5.3用传感器制作自动控制装置同步练习（word版含答案）

5.3用传感器制作自动控制装置同步练习
一、选择题（共15题）
1．下列哪一项不是现代传感器的应用（ ）
A．当你走近自动门时，门会自动打开
B．电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人
C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦
D．将自己的银行卡插进自动取款机里能取钱，而不必麻烦银行工作人员
2．生活中的电子秤利用了传感器原理，电子秤称重时主要使用的是下列哪种传感器（　　）
A．超声波传感器 B．压力传感器 C．温度传感器 D．红外传感器
3．如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁，5是水银温度计（水银导电）。常温下3触点处于断开状态4触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（　　）
A．当温度低于警戒温度时电磁铁磁性增强，3触点闭合4触点断开
B．此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，电铃报警
C．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，指示灯亮
D．要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些
4．下列有关传感器的说法正确的是（　　）
A．霍尔元件属于光敏元件
B．半导体制成的光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大
C．金属制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小
D．楼道内的照明灯仅在夜晚有声音时开启，表明照明系统电路内部既有声控传感器也有光控传感器
5．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
6．关于传感器，下列说法正确的是（　　）
A．金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器
B．半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而减小
C．光电鼠标利用的是生物传感器
D．电子秤称量物体的质量时利用了干簧管
7．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，当升降机静止时电流表示数为I0，某过程中电流表的示数为2I0，如图乙所示，则在此过程中（　　）
A．物体处于失重状态
B．物体可能处于匀速运动状态
C．升降机一定向上做匀加速运动
D．升降机可能向下做匀减速运动
8．2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其它电阻应用的说法中．错误的是
A．热敏电阻可应用于温度测控装置中
B．光敏电阻是一种光电传感器
C．电阻丝可应用于电热设备中
D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用．
9．如图是智能称重地磅，它使用方便快捷、计量精度高、反应速度灵敏、移动方便，这种地磅安装了应变式力传感器，下列关于应变式力传感器的说法不正确的是（ ）
A．应变片是由半导体材料制成
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大
10．下列关于传感器说法中不正确的是（ ）
A．热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏
B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压信号
C．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
D．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
11．下列关于传感器的说法中正确的是( 　　)
A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
B．干簧管是一种能够感知电场的传感器
C．电子秤应用的是光传感器
D．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
12．如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R1能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20…(单位：cm)，则下述说法正确的是(不计工件挡住的时间)()
A．工件加速度为0.1m/s2
B．工件加速度为0.4m/s2
C．当无光照射R1时，光传感器就输出一次高电压
D．当无光照射R1时，光传感器就输出一次低电压
13．宾馆房间的天花板上会安装一个报警器，当房间失火时，它能通过电路发出警报，这个报警器使用的传感器是
A．烟雾传感器
B．声音传感器
C．生物传感器
D．压力传感器
14．模块机器人具有三个部分，它们分别是传感器、控制器和执行器。如图所示是一个在有光照或温度升高时排气风扇都能起动的自动控制装置，则图中的电风扇是模块机器人中的（　　）
A．传感器 B．执行器 C．控制器 D．敏感元件
15．光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成．利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号．该报警器利用的传感器是（　　）
A．力传感器 B．声传感器
C．位移传感器 D．光传感器
二、填空题（共4题）
16．有一种测量人体重量的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、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3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，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）；

（1）该秤能测量的最大重量是________N；
（2）该秤零刻度线（即踏板空载时间刻度线）应标在电流刻度盘________A处.
17．有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计，试分析：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻 R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 …
(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式R=___________ Ω；
(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为___________N；
(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度___________。（选填“均匀”或“不均匀”）
18．在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置：图（a）为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1=2kΩ，R2=1.5kΩ，R3=4kΩ，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图象如图（b）所示．当a、b两点电势Ua＜Ub时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Ua＞Ub时，电压鉴别器会使S断开，停止加热

（1）则恒温箱内的稳定温度为______℃；恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为_______．
（2）有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图象如图（c）所示．该加热器向周围散热的功率为PQ=k（t﹣t0），其中t为加热器的温度，t0为室温（本题中取20℃），k=0.1W/℃．
①当PR=PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为________℃；
②某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是_____
（A）20℃～24℃ （B）32℃～36℃ （C）48℃～52℃ （D）60℃～64℃
19．用压敏电阻可制成压力传感器，它受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以对汽车称重。经实测，某压力传感器输出电压与力的关系如下表∶
压力/ 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0
输出电压/ 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
将该压力传感器水平放置，并和电阻箱 （最大电阻）及部分其它器材组成了图（a）所示的电路，闭合开关，当线圈中的电流时，电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为，继电器控制电路的电压由传感器的输出电压提供。（假设不受继电器电路影响）
(1)根据表格中数据，请在图乙（b）给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图像________；
(2)当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在__________（选填“”或“”）两端；
(3)为使车重时启动报警系统，则电阻箱的电阻应调节到____________。
(4)通过调整电阻箱R′的阻值，可以调整报警车重，能使该装置报警的最小车重为_____________。
三、综合题（共4题）
20．物理实验中经常用光电门测量物体的速度，光电门传感器为门式结构，如图所示。A管发射红外线，B管接收红外线。A、B之间无挡光物体时，电路断开；有物体经过A、B之间时B管被挡光，电路接通。请简述怎么计算出物体的速度。
21．光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用．街道路灯自动控制就是应用之一，如图所示电路为模拟电路，其中A为一光敏电阻，B为电磁继电器，C为电流放大器，D为路灯．请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果．
22．如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计，不称物体时，滑动触头P在A端，滑动变阻器接入电路中的有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下滑动触头下移，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大。这样把电流对应的质量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的质量，若滑动变阻器上A、B间长度为l，最大阻值为，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k。
（1）试导出所称重物重力G与电路中电流I的函数关系
（2）该装置达到最大量程时电流表示数是多少？
23．将一动力传感器接到计算机上，我们可以测量快速变化的力，如图所示的就是用这种方法测得的一光滑小球在半球形碗内的竖直平面内来回运动时，对碗面的压力大小随时间变化的曲线（如图）。试求：
(1)此小球在碗内来回运动的周期为多少？
(2)此小球的质量为多少？（g＝10 m/s2）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．D
4．D
5．C
6．B
7．D
8．D
9．C
10．A
11．D
12．D
13．A
14．B
15．D
16． 1400
17． 不均匀
18． 25 ＞3kΩ 70 B
19． C、D 100
20．当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路断开，当A、B之间有挡光物体时，电路接通，与光电门相连的计算机记录下挡光时间，再测量出挡光物体的宽度，结合运动学公式即可算出物体运动的平均速度，当很小时，计算出的平均速度可认为是瞬时速度。
21．
22．（1）（2）
23．(1)0.8s；(2)0.1kg
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