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．有这样一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五 彩的光芒，当用书挡住底部时（不与底部接触），音乐停止，音乐茶杯中所用的元件属于哪类传感器（　 ） A．超声波传感器 B．温度传感器 C．压力传感器 D．光电传感器 2．测温仪使用的是（　　） A．光传感器 B．红外线传感器 3．家用电饭锅使用的传感器类型是：（ C．温度传感器 ） A．温度传感器 B．红外传感器 C．声音传感器 D．湿度传感器 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．关于传感器，下列说法中正确的是（　　） A．干簧管是一种能够感知电场的传感器 B．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警 C．电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制 D．话筒是将电信号转换为声信号的传感器 6．如图是电熨斗的结构图，下列说法错误的是（　　） D．超声波传感器 A．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 B．常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离 C．双金属片的膨胀系数上层金属小于下层金属 D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断 7．传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示电路为测定压力的电容式传感器，A 为固定电极，B 为可 动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电 极发生形变，从而改变了电容器的电容．下列说法中正确的是（ ） A．当待测压力增大时，则电容器的电容将减小 B．闭合 K，当待测压力增大时，则有向右的电流通过 R C．断开 K，当待测压力减小时，则电容器所带的电量减小 D．断开 K，当待测压力减小时，则两极板问的电势差增大 8．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 9．图为火灾报警器，在会议室、宾馆房间的天花板上均有安装．当有烟雾进入这种有孔的罩内时即会发 出警报，则该报警器中装有的传感器是( ) A．光传感器 B．压力传感器 C．声音传感器 D．温度传感器 10．下列器件，没有使用温度传感器来控制其电路工作的是（ A．调温电熨斗 B．动圈式话筒 C．电饭锅 D．自动控温热水器 ） 11．传感器已广泛应用于日常生活，下列传感器能够将力学量转换为电学量的是（ ） A． B． C． D． 12．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 开始触发工作，其中 R 是光敏电阻，由此可知，要使 g A． 2  3 B． 2  3 C． 2  3 R1 使 U 23  0 ，当有烟雾时， 开始工作，则应满足（　　） D．无法判断 13．传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是（　　） A．冰箱控温系统使用了温度传感器 B．夜间自动打开的路灯使用了温度传感器 C．电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器 D．霍尔元件把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 14．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻 Rt 随温度 t 变化的图线如图甲所示。如图乙所示电路 中，热敏电阻 Rt 与其他电阻构成的闭合电路中，水平放置的平行金属板中带电质点 P 处于静止状态，不考 虑电流表和电压表对电路的影响，当 Rt 所在处温度升高时，则（ A．电压表读数减小 B．电流表读数减小 ） C．质点 P 将向上运动 D．R3 上消耗的功率增大 15．有的楼道照明灯具有这样的功能：天黑到一定程度时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它 也没有反应。在这种楼道照明灯的控制电路中，可能接入的传感器是（　　） A．温度传感器和光传感器 B．光传感器和声音传感器 C．声音传感器和热传感器 D．热传感器和力传感器 二、填空题（共 4 题） 16．（1）当你走进某些银行、医院、宾馆等大厅的入口时，大门会自动打开，进入大厅之后，门又会自 动关闭，如图所示．控制这种自动门开关的，是一种________传感器． （2）如图是某研究学习小组通过模拟街道路灯自由控制电路图，光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏 电阻的阻值随着光的照度增强而减小，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为电灯供电．为达到天 亮灯熄、天暗灯亮的效果，电灯应接在________（填“AB”或“BC”）之间，请用笔画线代替导线，正确连接 部分电路元件． 17．热敏电阻：用_____材料制成，氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而____ 18．图是一种自动控制水温的装置，加热电路的两个端点 P、Q 应棒在触头间 a、b 之间还是 c、d 之间____ ______.热敏电阻两端 M、N 应接在哪两个触头之间_______. 19．(1)传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感知到的非电信息 （如温度、光、声等）转换成对应的电信息。下列元件可用作感温的敏感元件有_____。 A．干簧管 B．热电阻 C．热敏电阻 D．光敏电阻 (2)唱卡拉 OK 用的话筒内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个很 小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列 说法正确的是_____。 A．该传感器是根据电流的磁效应工作的 B．该传感器是根据电磁感应原理工作的 C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D．膜片振动时，金属线圈会产生感应电动势 三、综合题（共 4 题） 20．如图所示是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内照明灯的示意图，试说明其工作原理。 21．请用仪器：热敏电阻，学生电源，继电器，滑动变阻器，开关，导线等设计一个由温度控制小灯泡发 亮的电路． 22．如图所示,图甲为热敏电阻的 R-t 图象，图乙为用此热敏电阻 R 和继电器组成的一个简单恒温箱温控电 路,继电器的电阻为 100Ω．当线圈的电流大于或等于 10mA 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=3.0V．内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．问： (1)应该把恒温箱内的加热器接在 A、B 端间还是 C、D 端？ (2)如果要使恒温箱内的温度保持 50℃，可变电阻 R′的阻值应调节为多大？ 23．压敏电阻的阻值随所受压方的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断小李运动状态的装置。其 工作原理如图（a）所示。将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上、中间放置一个绝缘重球。小球向右 做直线动过程中，电流表的示数随时间的变化如图（b）所示。请分析在 t1 一 t2 时间内和 t2 一 t3 时间内小车 的运动情况。 参考答案： 1．D 2．B 3．A 4．C 5．C 6．C 7．D 8．C 9．A 10．B 11．A 12．A 13．A 14．A 15．B 16． 红外线 AB 17． 半导体 减小 18． a,b 之间； 19． BC BD e,f 之间； 20． 天较亮时，光敏电阻 RG 阻值较小，斯密特触发器输入端 A 电势较低，则输出端 Y 输出高电平，线圈中无 电流，工作电路不通．天较暗时，光敏电阻 RG 电阻增大，斯密特触发器输入端 A 电势升高，当升高到一 定值，输出端 Y 由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈 A，电磁继电器工作，接通工作电路，使照明 灯自动开启．天明后，RG 阻值减小，斯密特触发器输入端 A 电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y 突然 由低电平跳到高电平，则线圈 A 不再有电流，电磁继电器自动切断工作电路的电源，照明灯熄灭。 21． 22．(1)A、B (2) 110Ω 23．在 t1 一 t2 时间内小车做变加速运动；在 t2 一 t3 时间内小车做匀加速直线运动。