5.3用传感器制作自动控制装置基础巩固（word含答案）
文档属性
| 名称 | 5.3用传感器制作自动控制装置基础巩固（word含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 344.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-08 07:04:27 | ||
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文档简介
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．数码相机的普及使传统胶片相机逐渐被淘汰。数码相机的主要部件是电荷耦合器（CCD），能将光学量转化为电学量。该部件可视为（ ）
A．力传感器 B．温度传感器 C．光传感器 D．霍尔元件
2．汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器，某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小，现将该压力传感器R0接入如图所示电路中，开关S闭合，当压力传感器所受压力增大时，下列说法正确的是（ ）
A．R1的电功率增大 B．电压表的示数增大
C．电流表的示数增大 D．R2的电功率增大
3．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
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．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应．它的控制电路中可能接入的传感器是( )
A．温度传感器和光电传感器
B．光电传感器和声音传感器
C．声音传感器和热电传感器
D．温度传感器和热电传感器
6．下列有关传感器的说法中错误的是（ ）
A．霍尔元件是能够把磁感应强度转换为电压的一种磁传感器
B．光电鼠标利用了光传感器
C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器
D．2020年初新冠肺炎疫情防控阻击战中，枪式测温仪成了体温检测的“哨兵”，是利用了温度传感器
7．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用。下面列举的四种器件中，其工作原理主要与安培力有关的是（ ）
A．回旋加速器 B．电动机 C．示波器 D．电熨斗
8．中国物联网校企联盟认为“传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来”.下列关于传感器的作用或应用不符合实际的是（ ）
A．热敏电阻是半导体材料制成,它是温度传感器的重要组成部分
B．干簧管是一种能感知磁场的敏感元件,在电路中是一个磁控开关
C．自动门和公共场所的非触摸式自动水龙头利用了紫外线传感器
D．家庭厨房里的可燃气体泄漏报警器是用气敏元件制成
9．常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是（ ）
A．温度传感器
B．电容式传感器
C．磁传感器
D．光传感器
10．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
11．某兴趣小组对火灾报警装置的部分电路进行探究，其电路图如图所示，其中是半导体热敏电阻，它的电阻随温度的变化关系如图所示.当所在处出现火情时，通过电流表的电流I和a、b间的电压U与出现火情前相比（）
A．I变大，U变小
B．I变小，U变小
C．I变小，U变大
D．I变大，U变大
12．压敏电阻能够把压力这个力学量转换为电阻这个电学量，压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，R为定值电阻，电流表示数随时间变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（ ）
A．0~时间内，升降机可能匀速运动
B．0~时间内，升降机一定匀速上升
C．~时间内，升降机可能匀速上升
D．~时间内，升降机一定匀加速上升
13．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
14．下列器件应用光传感器的是
A．话筒 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤
15．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是（ ）
A．甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
B．在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C马上离开触点
C．在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小
D．丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生恒定的电流
二、填空题（共4题）
16．在空调机、电饭锅、电冰箱、日光灯等家用电器中没有利用温度传感器的是____
17．如图为利用光敏电阻设计的行人监控装置原理图。R1为光敏电阻，其阻值随光照减弱而增大，R2为定值电阻，A、B 接监控器，其在电路中的作用相当于一个定值电阻，电源电压不变。当有 人走过通道，光线受到遮挡时，加在监控器上的电压将_________________（选填“增大”、“减小”或“不变”），通过R1的电流将___________（选填“增大”、 减小”或“不变”）。
18．利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，图甲为某工厂成品包装车间的光传感记录器示意图，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.3 m，则传送带运动的速度是___________,该传送带每分钟输送________个工件．
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．如图所示是一个应变式力传感器，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片。结合力传感器的特点，叙述它的工作原理。
21．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表（其实质是电流表），其中AO∶BO=5∶1，已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
设踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端电压恒为4.68V，则：
（1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；
（2）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是多少？（取g=10N/kg）
22．如图所示，图甲为某热敏电阻的R t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单的恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 Ω.当线圈中的电流大于或等于20 mA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＝6 V，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．
甲 乙
(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B两端还是C、D两端？
(2)如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，滑动变阻器R′的阻值应调节为多少？
23．如图甲所示，电源的电动势E=10V，电源内电阻可忽略不计；G是内阻为的灵敏电流表，定值电阻R上标有“1V ”的字样，为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当的温度等于120℃时，电路表示数．
甲 乙
（1）由图乙可知，当的温度逐渐增加时，的阻值会如何变化？
（2）电流表内阻为多大？
（3）定值电阻R两端电压为额定电压时，热敏电阻的温度为多少？
参考答案
1．C
2．A
3．A
4．C
5．B
6．D
7．B
8．C
9．B
10．C
11．A
12．A
13．C
14．B
15．C
16．日光灯
17．减小 减小
18．0.3m/s 60
19．高； 高； 小；
20．在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小。力F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小。传感器把这两个电压的差值输出。力F越大，输出的电压差值也就越大。
21．（1）；（2）15.6mA；（3）55kg
22．(1)应接在A、B两端 (2)100 Ω
23．（1）逐渐减小 （2）1000Ω （3）20 C
一、选择题（共15题）
1．数码相机的普及使传统胶片相机逐渐被淘汰。数码相机的主要部件是电荷耦合器（CCD），能将光学量转化为电学量。该部件可视为（ ）
A．力传感器 B．温度传感器 C．光传感器 D．霍尔元件
2．汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器，某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小，现将该压力传感器R0接入如图所示电路中，开关S闭合，当压力传感器所受压力增大时，下列说法正确的是（ ）
A．R1的电功率增大 B．电压表的示数增大
C．电流表的示数增大 D．R2的电功率增大
3．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
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．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应．它的控制电路中可能接入的传感器是( )
A．温度传感器和光电传感器
B．光电传感器和声音传感器
C．声音传感器和热电传感器
D．温度传感器和热电传感器
6．下列有关传感器的说法中错误的是（ ）
A．霍尔元件是能够把磁感应强度转换为电压的一种磁传感器
B．光电鼠标利用了光传感器
C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器
D．2020年初新冠肺炎疫情防控阻击战中，枪式测温仪成了体温检测的“哨兵”，是利用了温度传感器
7．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用。下面列举的四种器件中，其工作原理主要与安培力有关的是（ ）
A．回旋加速器 B．电动机 C．示波器 D．电熨斗
8．中国物联网校企联盟认为“传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来”.下列关于传感器的作用或应用不符合实际的是（ ）
A．热敏电阻是半导体材料制成,它是温度传感器的重要组成部分
B．干簧管是一种能感知磁场的敏感元件,在电路中是一个磁控开关
C．自动门和公共场所的非触摸式自动水龙头利用了紫外线传感器
D．家庭厨房里的可燃气体泄漏报警器是用气敏元件制成
9．常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是（ ）
A．温度传感器
B．电容式传感器
C．磁传感器
D．光传感器
10．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
11．某兴趣小组对火灾报警装置的部分电路进行探究，其电路图如图所示，其中是半导体热敏电阻，它的电阻随温度的变化关系如图所示.当所在处出现火情时，通过电流表的电流I和a、b间的电压U与出现火情前相比（）
A．I变大，U变小
B．I变小，U变小
C．I变小，U变大
D．I变大，U变大
12．压敏电阻能够把压力这个力学量转换为电阻这个电学量，压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，R为定值电阻，电流表示数随时间变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（ ）
A．0~时间内，升降机可能匀速运动
B．0~时间内，升降机一定匀速上升
C．~时间内，升降机可能匀速上升
D．~时间内，升降机一定匀加速上升
13．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
14．下列器件应用光传感器的是
A．话筒 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤
15．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是（ ）
A．甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
B．在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C马上离开触点
C．在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小
D．丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生恒定的电流
二、填空题（共4题）
16．在空调机、电饭锅、电冰箱、日光灯等家用电器中没有利用温度传感器的是____
17．如图为利用光敏电阻设计的行人监控装置原理图。R1为光敏电阻，其阻值随光照减弱而增大，R2为定值电阻，A、B 接监控器，其在电路中的作用相当于一个定值电阻，电源电压不变。当有 人走过通道，光线受到遮挡时，加在监控器上的电压将_________________（选填“增大”、“减小”或“不变”），通过R1的电流将___________（选填“增大”、 减小”或“不变”）。
18．利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，图甲为某工厂成品包装车间的光传感记录器示意图，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.3 m，则传送带运动的速度是___________,该传送带每分钟输送________个工件．
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．如图所示是一个应变式力传感器，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片。结合力传感器的特点，叙述它的工作原理。
21．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表（其实质是电流表），其中AO∶BO=5∶1，已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …
设踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端电压恒为4.68V，则：
（1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；
（2）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是多少？（取g=10N/kg）
22．如图所示，图甲为某热敏电阻的R t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单的恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 Ω.当线圈中的电流大于或等于20 mA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＝6 V，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．
甲 乙
(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B两端还是C、D两端？
(2)如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，滑动变阻器R′的阻值应调节为多少？
23．如图甲所示，电源的电动势E=10V，电源内电阻可忽略不计；G是内阻为的灵敏电流表，定值电阻R上标有“1V ”的字样，为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当的温度等于120℃时，电路表示数．
甲 乙
（1）由图乙可知，当的温度逐渐增加时，的阻值会如何变化？
（2）电流表内阻为多大？
（3）定值电阻R两端电压为额定电压时，热敏电阻的温度为多少？
参考答案
1．C
2．A
3．A
4．C
5．B
6．D
7．B
8．C
9．B
10．C
11．A
12．A
13．C
14．B
15．C
16．日光灯
17．减小 减小
18．0.3m/s 60
19．高； 高； 小；
20．在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小。力F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上表面应变片两端的电压变大，下表面应变片两端的电压变小。传感器把这两个电压的差值输出。力F越大，输出的电压差值也就越大。
21．（1）；（2）15.6mA；（3）55kg
22．(1)应接在A、B两端 (2)100 Ω
23．（1）逐渐减小 （2）1000Ω （3）20 C
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