5.3利用传感器制作简单的自动控制装置 同步训练题（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.3利用传感器制作简单的自动控制装置 同步训练题（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 448.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-26 21:39:12 | ||
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文档简介
5.3利用传感器制作简单的自动控制装置精选训练题
一、单项选择题
1．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是（ ）
A．温度传感器 B．压力传感器
C．生物传感器 D．红外线传感器
2．如图所示为某传感装置内部部分电路图，RT为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表．若发现电压表示数增大，可能的原因是（ ）
①热敏电阻温度降低，其他条件不变
②热敏电阻温度升高，其他条件不变
③光照减弱，其他条件不变
④光照增强，其他条件不变
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
3．如图所示，、为定值电阻，L为小灯泡，为光敏电阻（光照越强，电阻越小），当照射光强度增大时（ ）
A．电压表的示数减小 B．中电流变大
C．小灯泡的功率减小 D．电路的路端电压减小
4．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B0+kz（B0、k均为常数，且k＞0）。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图所示），当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则（ ）
A．磁感应强度B越大，霍尔元件的前、后表面的电势差U越大
B．k越大，传感器灵敏度（）越高
C．如图中的霍尔元件，上表面电势高
D．电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越小
5．某兴趣小组的同学利用“光敏”材料制成的“光控开关”控制楼道灯，天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成的“声控开关”，有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开。若将这两种开关配合使用，就可以使楼道灯变的“智能”。这种“智能”的电路是图中的（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题
6．如图为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（ ）
A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的
B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的
C．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D．图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
7．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转化成电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图所示是一种测定液面高度变化的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器，电容C的大小变化就能反映液面的升降情况，C与h的关系是（ ）
A．C增大表示h增大 B．C增大表示h减小
C．C减小表示h减小 D．C减小表示h增大
8．如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，为光敏电阻，为定值电阻。每当扶梯上有顾客经过挡住由A射向的光线时，计数器就计数一次。下列说法正确的是（ ）
A．当有光照射时，信号处理系统获得低电压
B．当有光照射时，信号处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得—次高电压就计数一次
9．传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，左边下面为可动电极，它的两端固定，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容，若流经灵敏电流计的电流方向向左时，指针向右偏，则待测压力突然增大时（ ）
A．电容器的电容增大
B．电容器的电容减少
C．灵敏电流计指针向左偏
D．灵敏电流计指针向右偏
10．如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场中，C、O间距离为10cm。当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为（ ）
A．电流方向C→O
B．电流方向O→C
C．电流大小为2A
D．电流大小为1A
11．传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器……，演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（ ）
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M向x正方向运动，电压表示数增大
三、填空题
12．如图所示为电容式位移传感器的示意图，物体沿左右方向运动时，电容将发生变化。如果实验测量出电容器的电容变小，那么被测物体向_________运动（填写“左”或“右”）；已知该传感器的灵敏度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标变化量大小之比，如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料，当物体沿左右方向运动时，传感器的灵敏度________（填写“变大”、“不变”或“变小”）。
13．如图所示，是自动水位报警器的示意图，其中继电器的线圈通过电流时，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触．若要求水位正常时绿灯亮，高出一定水位时红灯亮，现有红、绿灯泡各一个，红灯泡应安在________位置，绿灯泡应安在________位置（填A或B）．
14．图为利用光电脉冲测量小车的车速和行程的装置示意图，A为光源，B为光专接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮，车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后就变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，再由电子电路记录和显示.若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程，还必须测量的物理量或数据是________，小车速度v的表达式为________，行程s的表达式为________.
15．行人闯红灯是造成交通事故的违法行为之一，为记录并处罚这种行为，设计了一种闯红灯测量器，其原理为：路口人行道两头停止处均浅埋阻值R随压力F变化如图甲所示的压敏电阻，将压敏电阻接入如图乙所示的电路中，已知控制电路中电源的电动势为12V，内阻为12，继电器线圈电阻为38，滑动变阻器连入电路的电阻为100；当控制电路中的电流大于0.05A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违法行为。
(1)当绿灯亮起时，光控开关应处于___________（选填“闭合”或“断开”）状态。
(2)当红灯亮起时，某人经过人行道停止处，电流表A的示数会变___________（选填“大”或“小”）。
(3)质量超过___________kg的行人闯红灯时才会被拍照记录（取重力加速度大小）。
(4)若要增大“行人闯红灯违法记录仪”的灵敏度，确保体重较小的行人闯红灯时也能被拍照，请提出一个可行的方案___________。
四、解答题
16．如图（a）所示是某同学自制的电子秤原理示意图，目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量。图中托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端相连，当托盘中没有放物体时，滑动触头恰好指在滑动变阻器的最上端，此时电压表示数为零，设滑动变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻不计，限流电阻阻值为，弹簧劲度系数为k，忽略所有阻力。
（1）请推出电压表示数U与所称物体质量m的关系式；
（2）为使电压表示数与待测物体质量成正比，请对原有器材进行改进，在图（b）的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
参考答案
1．B 2．A 3．D 4．B 5．A
6．BD 7．AC 8．BC 9．AD 10．BC 11．BD
12．右 变大
13．B A
14．D的齿数P和C的半径R
15．断开 大 10 滑动变阻器的滑片向b端适当移动（适当增大控制电路的电源电动势）
16．（1）；（2），
【解析】
（1）根据欧姆定律得
又因kx=mg
而
U=IR1
解得
（2）因为U=IR1，所以为使电压表示数与待测物体质量成正比，则电压表要测量R1两端的电压即可，改装电路如图
根据欧姆定律得
又因kx=mg
而
U=IR1
解得答案第1页，共2页
一、单项选择题
1．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是（ ）
A．温度传感器 B．压力传感器
C．生物传感器 D．红外线传感器
2．如图所示为某传感装置内部部分电路图，RT为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表．若发现电压表示数增大，可能的原因是（ ）
①热敏电阻温度降低，其他条件不变
②热敏电阻温度升高，其他条件不变
③光照减弱，其他条件不变
④光照增强，其他条件不变
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
3．如图所示，、为定值电阻，L为小灯泡，为光敏电阻（光照越强，电阻越小），当照射光强度增大时（ ）
A．电压表的示数减小 B．中电流变大
C．小灯泡的功率减小 D．电路的路端电压减小
4．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B0+kz（B0、k均为常数，且k＞0）。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图所示），当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则（ ）
A．磁感应强度B越大，霍尔元件的前、后表面的电势差U越大
B．k越大，传感器灵敏度（）越高
C．如图中的霍尔元件，上表面电势高
D．电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越小
5．某兴趣小组的同学利用“光敏”材料制成的“光控开关”控制楼道灯，天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成的“声控开关”，有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开。若将这两种开关配合使用，就可以使楼道灯变的“智能”。这种“智能”的电路是图中的（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题
6．如图为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（ ）
A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的
B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的
C．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D．图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
7．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转化成电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图所示是一种测定液面高度变化的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器，电容C的大小变化就能反映液面的升降情况，C与h的关系是（ ）
A．C增大表示h增大 B．C增大表示h减小
C．C减小表示h减小 D．C减小表示h增大
8．如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，为光敏电阻，为定值电阻。每当扶梯上有顾客经过挡住由A射向的光线时，计数器就计数一次。下列说法正确的是（ ）
A．当有光照射时，信号处理系统获得低电压
B．当有光照射时，信号处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得—次高电压就计数一次
9．传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，左边下面为可动电极，它的两端固定，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容，若流经灵敏电流计的电流方向向左时，指针向右偏，则待测压力突然增大时（ ）
A．电容器的电容增大
B．电容器的电容减少
C．灵敏电流计指针向左偏
D．灵敏电流计指针向右偏
10．如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场中，C、O间距离为10cm。当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为（ ）
A．电流方向C→O
B．电流方向O→C
C．电流大小为2A
D．电流大小为1A
11．传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器……，演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（ ）
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M向x正方向运动，电压表示数增大
三、填空题
12．如图所示为电容式位移传感器的示意图，物体沿左右方向运动时，电容将发生变化。如果实验测量出电容器的电容变小，那么被测物体向_________运动（填写“左”或“右”）；已知该传感器的灵敏度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标变化量大小之比，如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料，当物体沿左右方向运动时，传感器的灵敏度________（填写“变大”、“不变”或“变小”）。
13．如图所示，是自动水位报警器的示意图，其中继电器的线圈通过电流时，磁铁吸引衔铁1，使它与触头3断开，与触头2接触．若要求水位正常时绿灯亮，高出一定水位时红灯亮，现有红、绿灯泡各一个，红灯泡应安在________位置，绿灯泡应安在________位置（填A或B）．
14．图为利用光电脉冲测量小车的车速和行程的装置示意图，A为光源，B为光专接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮，车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后就变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，再由电子电路记录和显示.若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程，还必须测量的物理量或数据是________，小车速度v的表达式为________，行程s的表达式为________.
15．行人闯红灯是造成交通事故的违法行为之一，为记录并处罚这种行为，设计了一种闯红灯测量器，其原理为：路口人行道两头停止处均浅埋阻值R随压力F变化如图甲所示的压敏电阻，将压敏电阻接入如图乙所示的电路中，已知控制电路中电源的电动势为12V，内阻为12，继电器线圈电阻为38，滑动变阻器连入电路的电阻为100；当控制电路中的电流大于0.05A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违法行为。
(1)当绿灯亮起时，光控开关应处于___________（选填“闭合”或“断开”）状态。
(2)当红灯亮起时，某人经过人行道停止处，电流表A的示数会变___________（选填“大”或“小”）。
(3)质量超过___________kg的行人闯红灯时才会被拍照记录（取重力加速度大小）。
(4)若要增大“行人闯红灯违法记录仪”的灵敏度，确保体重较小的行人闯红灯时也能被拍照，请提出一个可行的方案___________。
四、解答题
16．如图（a）所示是某同学自制的电子秤原理示意图，目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量。图中托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端相连，当托盘中没有放物体时，滑动触头恰好指在滑动变阻器的最上端，此时电压表示数为零，设滑动变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻不计，限流电阻阻值为，弹簧劲度系数为k，忽略所有阻力。
（1）请推出电压表示数U与所称物体质量m的关系式；
（2）为使电压表示数与待测物体质量成正比，请对原有器材进行改进，在图（b）的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
参考答案
1．B 2．A 3．D 4．B 5．A
6．BD 7．AC 8．BC 9．AD 10．BC 11．BD
12．右 变大
13．B A
14．D的齿数P和C的半径R
15．断开 大 10 滑动变阻器的滑片向b端适当移动（适当增大控制电路的电源电动势）
16．（1）；（2），
【解析】
（1）根据欧姆定律得
又因kx=mg
而
U=IR1
解得
（2）因为U=IR1，所以为使电压表示数与待测物体质量成正比，则电压表要测量R1两端的电压即可，改装电路如图
根据欧姆定律得
又因kx=mg
而
U=IR1
解得答案第1页，共2页