第5章 控制系统与工程（单元自测）科学新教材浙教版八年级下册

**基本信息** 2025-2026学年八年级下册科学第五章“控制系统与工程”单元自测卷，满分100分，含选择、填空、综合题，覆盖自动控制原理、传感器应用等核心知识点，通过生活情境与工程实践题考查科学观念、科学思维及探究实践能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|15题/45分|自动控制类型（如楼道声光控路灯）、传感器功能（光敏/声敏传感器）|结合生活实例（空调调控、自动感应门），基础概念辨析| |填空题|7题/42分|传感器与人体器官对应、发光二极管特性、控制系统子系统划分（智能停车场道闸）|融入电路原理（充电器指示灯）、控制流程分析（机器人避障）| |综合题|2题/13分|自动控制判断、斜坡板自动控制模型设计|突出工程实践（无障碍公交车斜坡设计），考查创新思维与方案构建|

2025-2026学年八年级下册科学单元自测 第五章 控制系统与工程 建议用时：60分钟，满分：100分 一、选择题（本大题有15小题，共45分） 1．下列设备的工作方式不属于自动控制的是（ ） A. 楼道声光控路灯 B. 手动拧动水龙头放水 C. 空调恒温调控 D. 商场自动感应门 2．自动控制系统三大核心子系统不包括以下哪一项（ ） A. 信息收集系统 B. 信息处理系统 C. 操作执行系统 D. 储能供电系统 3．机器人依靠各类传感器感知外界，其中相当于人类 “眼睛”、负责收集光信号的传感器是（ ） A. 光敏传感器 B. 声敏传感器 C. 气敏传感器 D. 温敏传感器 4．楼道灯可实现 “天黑有声就亮，白天有声不亮”，该电路中必须搭配的两种传感器是（ ） A. 光敏传感器、声敏传感器 B. 温敏传感器、压力传感器 C. 气敏传感器、光敏传感器 D. 声敏传感器、化学传感器 5．下列关于二极管的说法正确的是（ ） A. 允许电流双向自由通过 B. 只允许单向电流通过 C. 可以储存和释放电荷 D. 能够改变电路电压大小 6．发光二极管常用作电器电源指示灯，其发光条件是（ ） A. 电流从短引脚（负极）流入 B. 电流从长引脚（正极）流入 C. 任意方向通入电流均可发光 D. 接入交流电才能发光 7．空调控制电路板中，负责接收温度传感器信号、分析处理并发出指令的核心元件是（ ） A. 变压器 B. 中央处理器（集成电路） C. 扬声器 D. 电容器 8．某智能浇花装置，可根据土壤干湿自动启停浇水，该装置用来检测土壤水分的传感器是（ ） A. 湿敏传感器 B. 压力传感器 C. 光敏传感器 D. 声敏传感器 9．人体与机器控制系统对比，机器的 “传感器” 对应人体的（ ） A. 大脑 B. 感觉器官 C. 四肢 D. 神经 10．电容器是常见电子元器件，它的主要功能是（ ） A. 升高或降低电压 B. 储存、释放电荷 C. 转换声光信号 D. 单向导通电流 11．自动驾驶汽车通过雷达、视觉元件收集路况信息，该环节对应自动控制系统的（ ） A. 信息收集 B. 信息处理 C. 指令执行 D. 信号输出 12．下列系统中需要计算机参与的是（     ） A．普通农场定时灌溉 B．加了水位球的水箱 C．智慧农场分类灌溉 D．机械钟表 13．机器人遇到障碍物绕行的完整控制流程排序正确的是（ ） ①中央处理器分析判断 ②光学传感器检测到障碍物 ③执行系统改变路线绕行 ④处理器发出绕行指令 A. ②①④③ B. ①②④③ C. ②④①③ D. ①④②③ 14．下列场景中，利用气敏传感器工作的是（ ） A. 电子温度计测量室温 B. 燃气泄漏自动报警装置 C. 电子秤称量物体质量 D. 路灯天黑自动点亮 15．关于自动控制系统中执行部件，下列组合全部属于执行器件的是（ ） A. 电机、继电器、传动轮轴 B. 传感器、集成电路、二极管 C. 光敏电阻、电容器、变压器 D. 声敏传感器、发光二极管 二、填空题（本大题有7小题，每空2分，共42分） 16．传感器相当于人类的感觉器官：光敏传感器对应 ，声敏传感器对应耳朵，气敏传感器对应 ，温敏、压力传感器对应 。 17．如图为充电器指示灯电路原理图，电路中有红、绿两个发光二极管。当开关断开时， 灯亮起；当开关闭合时， 灯亮起。由此可知，发光二极管具有 的特性。 18．智能停车场道闸控制系统：车辆识别模块属于 系统，付费模块配合识别信息完成信号处理，道闸电机属于 系统。特殊情况下管理人员用遥控器开门，属于人工控制，区别于 控制。 19．仿照人体“遇积水绕行”的控制逻辑，补充机器人避开积水区域的控制流程：视觉传感器收集信息（前方有积水）→信息传输至 →分析判断（无法直行，需绕行）→下发绕行指令→ 完成绕行动作。 20．小明在科学课上设计制作了智能感应自动消毒器。当手靠近感应模块时，控制模块控制酒精泵运转，酒精凝胶从出液口排出，刚好落到手心；当手离开时，出液口停止出液。请根据题图及以上描述填写智能感应自动消毒器控制系统图。 人体热辐射信号→控制模块→① →② →③ 。 21.太阳能热水器控制系统的结构如图所示，真空管集热器利用太阳能将储水箱中的水加热后供用户使用。热水器带有水位自动控制系统和定时电加热控制系统，当阳光不足或用水量过大时，可在设定的时间自动启动电加热器对储水箱中的水加热。当储水箱中的水位低于最低水位时能自动补水，水位达到最高水位时能自动停止进水，当储水箱中缺水时系统发出报警信号。请根据描述回答下列问题。 (1)对该系统进行子系统的划分，下列选项中合理的是________（填字母）。 A．进水控制子系统、集热子系统、缺水报警子系统 B．水位控制子系统、加热控制子系统、缺水报警子系统 C．水位控制子系统、缺水报警子系统、电热辅子系统 (2)缺水报警子系统输入的信息和操作执行的对象分别是________和________。（填字母） A．设定的水位    B．缺水信号    C．报警装置    D．电子开关 (3)下列关于该太阳能热水器的分析正确的是_______（填字母）。 A．利用太阳的能量将水加热，体现了设计的可持续发展原则 B．因为当储水箱中的水位低于最低水位时能自动补水，缺水时的报警功能可以省去 C．电加热丝应安装在高水位探头附近 22．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SA(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)，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作为报警提醒。电路中P点应接直流电源的___________(选填“正极”或“负极”)。 (2)连接好电路，闭合开关S，接通电源，将磁体M靠近和离开干簧管，分别观察并记录实验现象。 实验操作 磁体M靠近干簧管 磁体M离开干簧管 实验现象 ___________ ___________ 三、综合题（本大题有2小题，23题6分，24题7分，共13分） 23．判断下列说法是否正确（正确的打“√”，错误的打“×”）。 (1)机器可以根据人的要求自主完成某些操作，达到人的要求或具备人所期望的功能，这就是自动控制。( ) (2)自动控制已经广泛应用于生活、生产。( ) (3)机器人的自动控制系统和人体系统的原理是完全一样的。( ) 24．小明在乘坐无障碍公交车时发现司机或者乘客需要手动将斜坡板下翻，非常不方便(如图甲所示)。小明根据此情境准备设计一个斜坡板自动控制模型，利用电机驱动，实现斜坡板自动伸展和收回，其模型如图乙所示。请在小明制作的模型基础上设计该电机传动装置。已知斜坡板的尺寸为800 mm×800 mm×10 mm。装置设计要求如下： ①使用斜坡板时能自动展开，不用时可自动收回至收纳处。 ②斜坡板展开后能旋转至一端与地面接触。 ③斜坡板展开使用时，装置牢固可靠。 ④斜坡板为木板，允许适当加工。 ⑤使用减速电机驱动，其他材料可自选。 请根据描述和设计要求画出该装置机械部分的设计草图(电机可用方框表示)，必要时可用文字说明，并在草图上标注主要尺寸。 ​ 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年八年级下册科学单元自测 第五章 控制系统与工程 建议用时：60分钟，满分：100分 一、选择题（本大题有15小题，共45分） 1．下列设备的工作方式不属于自动控制的是（ ） A. 楼道声光控路灯 B. 手动拧动水龙头放水 C. 空调恒温调控 D. 商场自动感应门 【答案】B 【解析】自动控制是设备无需人持续操作，可自主根据环境完成对应动作。楼道灯、空调、自动门都能自主感应环境并工作，属于自动控制；手动拧水龙头需要人员持续操作，属于人工控制。 2．自动控制系统三大核心子系统不包括以下哪一项（ ） A. 信息收集系统 B. 信息处理系统 C. 操作执行系统 D. 储能供电系统 【答案】D 【解析】根据课本内容，完整自动控制系统由信息收集系统、信息处理系统、操作执行系统三大子系统构成。储能供电系统仅负责提供电能，不属于控制功能子系统。 3．机器人依靠各类传感器感知外界，其中相当于人类 “眼睛”、负责收集光信号的传感器是（ ） A. 光敏传感器 B. 声敏传感器 C. 气敏传感器 D. 温敏传感器 【答案】A 【解析】光敏传感器功能是收集光信息，对应人的视觉（眼睛）；声敏传感器收集声音、气敏传感器收集气味、温敏传感器收集温度信息，均不符合题意。 4．楼道灯可实现 “天黑有声就亮，白天有声不亮”，该电路中必须搭配的两种传感器是（ ） A. 光敏传感器、声敏传感器 B. 温敏传感器、压力传感器 C. 气敏传感器、光敏传感器 D. 声敏传感器、化学传感器 【答案】A 【解析】区分白天、夜晚依靠光敏传感器（检测光照强弱），识别行人脚步声依靠声敏传感器（检测声音），二者配合才能实现楼道灯的控制逻辑。 5．下列关于二极管的说法正确的是（ ） A. 允许电流双向自由通过 B. 只允许单向电流通过 C. 可以储存和释放电荷 D. 能够改变电路电压大小 【答案】B 【解析】二极管最主要的特性是单向导电性，只允许电流沿一个方向通过，还可实现交流电与直流电的转换；储存电荷是电容器的功能，改变电压是变压器的功能。 6．发光二极管常用作电器电源指示灯，其发光条件是（ ） A. 电流从短引脚（负极）流入 B. 电流从长引脚（正极）流入 C. 任意方向通入电流均可发光 D. 接入交流电才能发光 【答案】B 【解析】发光二极管引脚有正负极区分，长引脚为正极，短引脚为负极；只有电流从正极流入、负极流出时，二极管才能发光，反向接入则不导通、不发光。 7．空调控制电路板中，负责接收温度传感器信号、分析处理并发出指令的核心元件是（ ） A. 变压器 B. 中央处理器（集成电路） C. 扬声器 D. 电容器 【答案】B 【解析】集成电路（中央处理器）是控制系统的信息处理核心，负责接收传感器信号、运算分析并下发操作指令；变压器改变电压、电容器储存电荷、扬声器转换电信号为声音。 8．某智能浇花装置，可根据土壤干湿自动启停浇水，该装置用来检测土壤水分的传感器是（ ） A. 湿敏传感器 B. 压力传感器 C. 光敏传感器 D. 声敏传感器 【答案】A 【解析】湿敏传感器专门用于检测环境、土壤的湿度；压力传感器检测压力、光敏传感器检测光照、声敏传感器检测声音，均无法感知土壤干湿。 9．人体与机器控制系统对比，机器的 “传感器” 对应人体的（ ） A. 大脑 B. 感觉器官 C. 四肢 D. 神经 【答案】B 【解析】传感器的作用是收集外界各类信息，和人体眼、耳、鼻、皮肤等感觉器官功能一致；大脑对应中央处理器，四肢对应执行部件。 10．电容器是常见电子元器件，它的主要功能是（ ） A. 升高或降低电压 B. 储存、释放电荷 C. 转换声光信号 D. 单向导通电流 【答案】B 【解析】电容器的核心功能是储存电荷、释放电荷；升降电压是变压器功能，单向导电是二极管功能，转换声光信号是扬声器等元件功能。 11．自动驾驶汽车通过雷达、视觉元件收集路况信息，该环节对应自动控制系统的（ ） A. 信息收集 B. 信息处理 C. 指令执行 D. 信号输出 【答案】A 【解析】雷达、视觉传感器的作用是采集道路、车辆、行人等外界信息，属于自动控制系统中的信息收集环节。 12．下列系统中需要计算机参与的是（     ） A．普通农场定时灌溉 B．加了水位球的水箱 C．智慧农场分类灌溉 D．机械钟表 【答案】C 【解析】A．普通农场定时灌溉依靠机械定时装置就能实现，故A不符合题意； B．带水位球的水箱靠浮球机械结构控制水位，属于纯机械控制，故B不符合题意； C．智慧农场分类灌溉需要采集不同区域的土壤湿度、作物需水量等数据，还要根据数据调整灌溉方案、发出控制指令，整个过程需要计算机处理信息，故C符合题意； D．机械钟表依靠纯机械结构完成计时，故D不符合题意。 13．机器人遇到障碍物绕行的完整控制流程排序正确的是（ ） ①中央处理器分析判断 ②光学传感器检测到障碍物 ③执行系统改变路线绕行 ④处理器发出绕行指令 A. ②①④③ B. ①②④③ C. ②④①③ D. ①④②③ 【答案】A 【解析】机器人自动控制流程：传感器先收集信息（②）→中央处理器分析判断（①）→处理器下发动作指令（④）→执行系统完成动作（③），正确顺序为②①④③。 14．下列场景中，利用气敏传感器工作的是（ ） A. 电子温度计测量室温 B. 燃气泄漏自动报警装置 C. 电子秤称量物体质量 D. 路灯天黑自动点亮 【答案】B 【解析】气敏传感器用于收集气味、气体浓度信息，燃气报警器依靠它检测燃气泄漏；电子温度计用温敏传感器、电子秤用压力传感器、路灯用光敏传感器。 15．关于自动控制系统中执行部件，下列组合全部属于执行器件的是（ ） A. 电机、继电器、传动轮轴 B. 传感器、集成电路、二极管 C. 光敏电阻、电容器、变压器 D. 声敏传感器、发光二极管 【答案】A 【解析】执行部件负责接收指令并完成机械动作，电机、继电器、传动轮轴均属于执行器件；各类传感器属于信息收集元件，集成电路、二极管、电容器等属于电路控制元件。 二、填空题（本大题有7小题，每空2分，共42分） 16．传感器相当于人类的感觉器官：光敏传感器对应 ，声敏传感器对应耳朵，气敏传感器对应 ，温敏、压力传感器对应 。 【答案】眼睛；鼻子；皮肤 【解析】传感器模拟人体感官：光敏传感器感知光线（眼睛）、气敏传感器感知气味（鼻子）、温敏 / 压力传感器感知温度和压力（皮肤）。 17．如图为充电器指示灯电路原理图，电路中有红、绿两个发光二极管。当开关断开（电路待机）时， 灯亮起；当开关闭合（电路正常工作）时， 灯亮起。由此可知，发光二极管具有 的特性。 【答案】红；绿；单向导电 【解析】开关断开为待机状态，红灯导通发光；开关闭合电路正常工作，绿灯导通发光；两种状态下二极管均只有单向导通才能发光，体现单向导电性。 18．智能停车场道闸控制系统：车辆识别模块属于 系统，付费模块配合识别信息完成信号处理，道闸电机属于 系统。特殊情况下管理人员用遥控器开门，属于人工控制，区别于 控制。 【答案】信息收集；操作执行；自动 【解析】车辆识别模块采集车辆信息，属于信息收集系统；电机执行开闸动作，属于操作执行系统；设备自主运行为自动控制，人为遥控操作为人工控制。 19．仿照人体“遇积水绕行”的控制逻辑，补充机器人避开积水区域的控制流程：视觉传感器收集信息（前方有积水）→信息传输至 →分析判断（无法直行，需绕行）→下发绕行指令→ 完成绕行动作。 【答案】中央处理器；操作执行系统 【解析】参照控制系统流程，传感器收集的信息统一传输到中央处理器进行分析处理，最终由操作执行系统完成指定动作。 20．小明在科学课上设计制作了智能感应自动消毒器。当手靠近感应模块时，控制模块控制酒精泵运转，酒精凝胶从出液口排出，刚好落到手心；当手离开时，出液口停止出液。请根据题图及以上描述填写智能感应自动消毒器控制系统图。 人体热辐射信号→控制模块→①_______→②_______→③_______。 【答案】酒精泵 酒精凝胶（或出液口） 出液 【解析】当手靠近感应模块时，控制模块控制酒精泵运转，酒精凝胶从出液口排出，刚好落到手心；当手离开时，出液口停止出液。人体热辐射信号→控制模块→①酒精泵→②酒精凝胶（或出液口）→③出液。 21.太阳能热水器控制系统的结构如图所示，真空管集热器利用太阳能将储水箱中的水加热后供用户使用。热水器带有水位自动控制系统和定时电加热控制系统，当阳光不足或用水量过大时，可在设定的时间自动启动电加热器对储水箱中的水加热。当储水箱中的水位低于最低水位时能自动补水，水位达到最高水位时能自动停止进水，当储水箱中缺水时系统发出报警信号。请根据描述回答下列问题。 (1)对该系统进行子系统的划分，下列选项中合理的是________（填字母）。 A．进水控制子系统、集热子系统、缺水报警子系统 B．水位控制子系统、加热控制子系统、缺水报警子系统 C．水位控制子系统、缺水报警子系统、电热辅子系统 (2)缺水报警子系统输入的信息和操作执行的对象分别是________和________。（填字母） A．设定的水位    B．缺水信号    C．报警装置    D．电子开关 (3)下列关于该太阳能热水器的分析正确的是_______（填字母）。 A．利用太阳的能量将水加热，体现了设计的可持续发展原则 B．因为当储水箱中的水位低于最低水位时能自动补水，缺水时的报警功能可以省去 C．电加热丝应安装在高水位探头附近 【答案】(1)B (2)B C (3)A 【解析】 （1）根据描述，系统包含三大核心功能：水位自动控制、定时电加热控制、缺水报警功能。故选B。 （2）输入信息是储水箱的水位低于设定最低水位时产生的缺水信号（B）。操作执行对象是发出报警信号的报警装置（C）。 （3）A．利用太阳能加热水，减少化石能源消耗，体现了可持续发展原则，故A正确； B．自动补水功能和缺水报警功能是双重保障，报警功能可以提醒用户关注水位，不能省去，故B错误； C．电加热丝应安装在水箱下部，避免水位过低时干烧，安装在高水位探头附近易导致缺水时烧坏，故C错误。 22．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SA(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)，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作为报警提醒。电路中P点应接直流电源的___________(选填“正极”或“负极”)。 (2)连接好电路，闭合开关S，接通电源，将磁体M靠近和离开干簧管，分别观察并记录实验现象。 实验操作 磁体M靠近干簧管 磁体M离开干簧管 实验现象 ___________ ___________ 【答案】(1)正极 (2) LED亮，蜂鸣器不响 LED灭，蜂鸣器响 【解析】（1）发光二极管具有单向导电性，只有电流从正极流入、负极流出时才能发光。由图可知，发光二极管LED的正极（输入端）接上端P侧，因此P点需要接直流电源的正极。 （2）[1]当磁体M靠近干簧管时，对应门关好的状态，干簧管受磁场作用吸合导通。由图乙可知，继电器线圈通电产生磁性，吸合衔铁断开蜂鸣器的电路，LED亮，蜂鸣器不响。 [2]当磁体M离开干簧管：对应门被打开的状态，干簧管失去磁场作用断开。由图乙可知，继电器线圈断电，磁性消失，弹簧复位接通蜂鸣器的电路， LED灭，蜂鸣器响。 三、综合题（本大题有2小题，共13分） 23．判断下列说法是否正确（正确的打“√”，错误的打“×”）。 (1)机器可以根据人的要求自主完成某些操作，达到人的要求或具备人所期望的功能，这就是自动控制。( ) (2)自动控制已经广泛应用于生活、生产。( ) (3)机器人的自动控制系统和人体系统的原理是完全一样的。( ) 【答案】(1)√(2)√(3)× 【解析】 （1）根据自动控制的定义，机器可以根据人的要求自主完成某些操作，达到人所期望的要求或功能，这就是自动控制，该说法正确。 （2）自动控制已经广泛应用于生活、生产，是航空航天、国防科技等领域的重要技术，该说法正确。 （3）机器人的自动控制系统是由一些电子元件、机械结构等构成，通过程序指令等进行控制；人体系统是一个极其复杂的生物系统，包含神经、体液等多种调节机制，二者原理有很大差异，并不是完全一样的，该说法错误。 24．小明在乘坐无障碍公交车时发现司机或者乘客需要手动将斜坡板下翻，非常不方便(如图甲所示)。小明根据此情境准备设计一个斜坡板自动控制模型，利用电机驱动，实现斜坡板自动伸展和收回，其模型如图乙所示。请在小明制作的模型基础上设计该电机传动装置。已知斜坡板的尺寸为800 mm×800 mm×10 mm。装置设计要求如下： ①使用斜坡板时能自动展开，不用时可自动收回至收纳处。 ②斜坡板展开后能旋转至一端与地面接触。 ③斜坡板展开使用时，装置牢固可靠。 ④斜坡板为木板，允许适当加工。 ⑤使用减速电机驱动，其他材料可自选。 请根据描述和设计要求画出该装置机械部分的设计草图(电机可用方框表示)，必要时可用文字说明，并在草图上标注主要尺寸。 【答案】 （1）传动机构选型与工作原理：采用减速电机 + 蜗轮蜗杆传动方案。减速电机驱动蜗杆转动，蜗杆与蜗轮啮合，将电机的高转速、低扭矩转化为蜗轮轴的低转速、高扭矩，为斜坡板提供足够的驱动力；蜗轮蜗杆的自锁特性可使斜坡板在任意展开角度保持稳定，防止意外回落。 （2）转动轴与连接结构设计：转动轴直径为 10mm，两端通过轴座固定在收纳处支架上，轴上设计卡接结构，与斜坡板端部可靠连接，将蜗轮的旋转运动传递给斜坡板，实现绕轴的 0°~90° 旋转（0° 为收回状态，90° 为展开接触地面状态）。 （3）关键尺寸标注与空间适配：转动轴距收纳处端部 100mm，避免与斜坡板运动干涉；蜗轮蜗杆安装在转动轴中部，靠近减速电机一侧，确保受力均匀；斜坡板展开后一端距地面高度为 200mm，可平稳接触地面，形成安全通行坡度。 （4）功能实现与安全保障：电机正转时，通过传动机构带动斜坡板从收纳处向下旋转，直至一端与地面接触，形成无障碍通道；电机反转时，带动斜坡板向上旋转收回至收纳处；装置整体结构牢固，蜗轮蜗杆的自锁特性与轴座的稳定支撑，确保斜坡板在使用过程中安全可靠。 ​​​​​​​ 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $