2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)课时跟踪练-第4讲　传感器　实验十七　利用传感器制作简单的自动控制装置

第4讲传感器实验十七利用传感器制作简单的自动控制装置(分值:60分)选择题1~4题,每小题9分,共36分。1.(多选)如图为某一型号电熨斗工作示意图,其中温度敏感元件是双金属片,在温度上升时上层金属的膨胀大于下层金属,可造成双金属片的形变。现需要用该电熨斗对衣物加热至温度为120℃,关于该装置工作原理,下列说法正确的是()A.常温下,该装置触点是接触状态B.常温下,该装置触点是分离状态C.若被加热衣物温度无法达到120℃,则需要将调温旋钮向下旋转D.若被加热衣物温度无法达到120℃,则需要将调温旋钮向上旋转2.(多选)现有一火警预测器的部分原理图,电源电动势E一定,内阻不计,R1、R2是定值电阻,R3是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小。开关S闭合后,在正常室温下电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现若火情出现室温升高,下列说法正确的是()A.M点的电势降低 B.R3两端电压增大 C.液滴向上运动 D.R2中有向左的电流3.(多选)自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示,自行车前轮上安装一块磁铁,轮子每转一圈,这块磁铁就靠近霍尔传感器一次,传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图,当磁场靠近霍尔元件时,导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转,最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差,即霍尔电压。下列说法正确的是()A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B.自行车的车速越大,霍尔电压越高C.图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向移动形成的D.如果长时间不更换传感器的电源,霍尔电压将减小4.(多选)某同学根据查阅到的某种热敏电阻的Rt-t特性曲线(如图甲),设计了图乙所示的恒温箱温度控制电路。图乙中,Rt为热敏电阻,R1为可变电阻,控制系统可视作R=200Ω的电阻,电源的电动势E=9.0V,内阻不计。当通过控制系统的电流小于2mA时,加热系统将开启,为恒温箱加热;当通过控制系统的电流等于2mA时,加热系统将关闭。下列说法正确的是()A.若要使恒温箱内温度保持20℃,应将R1调为500ΩB.若要使恒温箱内温度升高,应将R1增大C.若恒温箱内温度降低,通过控制系统的电流将减小D.保持R1不变,通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化5.(10分)某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响。图甲中给继电器供电的电源电压U1=4V,内阻不计,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于等于40mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。甲乙(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱相连,指示灯的接线柱D应与接线柱相连(均选填“A”或“B”)。

(2)当环境温度升高时,继电器的磁性将(选填“增强”“减弱”或“不变”),当环境温度达到℃时,警铃报警。

(3)如果要使报警电路在更高的温度报警,下列方案可行的是。

A.适当减小U1 B.适当增大U1 C.适当减小U2 D.适当增大U26.(8分)材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以测量压力大小。若图甲为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线,其中RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值。为了测量压力F,需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF。请按要求完成下列实验。(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路,在图乙的虚线框中画出实验电路原理图(2分)(压敏电阻及所给压力已给出,待测压力大小约为0.4×102~0.8×102N,不考虑压力对电路其他部分的影响),要求误差较小,提供的器材如下:A.压敏电阻,无压力时阻值R0=6000ΩB.滑动变阻器R,全电阻阻值约200ΩC.电流表A,量程2.5mA,内阻约30ΩD.电压表V,量程3V,内阻约3kΩE.直流电源E,电动势3V,内阻很小F.开关S,导线若干(2)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,通过压敏电阻的电流是1.33mA,电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为V。

(3)此时压敏电阻的阻值为Ω;结合图甲可知待测压力的大小F=N(计算结果均保留2位有效数字)。

7.(6分)在“利用传感器制作简单的自动控制”实验中,简单的门窗磁控防盗报警装置示意图如图甲所示。门的上沿嵌入一小块永磁体M,门框内与M相对的位置嵌入干簧管(是一个通过磁场控制的电开关,当外部有磁场靠近时,两簧片被磁化而吸合,开关导通)SA,并将干簧管接入报警电路。(1)如图乙所示,干簧管SA作为传感器,用于感知磁体磁场是否存在,继电器(虚线方框部分)作为执行装置,发光二极管LED作为电路正常工作提示,蜂鸣器H作为报警提