5.1 认识传感器&5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第二册物理（人教版2019）

第五章　传感器 5.1　认识传感器 5.3　利用传感器制作简单的自动控制装置 [见学生用书P73] 玉兔二号任务月球车于2019年1月3日22时22分完成与嫦娥四号着陆器的分离，驶抵月球背面，首次实现月球背面着陆。2020年5月16日11时53分，玉兔二号任务月球车结束了寒冷且漫长的月夜休眠，受光照自主唤醒，迎来了第18月昼工作期。2020年10月1日晚，玉兔二号任务月球车发来中秋祝福，公布了关于月球地质的一项发现，并附上自己和前辈两只兔在月球上蹦跶的画面。2022年1月6日，在迎来嫦娥四号着陆月球三周年之际，玉兔二号月球车行驶里程突破了1 000 米。 远离我们38万千米之遥的小小月球车为什么能“任人摆布”？人们是如何操控它的？ 【答案】 玉兔二号的实质就是一个AI机器人，其行为和工作受到人的操控，它是由传感器堆积起来的一个现代化设备系统。传感器在机器人中是必不可少的元件。传感器是机器人获取外部信息的唯一途径。有的传感器就像人的眼睛，可以感受到光的强弱，有的传感器则像人的皮肤，可以感受到温度的变化，有的传感器还能听到声音，有的传感器可以感知压力和滑动等等。传感器就是机器人的感觉器官，它能将外界信息转换成电信号，并传送给单片机进行加工处理。安装了各种传感器的简易机器人具有对外界环境的变化作出反应的能力。 1．传感器的输出量通常为(　B　) A．非电学量信号 B．电学量信号 C．位移信号 D．光信号 【解析】 常见的传感器将非电学量转换为电学量，即传感器的输出量通常为电学量信号，B正确。 2．(多选)关于传感器的作用，下列说法正确的有(　BC　) A．传感器可以直接用来进行自动控制 B．传感器可以用来采集信息 C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量 D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量 【解析】 传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，不能直接用来进行自动控制，A错误；传感器可以用来采集信息，B正确；传感器分为不同的种类，每种传感器只感受到特定的信号，并把采集到的信号转化为电学量，C正确，D错误。 3．某宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近自动干手机，机内的传感器立即开通电热器，热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为改变了(　D　) A．湿度 B．温度 C．磁场 D．电容 【解析】 人是一种导体，可以与其他导体构成电容器。手靠近时相当于连接一个电容器，干手机内设有电容式传感器，手靠近时改变了电容大小，电容传感器可感知电容大小的变化，因此手靠近干手机时电热器工作，手撤离后电热器停止工作，D符合题意；用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是因感知温度、湿度的变化而工作，它就成了室内烘干机。 4．利用现代信息技术进行的实验叫作DIS实验，DIS由传感器、数据采集器和计算机组成。如图所示为“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验的装置图，图中①所示的器材为(　D　) 第4题图 A．位移传感器 B．速度传感器 C．时间传感器 D．光电门传感器 【解析】 光电门传感器能够测量并记录挡光片通过光电门的时间t。若挡光片的宽度为d，则可求得瞬时速度v＝。 5．科研工作者为研究野生动物，在森林中放置了特制的摄像头，当有动物进入摄像范围，摄像头会自动录像；为研究神舟飞船起飞时航天员的受力情况，科研人员采用等大等重的模型试飞并采集相关数据。以上两个研究中可能用到的传感器分别是(　C　) A．声传感器与加速度传感器 B．位移传感器与速度传感器 C．红外传感器与压力传感器 D．光传感器与位移传感器 【解析】 红外传感器可用于探测生物，压力传感器用来反映受力情况。 6．(多选)某同学发现他家居住的楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌就亮了，而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮。后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器共同来控制的，其原理如图所示。下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是(　BC　) 第6题图 A．白天有光照时，光传感器自动闭合 B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合 C．有人走动发出声音时，声传感器自动闭合 D．无人走动没有声音时，声传感器自动闭合 【解析】 白天有光照时，光传感器自动断开，A错误；夜晚无光照时，光传感器自动闭合，B正确；有人走动发出声音时，声传感器自动闭合，C正确；无人走动没有声音时，声传感器自动断开，D错误。 7．为了行车安全，需要保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有一定的滚动而不是滑动，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控制。为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统。如图是电磁脉冲传感器示意图