5.3利用传感器制作简单的自动控制装置同步练习（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练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 432.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-30 06:13:47 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第五章第3节利用传感器制作简单的自动控制装置
节节练习
一、单选题
1． 如图所示为一种温度自动报警器的原理图，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．温度升高至时，亮灯报警 B．温度升高至时，亮灯报警
C．温度升高至时，亮灯报警 D．温度升高至时，亮灯报警
2． 许多饮水机可以保证出水温度恒定，采取的方法是（ ）
A．水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热
B．设定程序，固定各次加温时间及加热时间间隔
C．人工控制加温按钮
D．持续加温
3． 如图是一个火警报警装置的逻辑电路图，Rt是热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是阻值较小的可调电阻，以下说法中正确的是（ ）
A．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“非门”元件
B．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“与门”元件
C．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“或门”元件
D．为提高电路的灵敏度，图中的电阻R应调的小一些
4． 2007年法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应而荣获了诺贝尔物理学奖．如图所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁场作用下，电阻会发生大幅度减小．下列说法正确的是（ ）
A．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
B．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
C．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
D．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
5． 在如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是（ ）
A．灯亮，电动机转起来，电铃响 B．灯亮，电动机转起来，电铃不响
C．灯不亮，电动机不转，电铃响 D．灯亮，电动机不转，电铃响
6． 用于火灾报警的离子烟雾传感器如图所示,在罩Ⅰ内有电极Ⅱ和Ⅲ,a、b端接电源,Ⅳ是一小块放射性同位素镅241,它能放射出一种很容易使气体电离的粒子.平时,镅放射出的粒子使两个电极间的空气电离,在a、b间形成较强的电流.发生火灾时,烟雾进入罩内,烟尘颗粒吸收空气中的离子和镅发出的粒子,导致电流发生变化,电路检测到这种变化从而发生警报.下列有关这种报警器的说法正确的是
A．镅241发出的是α粒子,有烟雾时电流减弱
B．镅241发出的是α粒子,有烟雾时电流增强
C．镅241发出的是β粒子,有烟雾时电流减弱
D．镅241发出的是β粒子,有烟雾时电流增强
7． 如图所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其简化原理是调节可变电阻使，当有烟雾时，开始触发工作，其中是光敏电阻，由此可知，要使开始工作，则应满足（ ）
A． B． C． D．无法判断
8． 有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，其中有两个传感器，下列说法正确的是（ ）
A．两个传感器都是光电传感器
B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器
C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器
D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作
9． 如图所示为热敏电阻和金属热电阻的电阻值随温度T变化的图线，下列说法正确的是（ ）
A．图线1是热敏电阻的R-T图线，它是用绝缘材料制成的
B．图线2是热敏电阻的R-T图线，它可以用半导体材料制成
C．图线1的材料化学稳定性好，测温范围大，灵敏度高
D．图线2的材料化学稳定性差，测温范围大，灵敏度低
10．图甲为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，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的电压下降到另一个值的时候(0.8 V)，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中错误的是（ ）
A．斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
B．斯密特触发器是具有特殊功能的非门
C．要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些
D．当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光
二、多选题
11．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．光传感器 B．声音传感器
C．温度传感器 D．热传感器
12．以下关于恒定电流部分知识说法正确的是：( )
A．所有材料的电阻率都会随着温度的升高而增大
B．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流
C．外电路断路时的路端电压大小等于电源电动势
D．电源电动势的方向是电源内部电势升高的方向
13．为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），弹簧劲度系数为100 N/cm．定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，内阻不计，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是（ ）
A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路
B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 A
C．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处
D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处
14．图中RG是一个光敏电阻，当有光照射时，光敏电阻的阻值会显著地减小．R是可调电阻，起分压作用．J为路灯总开关——控制继电器(图中未画路灯电路)．关于此电路，正确的是
A．天黑时，RG增大，A为高电位，Z为低电位，J使路灯亮
B．天黑时，RG增大，A为低电位，Z为高电位，J使路灯亮
C．R调大时，傍晚路灯亮得早一些
D．R调大时，傍晚路灯亮得晚一些
15．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，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，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0.2 m，则下述说法正确的是（ ）
A．传送带运动的速度是0.1 m/s
B．传送带运动的速度是0.2 m/s
C．该传送带每小时输送3600个工件
D．该传送带每小时输送7200个工件
三、实验题
16．温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后，利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。可供选择的实验器材如下：
A．直流电源，电动势，内阻不计；
B．毫安表，量程为600mA，内阻约为；
C．毫安表，量程为10mA，内阻；
D．定值电阻；
E.滑动变阻器；
F.被测热敏电阻，开关、导线若干。
（1）实验要求能够在范围内，比较准确地对热敏电阻的阻值进行测量，请在图甲的方框中设计实验电路________。
（2）某次测量中，闭合开关S，记下毫安表的示数和毫安表的示数，则计算热敏电阻阻值的表达式为______（用题给的物理量符号表示）。
（3）该小组的同学利用图甲电路，按照正确的实验操作步骤，作出的图象如图乙所示，该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。将该热敏电阻接入如图丁所示电路，电路中电源电压恒为9V，内阻不计，理想电流表示数为，定值电阻，则由以上信息可求出定值电阻的阻值为______，此时该金属热敏电阻的温度为______。
17．某实验小组想研究某热敏电阻在30~80℃范围内的温度特性及应用。实验室有下列器材：热敏电阻RT（已置于温控室中），电源E（6V，内阻可忽略），灵敏电流计G，定值电阻R1（阻值为400Ω）和R2
（阻值为200Ω），滑动变阻器R3（最大阻值为1000Ω），电阻箱R4（0~999.9Ω），报警器，开关S，导线若干。
该小组利用如图1所示的电路探究该热敏电阻RT的温度特性。实验时，先连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，闭合S，调节R4使灵敏电流计指针回到0刻度：然后调节R3的滑片使R3的阻值减小，若发现灵敏电流计指针偏离0刻度，继续调节R4，直至灵敏电流计指针一直处于0刻度，记下此时R4的读数。逐步降低温控室的温度t，调节R4使灵敏电流计指针一直处于0刻度，得到相应温度下R4的阻值如下表。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R4/Ω 340.0 250.0 195.0 160.0 135.0 120.0
回答下列问题：
（1）若某次测量，实验小组发现电流由a到b流经灵敏电流计，这时应________（选填“调大”或“调小”）R4，才能使指针回到0刻度。
（2）该实验小组利用实验室提供的器材组装一个由热敏电阻控制的报警系统，电路图如图2所示，要求热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。已知报警器内阻不计，流过的电流超过时就会报警，则电阻箱阻值应调为________Ω。闭合开关进行测试，发现温控室中温度达到62℃时报警器才开始报警，这时应________（选填“调大”或“调小”）电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第五章第3节利用传感器制作简单的自动控制装置（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A A C B A A B B A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AB CD ABC BD BC
三、实验题
16． ； 55
17． 调大 280.0（或280） 调小
节节练习
一、单选题
1． 如图所示为一种温度自动报警器的原理图，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．温度升高至时，亮灯报警 B．温度升高至时，亮灯报警
C．温度升高至时，亮灯报警 D．温度升高至时，亮灯报警
2． 许多饮水机可以保证出水温度恒定，采取的方法是（ ）
A．水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热
B．设定程序，固定各次加温时间及加热时间间隔
C．人工控制加温按钮
D．持续加温
3． 如图是一个火警报警装置的逻辑电路图，Rt是热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是阻值较小的可调电阻，以下说法中正确的是（ ）
A．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“非门”元件
B．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“与门”元件
C．要使电铃平时不响，而发生火灾时由于高温响起，图中虚线内应接入“或门”元件
D．为提高电路的灵敏度，图中的电阻R应调的小一些
4． 2007年法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应而荣获了诺贝尔物理学奖．如图所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁场作用下，电阻会发生大幅度减小．下列说法正确的是（ ）
A．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
B．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
C．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
D．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
5． 在如图所示的自动控制电路中，当开关S断开时，工作电路的情况是（ ）
A．灯亮，电动机转起来，电铃响 B．灯亮，电动机转起来，电铃不响
C．灯不亮，电动机不转，电铃响 D．灯亮，电动机不转，电铃响
6． 用于火灾报警的离子烟雾传感器如图所示,在罩Ⅰ内有电极Ⅱ和Ⅲ,a、b端接电源,Ⅳ是一小块放射性同位素镅241,它能放射出一种很容易使气体电离的粒子.平时,镅放射出的粒子使两个电极间的空气电离,在a、b间形成较强的电流.发生火灾时,烟雾进入罩内,烟尘颗粒吸收空气中的离子和镅发出的粒子,导致电流发生变化,电路检测到这种变化从而发生警报.下列有关这种报警器的说法正确的是
A．镅241发出的是α粒子,有烟雾时电流减弱
B．镅241发出的是α粒子,有烟雾时电流增强
C．镅241发出的是β粒子,有烟雾时电流减弱
D．镅241发出的是β粒子,有烟雾时电流增强
7． 如图所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其简化原理是调节可变电阻使，当有烟雾时，开始触发工作，其中是光敏电阻，由此可知，要使开始工作，则应满足（ ）
A． B． C． D．无法判断
8． 有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，其中有两个传感器，下列说法正确的是（ ）
A．两个传感器都是光电传感器
B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器
C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器
D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作
9． 如图所示为热敏电阻和金属热电阻的电阻值随温度T变化的图线，下列说法正确的是（ ）
A．图线1是热敏电阻的R-T图线，它是用绝缘材料制成的
B．图线2是热敏电阻的R-T图线，它可以用半导体材料制成
C．图线1的材料化学稳定性好，测温范围大，灵敏度高
D．图线2的材料化学稳定性差，测温范围大，灵敏度低
10．图甲为斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，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的电压下降到另一个值的时候(0.8 V)，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中错误的是（ ）
A．斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
B．斯密特触发器是具有特殊功能的非门
C．要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些
D．当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光
二、多选题
11．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．光传感器 B．声音传感器
C．温度传感器 D．热传感器
12．以下关于恒定电流部分知识说法正确的是：( )
A．所有材料的电阻率都会随着温度的升高而增大
B．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流
C．外电路断路时的路端电压大小等于电源电动势
D．电源电动势的方向是电源内部电势升高的方向
13．为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），弹簧劲度系数为100 N/cm．定值电阻R0＝5 Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25 Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，内阻不计，理想电流表的量程为0～0.6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是（ ）
A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路
B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 A
C．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处
D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处
14．图中RG是一个光敏电阻，当有光照射时，光敏电阻的阻值会显著地减小．R是可调电阻，起分压作用．J为路灯总开关——控制继电器(图中未画路灯电路)．关于此电路，正确的是
A．天黑时，RG增大，A为高电位，Z为低电位，J使路灯亮
B．天黑时，RG增大，A为低电位，Z为高电位，J使路灯亮
C．R调大时，傍晚路灯亮得早一些
D．R调大时，傍晚路灯亮得晚一些
15．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，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，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0.2 m，则下述说法正确的是（ ）
A．传送带运动的速度是0.1 m/s
B．传送带运动的速度是0.2 m/s
C．该传送带每小时输送3600个工件
D．该传送带每小时输送7200个工件
三、实验题
16．温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后，利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。可供选择的实验器材如下：
A．直流电源，电动势，内阻不计；
B．毫安表，量程为600mA，内阻约为；
C．毫安表，量程为10mA，内阻；
D．定值电阻；
E.滑动变阻器；
F.被测热敏电阻，开关、导线若干。
（1）实验要求能够在范围内，比较准确地对热敏电阻的阻值进行测量，请在图甲的方框中设计实验电路________。
（2）某次测量中，闭合开关S，记下毫安表的示数和毫安表的示数，则计算热敏电阻阻值的表达式为______（用题给的物理量符号表示）。
（3）该小组的同学利用图甲电路，按照正确的实验操作步骤，作出的图象如图乙所示，该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。将该热敏电阻接入如图丁所示电路，电路中电源电压恒为9V，内阻不计，理想电流表示数为，定值电阻，则由以上信息可求出定值电阻的阻值为______，此时该金属热敏电阻的温度为______。
17．某实验小组想研究某热敏电阻在30~80℃范围内的温度特性及应用。实验室有下列器材：热敏电阻RT（已置于温控室中），电源E（6V，内阻可忽略），灵敏电流计G，定值电阻R1（阻值为400Ω）和R2
（阻值为200Ω），滑动变阻器R3（最大阻值为1000Ω），电阻箱R4（0~999.9Ω），报警器，开关S，导线若干。
该小组利用如图1所示的电路探究该热敏电阻RT的温度特性。实验时，先连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，闭合S，调节R4使灵敏电流计指针回到0刻度：然后调节R3的滑片使R3的阻值减小，若发现灵敏电流计指针偏离0刻度，继续调节R4，直至灵敏电流计指针一直处于0刻度，记下此时R4的读数。逐步降低温控室的温度t，调节R4使灵敏电流计指针一直处于0刻度，得到相应温度下R4的阻值如下表。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R4/Ω 340.0 250.0 195.0 160.0 135.0 120.0
回答下列问题：
（1）若某次测量，实验小组发现电流由a到b流经灵敏电流计，这时应________（选填“调大”或“调小”）R4，才能使指针回到0刻度。
（2）该实验小组利用实验室提供的器材组装一个由热敏电阻控制的报警系统，电路图如图2所示，要求热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。已知报警器内阻不计，流过的电流超过时就会报警，则电阻箱阻值应调为________Ω。闭合开关进行测试，发现温控室中温度达到62℃时报警器才开始报警，这时应________（选填“调大”或“调小”）电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第五章第3节利用传感器制作简单的自动控制装置（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A A C B A A B B A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AB CD ABC BD BC
三、实验题
16． ； 55
17． 调大 280.0（或280） 调小