高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 利用传感器制作简单的自动控制装置同步达标检测题

第五章　3　

A组·基础达标

1．如图所示，RT为半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明(　　)

A．环境温度变高　　 B．环境温度变低

C．环境温度不变　　 D．都有可能

【答案】B　【解析】当灯泡L的亮度变暗时，说明通过灯泡L的电流变小，RT的阻值变大，只有环境温度变低，RT的阻值才变大，B正确．

2．(多选)当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器的说法中正确的是(　　)

A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器

B．电子体温计中主要是采用了温度传感器

C．电脑所用的光电鼠标主要采用了声波传感器

D．电子秤中主要是采用了力电传感器

【答案】ABD　【解析】电脑所用的光电鼠标主要采用了光电传感器，C错误，A、B、D正确．

3．“嫦娥四号”卫星上装有8种24件探测仪器，其中可能有(　　)

A．味觉传感器　　 B．气体传感器

C．听觉传感器　　 D．视觉传感器

【答案】D　【解析】“嫦娥四号”月球卫星是为探测月球而发射的在轨卫星，而月球上无气体，所以不需要气体传感器和听觉传感器，当然也用不到味觉传感器，真正需要的是为月球“画像”的视觉传感器——立体相机，故选D．

4．下列有关传感器的说法中错误的是(　　)

A．日本福岛大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器

B．“嫦娥四号”卫星搭载的CCD立体相机获取月球数据利用了光传感器

C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器

D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器

【答案】D　【解析】生命探测仪是利用生物传感器，立体相机是利用光学传感器，电子秤是利用压力传感器，火灾报警是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了光传感器而不是利用了温度传感器，故A、B、C说法正确，D说法错误．

5．(多选)如图所示，全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门排除污水．以下说法中正确的是(　　)

A．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极

B．若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极

C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中

D．若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中

【答案】AD　【解析】控制电流由a→b，由安培定则，电磁铁左端为N极，右端为S极，铁芯2被磁化，A端为N极，B端为S极，因而被吸入线圈中；若a、b处输入交变电流，铁芯1磁性不断变化，铁芯2磁性也随之变化，仍能被吸入线圈，故A、D正确．

6．(多选)某仪器内部的电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左、右两端分别与金属丝制成的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，当金属块处于平衡状态时，两根弹簧均处于原长，此时甲、乙两灯均不亮．若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法中正确的是(　　)

A．当汽车加速前进时，甲灯亮

B．当汽车加速前进时，乙灯亮

C．当汽车刹车时，甲灯亮

D．当汽车刹车时，乙灯亮

【答案】BC　【解析】当汽车加速前进时，金属块M向后偏离原位置，乙灯所在电路被接通，所以乙灯亮， A错误， B正确；当汽车刹车时，金属块M向前偏离原位置，甲灯所在电路被接通，所以甲灯亮， C正确， D错误．

7．光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，其中就可用于街道路灯的自动控制开关，如图所示为模拟电路，其中A为光敏电阻，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯，请连成正确的电路，达到日出灯熄、日落灯亮的效果．

【答案】见解析图

【解析】电路连接如图所示．当天亮时，光线照射光敏电阻A，其阻值迅速减小，控制回路电流增大，电磁继电器B工作，吸下衔铁使触点断开，路灯熄灭．当夜晚降临，光线变暗，光敏电阻A的阻值增大，控制回路电流减小，弹簧将衔铁拉起，触点接通，路灯点亮．

B组·能力提升

8．(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．如果右侧线圈L2中产生感应电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有(　　)

A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零

B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量将增加

C．家庭电路中的电器发生短路时，开关K将被电磁铁吸起

D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起

【答案】AD　【解析】分析题意可知，火线和零线中电流等大反向，并行绕制时，线圈L1中产生的磁通量相互抵消，合磁通量为零，线圈L1、L2绕制同一铁芯上，即使用电器增多时，线圈L2中的磁通量同样为零，A正确，B错误；家庭电路中的电器发生短路时，根据闭合电路欧姆定律可知，火线和零线的电流同时增大，合磁通量为零，开关K不会被电磁铁吸起，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，火线的电流变大，线圈L1中的磁通量不为零，线圈L2中的磁通量发生变化，产生感应电流，电磁铁将开关K吸起，D正确．

9．(多选)目前有些居民区内楼道灯的控制使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理图如图所示．图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为按钮开关，虚线框内S表示延时开关电路．当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合．释放K后，延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭．根据上述信息和原理图，我们可推断(　　)

A．按钮开关K按下前，发光二极管是熄灭的

B．按钮开关K按下前，发光二极管是发光的

C．按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约1 min

D．限流电阻的阻值R和灯丝电阻RL相比，应满足R≫RL

【答案】BCD　【解析】按钮开关K按下前，延时开关S为断开的，有电流经过发光二极管，故发光二极管是发光的， A错误， B正确．当按下按钮开关K后，延时开关S闭合，二极管和电阻R被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1 min后断开，故电灯L能持续发光1 min, C正确．由于R为限流电阻，二极管只要有很小的电流通过就能发光，且为了保证K按下前电灯不发光，故应满足R≫RL, D正确．

10．如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个温控开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103 ℃)时，会自动断开．S2是一个自动温控开关，当温度低于70 ℃时，会自动闭合；温度高于80 ℃时，会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯．分流电阻R1＝R2＝500 Ω，加热电阻丝R3＝50 Ω，两灯电阻不计．

(1)分析电饭煲的工作原理．

(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比．

(3)简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？

解：(1)电饭煲接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态．

加热到80 ℃时，S2自动断开，S1仍闭合．

水烧干后，温度升高到“居里点”103 ℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态．

由于散热，待温度降至70 ℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热．温度达到80 ℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态，如此循环．

(2)加热时电饭煲消耗的电功率P1＝，

保温时电饭煲消耗的电功率P2＝，

两式中R并＝＝ Ω＝ Ω.

从而有＝＝＝.

(3)如果不闭合开关S1，开始S2是闭合的，R1被短路，功率为P1；当温度上升到80 ℃时，S2自动断开，功率降为P2；温度降低到70 ℃，S2自动闭合……，温度只能在70～80 ℃之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭．