第5章　控制系统与工程 练习课件-2025-2026学年浙教版科学八年级下册

该初中科学课件聚焦“控制系统与工程”，核心涵盖自动控制系统的概念、构成（传感器、控制器、执行器）及设计制作，通过电动扶梯、智能驾驶等生活实例导入，从人工控制与自动控制的区别切入，逐步衔接系统构成与实际应用，搭建从基础到实践的学习支架。 其亮点是以生活化案例（如楼梯灯红外传感器、蓄水池水位控制）为载体，通过问题链设计（基础辨析到故障分析）培养科学思维与探究实践。例如“蓄水池水位控制系统故障分析”题，引导学生用系统构成知识排查传感器、控制器等故障，体现模型建构与推理论证。助力学生联系实际理解科学观念，教师可利用分层题目提升教学效率。

第5章　控制系统与工程 第1节　自动控制系统 1.在我们的日常生活中,有很多人工控制和自动控制。下列选 项中属于自动控制的是 (         ) A.摇动辘轳提取井水　　　     B.电动扶梯的上下运行 C.手动驾驶汽车　　　     D.打开水龙头 B 解析　自动控制是相对人工控制而言的,电动扶梯的上下运 行是机器根据人的要求自主完成的操作,属于自动控制,故选 B。 2.下列关于自动控制和人工控制的区别的说法中正确的是  (         ) A.自动控制无需依赖预设程序,可像人工控制一样灵活应对 突发情况 B.人工控制的控制精度通常更高,且能长时间不间断稳定工作 C.实现自动控制必须有信息收集系统、信息处理系统和操作 执行系统 D.人工控制的核心优势是能降低长期运行成本,适用于大规 C 模连续生产场景 解析　自动控制需依赖预设程序,并不能像人工控制一样灵 活应对突发情况,故A错误;人工控制无法长时间不间断稳定 工作,故B错误;实现自动控制必须有信息收集系统、信息处 理系统和操作执行系统,故C正确;降低长期运行成本,适用于 大规模连续生产场景,这是自动控制的核心优势,故D错误。 3.小科设计了一个自动控制系统,当花盆中的土壤干燥时,水 泵自动出水。该系统中最可能使用的传感器是 (         ) A.光敏传感器　　　　B.声敏传感器 C.湿敏传感器　　　　D.温敏传感器 C 解析　当土壤干燥,即湿度较低时该自动控制系统能够自动 出水,故最有可能使用的传感器是湿敏传感器,故选C。 4.汽车智能驾驶系统的核心是自动控制系统,该系统通过特定 部件协同工作,实现对车辆的自动控制,保障行驶安全。结合 自动控制的概念、自动控制系统的构成及传感器的相关知 识,完成下列题目。 (1)汽车智能驾驶系统通过预设的安全标准,自动控制刹车和 油门保持安全行驶状态,这体现了自动控制的核心特点是(      ) A.必须由人全程操作 B.能按预设目标自动完成控制 B C.只能在直线道路上工作 D.不需要任何电子设备辅助 解析　自动控制的核心特点是能按预设目标自动完成控制, 故选B。 (2)汽车智能驾驶系统的自动刹车功能中,负责接收“是否需 要刹车”的指令并完成刹车动作的部件,是自动控制系统的  (         ) A.传感器　　　　B.控制器 C.执行器　　　　D.电源 C 解析　汽车智能驾驶系统的自动刹车功能中,负责接收“是 否需要刹车”的指令并完成刹车动作的部件是执行器,属于 操作执行系统,故选C。 (3)汽车智能驾驶系统中,用来检测前方障碍物距离、道路标 线位置的雷达和摄像头,本质上属于 (         ) A.控制指令的发出者 B.自动控制系统的传感器 C.控制动作的执行者 D.系统的动力来源 B 解析　雷达和摄像头属于自动控制系统的传感器,用来收集 信息,故选B。 5.人的神经系统与自动控制系统在功能逻辑上存在相似性,下 列关于两者对应关系的判断,正确的是 (         ) A.自动控制系统的传感器,相当于人的运动神经(传递动作指 令) B.人的大脑(处理信息、发出指令),相当于自动控制系统的信 息处理系统 C.自动控制系统的执行器(完成具体动作),相当于人的感觉器 官(如眼、鼻) D.人的脊髓(传导神经信号),相当于自动控制系统的电源 B 解析　自动控制系统中的传感器,相当于人的感觉器官,故A 错误;人的大脑(处理信息、发出指令),相当于自动控制系统 的信息处理系统,故B正确;自动控制系统的执行器(完成具体 动作),相当于人的器官或部位,故C错误;人的脊髓(传导神经 信号),相当于自动控制系统中的信息传输系统,故D错误。故 选B。 6.(★☆☆)智能扫地机是一种智能家用电器,它借助手机连接 到设备,通过手机发送指令,实现智能扫地机自动在房间内完 成清理工作。手机对智能扫地机的控制形式为 (         )   A.自动控制　　　　B.人工控制 C.半自动控制　　　　D.半人工控制 B 解析　人通过在手机上发送指令,实现手机对智能扫地机的 控制,在这个过程中,人直接参与,因此属于人工控制,故选B。 7.(★☆☆)下列关于自动控制的说法中,正确的是 (         ) A.自动控制可以完全取代人工控制 B.自动控制是指在无人直接参与的情况下,使设备或生产过 程自动按预定规律运行 C.所有自动控制系统都需要使用计算机 D.自动控制系统一旦设定好,就无法进行人工干预 B 解析　自动控制不能完全取代人工控制,故A错误;自动控制 是指在无人直接参与的情况下,使设备或生产过程自动按预 定规律运行,故B正确;并不是所有的自动控制都需要使用计 算机,如家用高压锅的压力自动控制装置,故C错误;自动控制 系统设定好后可以通过人工干预进行修改,故D错误。故 选B。 8.(★☆☆)在楼梯灯自动控制系统中,能精准检测人体活动并 触发灯光开启,且兼顾节能与实用性的核心传感器是  (         ) A.温度传感器 B.超声波传感器 C.人体红外感应传感器 D.光照传感器 C 解析　温度传感器仅能检测环境的温度变化,无法区分人体 与其他发热物体,误触发率高;超声波传感器通过声波反射检 测物体移动,对人体和非人体物体无区分度,实用性不足;光照 传感器仅能检测光照亮度,无法检测人体活动,不能单独触发 灯光开启;使用人体红外感应传感器可以精准检测人体活动, 故选C。 9.(★★☆)如图所示为蓄水池水位自动控制系统。当水位传 感器检测到水位低于低水位时,控制柜就会接通水泵电源,水 泵开始抽水;当水位到达高水位时,控制柜切断水泵电源,停止 加水。 请根据示意图和描述,完成相关问题。 (1)填写完整该自动控制系统的方框图。   水位传感器 控制柜 水泵 (2)如果出现水位到达高水位时,水泵还继续抽水的情况,下列 情况不可能的是 (         ) A.水位传感器损坏 B.水泵损坏 C.水位传感器接入控制柜的探头线脱落 D.控制柜中用于切断水泵的交流接触器损坏,无法切断水泵 电源 B 解析    (1)水位传感器收集水位信息,控制柜根据水位情况进 行分析处理,水泵执行控制柜的命令。(2)水位传感器损坏,无 法检测到水位到达高水位时的信号,控制柜无法发出停止指 令,水泵会持续工作,故A不符合题意;水泵损坏会导致无法抽 水等故障,但不会出现“继续抽水”的情况,故B符合题意;探 头线脱落,水位传感器检测到的信号无法传递给控制柜,控制 柜不会切断水泵电源,水泵持续工作,故C不符合题意;交流接 触器损坏,即使控制柜发出停止指令,也无法切断水泵电源,水 泵会继续运行,故D不符合题意。故选B。 10.恒温箱是一种能够保持内部温度恒定的装置,广泛应用于 科学实验、食品储存等领域。其温度控制原理如图所示。 (1)自动控制必须有信息收集系统、信息处理系统、操作执 行系统才能完成。根据原理图,将恒温箱自动控制系统的三 个子系统包含的元器件填写完整。 信息收集系统:____________。 信息处理系统:____________。 操作执行系统:______________________。 (2)某次使用中,恒温箱出现了温度持续升高,无法稳定在设定 值的故障。请分析可能的原因(写出两点)。 A:____________________。 B:____________________。 　温度控制器损坏     　温度传感器故障     　电磁继电器和加热器     　温度控制器     　温度传感器     解析    (1)温度传感器收集环境温度信息,温度控制器根据温 度情况进行分析处理,电磁继电器和加热器执行温度控制器 的命令;(2)温度传感器故障时,无法准确采集恒温箱内的实际 温度信息,导致温度控制器持续发出加热指令;温度控制器损 坏时,无法根据设定温度与实际温度的差值切断加热信号,始 终发出加热指令。 第5章　控制系统与工程 第2节　设计和制作控制系统 1.下列电子元器件中,具有单向导电性、可实现交流电和直流 电转换的是 (         ) A.光敏电阻器　　　　B.二极管 C.电容器　　　　D.变压器 B 解析　二极管的核心特性是单向导电性,电流只能从正极流 向负极。基于单向导电性,二极管可将方向交替的交流电转 换为单向的直流电,满足“交直流转换”需求。故选B。 2.小明发现生活中灯的开关方式存在不同,书房的台灯受按钮 开关控制、客厅的灯受遥控器控制、走廊的灯受声音控制。 其中走廊的灯的控制系统中,采用的传感器属于 (         ) A.热敏传感器　　　　B.光敏传感器 C.声敏传感器　　　　D.红外传感器 C 解析　走廊的灯是受声音控制的,采用的传感器的作用是检 测并收集声音信号,而声敏传感器的作用正是感知声音的强 弱变化,并将声信号转换为电信号。故选C。 3.集成电路片是将大量晶体管、电阻、电容等元器件集成在 半导体基片上的微型电子器件,体积小巧、结构精密,外观多 为矩形芯片,如图所示。集成电路片在自动控制系统中的主 要功能是 (         ) A.升高或降低电压 B B.信息的逻辑判断和运算 C.将电信号转换成声音 D.监测光的亮度 解析　集成电路片是自动控制系统的“核心处理单元”,能 对接收到的信号进行逻辑分析、运算和判断。故选B。 4.青少年科技创新材料中有一种变光二极管,电流从其P端流 入时发红光,从其Q端流入时发绿光,奥秘在于其内部封装有 一红一绿两个发光二极管,发光二极管的符号为 ,当电流 从“+”极流入时二极管能通电且发光,当电流从“-”极流 入时二极管不能发光,则该变光二极管的内部结构可能是图 中的 (         )      C 解析　因为发光二极管具有单向导电性,当电流从发光二极 管的正接线柱流入时,发光二极管将电路接通;当电流从发光 二极管的负接线柱流入时,发光二极管在电路中处于断开状 态;根据题意可知,电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入 时发绿光,所以两发光二极管并联,且发红光的发光二极管的 正接线柱靠近P端,负接线柱靠近Q端,发绿光的发光二极管的 正接线柱靠近Q端,负接线柱靠近P端,故选C。 5.全自动感应水龙头是通过红外线反射的原理进行工作的,当 手伸到水龙头的红外线区域内时,红外线发射管发出的部分 红外线被反射到红外线接收管并转换成电信号,由微电脑分 析处理,通过继电器使电磁阀门打开。下列属于该自动控制 系统的执行器的是 (         ) A.水龙头　　B.微电脑 C.继电器　　D.红外线发射管与接收管 C 解析    水龙头没有参与控制器发出命令的执行,不属于执行 器,故A错误;微电脑负责分析处理电信号并发出控制指令,属 于信息处理系统,而非执行器,故B错误;继电器在接收微电脑 的电信号后,控制电磁阀门的开关,直接执行控制动作,是执行 器,故C正确;红外线发射管与接收管,负责发射和接收红外线, 并将接收到的红外线转换成电信号,属于信息收集系统,故D 错误。故选C。 6.(★☆☆)如图所示是智能停车系统结构图,当车辆离开车位 并完成付费后,负责打开门闸的是 (         ) A.识别系统　　　　B.付费系统 C C.执行系统　　　　D.人工开门模块 解析　识别系统负责识别车辆信息(如车牌),属于信息收集系 统,不直接控制门闸开关,故A错误;付费系统仅处理缴费相关 操作,完成付费后向控制中枢发送信号,不承担开门动作,故B 错误;执行系统接收“付费完成”的指令后,驱动门闸开启,是 直接负责开门的模块,故C正确;“车辆离开车位并完成付费 后”自动开门,无需人工干预,人工开门模块不参与此场景,故 D错误。故选C。 7.(★★☆)在夜晚天黑时,小芳同学发现用力拍手,学校楼梯上 的过道灯就亮了;而白天怎样用力拍手灯都不能亮。后来老 师告诉小芳,过道灯是由光控和声控开关模块同时控制的,其 中光控开关模块受到光照时断开,声控开关模块接收到声音 时闭合。那么你认为如图楼梯过道灯连接正确的是  (         )  　　　      A  　　　      解析　过道灯是由光控和声控开关模块同时控制的,则两个 模块串联,若光控开关模块和声控开关模块并联,则只要有一 个开关闭合,灯就会发光,故C、D错误;照明电路的开关要接 在相线和灯之间,故B错误,A正确。 $