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．在现代生活中，许多地方需要传感器，例如，电冰箱制冷系统的自动控制就要用到(　　)
A．压力传感器 B．声传感器
C．光传感器 D．温度传感器
2．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
3．洗衣机中的水位控制装置使用的是（　　）
A．光传感器
B．压力传感器
C．湿度传感器
D．温度传感器
4．有一热敏电阻的电阻值在t1~t4的温度变化范围内，R t图像如图所示。现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电阻温度计。为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现在要使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在t1~t4温度范围内，欧姆表的倍率不变）（　　）
A．t1~t2 B．t2~t3 C．t3~t4 D．都可以
5．下列说法不正确的是
A．温度传感器通常是利用物体的某一物理性质随温度的变化而改变制成的
B．红外线传感器接收携带着信息的红外线，转换成电信号，从而得知辐射源的相关信息．
C．目前常用的传感器有温度传感器、生物传感器、及压力传感器等
D．热敏电阻是由绝缘材料制成的电阻器，其电阻值会随温度值的变化而改变．
6．目前，传感器已经广泛应用于生产、生活、科学研究等各个领域，关于传感器的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器
B．走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器
C．发光二极管是一种常用的光传感器，其作用是将光信号转换为电信号
D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电阻这个电学量
7．现代生活离不开智能手机，手机有很多功能需要传感器来实现。例如当人将手机靠近耳朵接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到防误触的目的，实现这一功能可能用到的传感器为（　　）
A．光传感器和位移传感器
B．磁传感器和温度传感器
C．磁传感器和声传感器
D．压力传感器和加速度传感器
8．下列关于几种传感器的说法错误的是：（ ）
A．双金属温度传感器是用来控制温度的，应用于日光灯启动器
B．光敏电阻传感器是用来控制光照强度的，应用于卧室
C．烟雾传感器，应用于宾馆的天花板，防止火灾的发生
D．压力传感器可应用于电容式话筒
9．实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片铆合在一起的，双金属片的弯曲程度随温度的变化而变化，如图乙所示。已知图甲中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列叙述中不正确的是（　　）
A．该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属
B．该温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的
C．由图甲可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数
D．由图乙可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁
10．电子秤常用的传感器是(　　)
A．红外传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．声音传感器
11．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
12．如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向左振动时（ ）
A．电容器的电容增大
B．电容器带电荷量减少
C．电容器两极板间的场强增大
D．电阻R中的电流方向自右向左
13．将一个力电传感器接到计算机上，可以测量快速变化的力．如图所示是用这种方法测得的一小滑块在半球形碗内在竖直平面内来回滑动时，对碗的压力大小随时间变化的曲线。由此曲线提供的信息，对下列叙述做出判断，其中正确的是（　　）
A．滑块在碗中滑动的周期是T＝0.6s
B．在0.8s末滑块的速度为零
C．从t=0.5s到t=0.8s的过程中，滑块的重力势能减小
D．滑块滑动过程中机械能守恒
14．有一种测量体重的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上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（实质上是电流表），不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻RG为1Ω；电源电动势为12V，内阻r为1Ω，压力传感器的电阻R随压力F变化的函数式为R=30–0.01F（F和R的单位分别是N和Ω）。下列说法正确是（　　）
A．压力越大电阻越大
B．该秤能测量的最大体重是2500N
C．该秤零刻度线（即踏板空载时刻度线）应标在电流表G刻度盘0A处
D．该秤可以通过电路规律转换成F=3200-关系进行刻度转换
15．下列有关传感器的说法中正确的是（　　）
A．火灾报警器利用了温度传感器
B．日光灯启动器是利用了光传感器
C．电子秤称量物体重力利用了力传感器
D．霍尔元件是能够把电压转换为磁感应强度的一种磁传感器
二、填空题（共4题）
16．传感器是一种把非电学量转换电学量的元件，常见的传感器有压力传感器、温度传感器、声音传感器和光敏电阻传感器．电饭锅中用到了 _______传感器，超市里的电子秤中用到了__________传感器．
17．当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值________（填“变大”、“不变”或“变小”）．光敏电阻的电阻率随________增强而________，它是把________这个光学量转换为________这个电学量；热敏电阻是的电阻率随________升高而________，它是把________这个热学量转换为________这个电学量．
18．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.
19．如图甲所示，斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，当加在它的输入端A的电势逐渐上升到1.6 V，输出端Y会突然从高电平跳到低电平0.25 V，而当输入端A的电势下降到0.8 V时，输出端Y会从低电平跳到高电平3.4 V。
(1)斯密特触发器相当于一种________门电路。
(2)如图乙所示是一个温度报警器的简易电路图，RT为热敏电阻，R1为可变电阻（最大阻值为1 kΩ），蜂鸣器工作电压3~5 V，热敏电阻的阻值随温度变化如图丙所示，若要求热敏电阻在感测到80 ℃时报警，则R1应调至________kΩ；若要求热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，R1的阻值应________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
三、综合题（共4题）
20．气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号并输出，如图所示，B为将可燃气体或有毒气体(如CO、CH4、瓦斯、煤气等)浓度转换为电信号的传感器，俗称电子鼻．当有毒气体浓度大时，其电阻变小．根据如下材料：电源电压U＝220 V，M为排风扇，G为继电器，A为控制电源，S为控制开关，请设计一个家用自动排烟电路，并在图中完成连线图．
21．如图所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空隙的是另一块小的固定金属片，这两块金属片组成一个小电容器，该电容器的电容C可用公式计算，式中常数，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离。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检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号。设两块金属片的正对面积为40，键未按下时两金属片的距离为0.4 mm，如果电容变化了0.2 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下多少距离？
22．一般说来，物体在温度升高时膨胀，温度降低时收缩，这一现象称为热胀冷缩．在相同的条件下，气体的热胀冷缩最显著，液体次之，固体最不显著．固体、液体、气体的这种性质都可以被利用．有一些电冰箱中的自动温度控制装置，就是根据气体热胀冷缩的性质制成的．如图是它的结构示意图，其中金属盒是用薄的弹性钢片制作，表面有一些环状波纹，内部密封有一定量的气体．结合图片尝试分析它的控温原理．
23．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？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．A
3．B
4．B
5．D
6．A
7．A
8．B
9．D
10．C
11．B
12．B
13．C
14．D
15．C
16． 温度 压力
17． 变小 光照 减小 光照强弱 电阻 温度 减小 温度 电阻
18． 1400
19． 非 0.42 减小
20．
21．0.08mm
22．当电冰箱内的温度高于设定温度时，金属盒内的气体膨胀，使金属盒的两个侧面凸起来，透过连杆带动控制连杆，动触点向右移动，与两静触点接触，接通工作电路，压缩机工作，电冰箱内温度降低．
当温度降低至设定温度以下，金属盒内气体体积减小，金属盒的两个侧面凹进去，通过连杆带动控制连杆，动触点向左移动，导致动触点与静触点分离，切断工作电路，压缩机停止工作．如此反复，保持电冰箱内的温度不高于设定温度．
23．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。
答案第1页，共2页