）所示，下列判断中正确的是
A．图（a）表示电梯可能在做匀速运动
B．图（b）表示电梯可能向上做匀加速运动
C．图（c）表示电梯可能向上做匀加速运动
D．图（d）表示电梯可能向下做变减速运动
16．用负温度系数的热敏电阻作为传感器，设计一个简单的自动控制装置，可供选择的器材如下：热敏电阻、小灯泡（或门铃）、电池组、继电器、滑动变阻器、开关，导线等。要求：温度高时，灯泡亮或门铃报警。请选出需要的器材，画出原理图，并作简要说明。
17．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？
参考答案
1．A
【解析】
火灾报警器，是当有火灾时，会发生烟，进入火灾报警器时，利用光的漫反射，从而触发开关报警，即火灾报警器使用的是光传感器，故A正确，BCD错误．
点睛：传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会．
2．A
【解析】
传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量，选项A正确；金属热电阻是一种可以将热学量转换为电学量的传感器，选项B错误；干簧管是能够感知磁场的传感器，选项C错误；热敏电阻在温度升高时，电阻会变小，热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量．故D错误；故选A．
3．A
【详解】
洗衣机使用时不需要控制温度，没有利用温度传感器；电冰箱、空调、电饭锅使用时利用温度传感器控制温度。
故选A。
4．C
【详解】
洗衣机设有多段式水位自动感应装置，是通过不同的压力转换成电学量，运用的压力传感器，若此水位控制装置损坏，则可能造成洗衣机不加水，或者洗衣机加水但不能自动停止，或者洗衣机不洗衣，但不可能造成洗衣机不排水，故C正确，ABD错误.
故选C．
5．C
【解析】
【详解】
根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的压力大小，故使用的是压力传感器，故ABD错误，C正确.
6．B
【详解】
A．火警报警器使用了温度传感器，故A错误．
B．冰箱控温系统使用了温度传感器，故B正确．
C．一般人体都有恒定的体温，一般在37℃，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的人走向门口时，门会自动打开，是因为安装了红外线传感器从而能感知红外线，导致门被打开，故C错误．
D．灯要求夜晚亮、白天熄，则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现动控制，因此是利用半导体的光敏性，即为光电传感器，故D错误．
故选B．
【点睛】
本题考查各种传感器的特点、工作原理，以及在仪器设备中的应用，属于对基础知识点的考查，多加积累即可．
7．D
【详解】
由图可知，温度升高至78°C时，水银与金属丝接触，电路接通，L2亮灯报警。
故选D。
8．D
【详解】
A．RM是半导体热敏电阻，环境温度降低时，RM的阻值增大，故A错误；
B．环境温度升高时，RM的阻值减小，根据串联电路中电压与电阻成正比，可以知道Uab变小，故B错误；
C．滑片P向下移动时，R增大，总电流减小，则Uab变小，故C错误；
D．调节滑片P时，可改变Uab，从而改变升温和降温设备启动时的临界温度，所以D选项是正确的。
故选D。
9．C
【详解】
AB．常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，双金属片向下弯曲；故AB不符题意；
C．切断电源，原来温度上升到80 ℃时断开电源，现在要求60 ℃时断开电源，弹性铜片与触点接触面积要减小，应逆时针调节调温旋钮，即应使调温旋钮上调一些，故C符合题意；
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态时，温度要升高，则应使调温旋钮下移一些，故D不符题意；
故选C。
10．C
【详解】
A．如果选择电压表，水量增多时，P点下移，此时电压表示数变大，选项A正确，不符合题意；
B．如果选择电流表，水量减少时，P点上移，R的阻值变大，则总电阻变大，总电流减小，则电流表示数变小，选项B正确，不符合题意；
C．与电压表相比，选择电流表时，滑动变阻器中部分被短路，则电路中电流更大，则电源消耗的功率更大，设计电路不节能，选项C错误，符合题意；
D．如果选择电流表，水太多时，P点可能到达最下端，将R短路，则 R0可以在水太多时保护电路，选项D正确，不符合题意。
故选C。
11．C
【详解】
0-t1内，电压表读数大于U0，可知压敏电阻B的阻值增大，则所受的压力小于A的重力，物块A失重，则电梯不可能匀加速上升，选项A错误；t1-t2内，电压表读数大于U0保持不变，则压敏电阻的阻值不变且大于静止时的阻值，说明物块A失重，则电梯可能匀减速上升，选项B错误，C正确；t2-t3内电压表读数大于U0，说明压敏电阻阻值大于原来静止时的值，则物块A失重，则电梯加速度向下，则选项D错误，故选C.
12．C
【详解】
AB.R1为光敏电阻，有光照射时，电阻减小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流减小，之间的电压降低，故①项错误，②项正确；则A，B均错误.
CD.由闭合电路欧姆定律得，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，之间的电压升高，故③项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，之间的电压降低，故④项错误，则C项正确，D错误.
13．BD
【分析】
电熨斗温度自动控制装置能控制电源的通断．常温时，上、下触点应是接触的，当双金属片温度升高时，上下层形变不同，上层形变大，双金属片发生弯曲，使电路断开．原来温度上升到80℃时，断开电源，现在要求60℃时断开电源，弹性铜片与触点接触面积要减小，应逆时针调节调温旋钮．
【详解】
A.常温时，通电电热丝能发热，所以上、下触点应是接触的．故A错误．
B.双金属片上下金属片的膨胀系数不同，温度升高时，上层形变大，双金属片向下发生弯曲，使电路断开．故B正确．
C.原来温度上升到80℃时，断开电源，现在要求60℃时断开电源，弹性铜片与触点接触面积要减小，应逆时针调节调温旋钮，即应使调温旋钮上调一些，故C错误．
D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，温度要高一点，由C的分析可知，应使调温旋钮下移一些，故D正确．
故选BD．
14．BC
【详解】
AB．若试验时发现有火情时装置不响，说明报警器的电压较小，要增大其电压，根据串联电路分压的特点可知，必须增大R2，应把R2的滑片P向上移。故A错误，B正确；
CD．增大电源的电动势，报警器的电压变大，相当于电动势不变，R1变小，所以会使报警的临界温度降低，故C正确，D错误。
故选BC。
15．ACD
【详解】
A．甲图中电梯静止时电流表示数为I0，由于电流等于I0且不变，故电梯匀速直线运动或静止不动，故A正确；
B．乙图中，电流逐渐变大，故压力逐渐变大，且大于重力，故电梯处于超重状态，且加速度变大，做变匀加速运动。故B错误；
C．丙图中，电流恒为2I0，故电梯处于超重状态，可能匀加速上升，也可能匀减速下降，故C正确；
D．丁图中，电流一直大于I0，且不断减小，故电梯的加速度向上，并且一直减小，故电梯可能变减速下降，也可能变加速上升，故D正确；
故选ACD。
16．原理图如图所示，其工作过程是：闭合开关S，把继电器、热敏电阻和电池组接通，由于热敏电阻的温度较低，它的阻值较大，使通过继电器的电流较小，不足以把铁片吸下来，所以小灯泡中没有电流通过，是熄灭的；当热敏电阻的温度升高到某一特定值后，它的阻值迅速减小，使通过继电器的电流迅速增大，电磁铁产生较强的磁场将铁片吸下来与触点P连接，将小灯泡与电池组接通，小灯泡发光。当热敏电阻的温度降到某特定温度以下时，它的电阻值迅速增大，使通过继电器的电流减小，铁片被弹簧拉动而离开触点P，小灯泡熄灭。这样，由热敏电阻的温度变化可引起继电器回路的电流变化，从而达到控制小灯泡亮、灭的目的。
【详解】
假设用热敏电阻来控制一个小灯泡的点亮和熄灭。电池组的输出电压要等于继电器的工作电压，但是高于小灯泡的额定电压，可以用一个滑动变阻器和小灯泡串联来调节，其工作原理如下图所示，这样可以共用一个电池组。所选取的器材有继电器、热敏电阻、开关，电池组、滑动变阻器、小灯泡和连接导线等。根据题目要求，设计原理图如图所示
其工作过程是：闭合开关S，把继电器、热敏电阻和电池组接通，由于热敏电阻的温度较低，它的阻值较大，使通过继电器的电流较小，不足以把铁片吸下来，所以小灯泡中没有电流通过，是熄灭的；当热敏电阻的温度升高到某一特定值后，它的阻值迅速减小，使通过继电器的电流迅速增大，电磁铁产生较强的磁场将铁片吸下来与触点P连接，将小灯泡与电池组接通，小灯泡发光。当热敏电阻的温度降到某特定温度以下时，它的电阻值迅速增大，使通过继电器的电流减小，铁片被弹簧拉动而离开触点P，小灯泡熄灭。这样，由热敏电阻的温度变化可引起继电器回路的电流变化，从而达到控制小灯泡亮、灭的目的。
17．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。
【详解】
略