初中物理九年级下册9-4家庭生活自动化智能化练习含解析新版教科版

初中物理九年级下册9-4家庭生活自动化智能化练习含解析新版教科版

1 第 4 节家庭生活自动化、智能化 精选练习 一、夯实基础 1.居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着造成很大浪费。科研人员利用光 敏材料制成“光控开关”——天黑时，自动闭合，天亮时，自动断开；利用“声敏”材料制 成“声控开关”——当有人走动发出声音时，自动闭合，无人走动时自动断开。若将这两种 开关配合使用，就可以使楼道灯变得“聪明”。则这种“聪明”的电路是（） 【答案】D 【解析】A 选项中，只要有一个开关闭合，灯就亮，比如“光控开关”天黑时，自动闭合， 灯一直亮着，故 A 错； B 选项，一有声音，声控开关闭合时，灯被短路，灯不亮，还损坏电路，故 B 错； C 选项，“光控开关”天黑时，自动闭合，灯被短路，灯不亮，还损坏电路，故 C 错； D 选项，两个开关串联，只有天黑时，“光控开关”闭合，这时候如果有声音“声控开关” 才闭合，这时候电灯亮，符合要求，故应选 D. 2．现代住宅基本上实现了楼道灯的自动化控制，自动化控制可采取以下几种方式，其中不 正确的是( ) A．声光控制 B．触摸控制 C．红外线感应控制 D．遥控器控制 【答案】D 【解析】楼道灯的自动控制经常用三种方式：声光控制和触摸控制以及红外线感应控制。楼 道灯不适合用遥控器控制。故 D 错。 3．下列关于家庭生活智能化的说法中，正确的是( ) A．家庭生活智能化系统只需要一个中央微处理机(CPU) B．中央微处理机可以按设定的程序进行操作 C．中央微处理机只能受人手的直接控制才能执行操作 D．中央微处理机只能受计算机的信息控制执行操作 2 【答案】B 【解析】A 家庭生活智能化系统不只需要一个中央微处理机(CPU)，还需要网络和软件。以 及终端设备等，故 A 错； B. 中央微处理机可以按设定的程序进行操作，根据人们的需要设定程序，实现自动化和智 能化，故 B 对； C. 中央微处理机可以受遥控装置、程序等控制，实现智能、远距离、自动控制，故 C 错； D. 中央微处理机还可以受手机等输入设备的控制，实现智能化。故 D 错。应选 B。 4．王勇同学在饭店看到一种自动门，当有人靠近时，门会自动打开．王勇同学对此产生了 浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的．为此他反复做了几次实验：当他轻 轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部 装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开．王勇同学根据探究实验的 结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是( ) A．自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动打开 B．自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动打开 C．自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会自动打开 D．靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动打开 【答案】C 【解析】A. 当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开,说明不是听到声音，故 A 错； B.一切物体都释放红外线，当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门 时，门不打开，说明感应器不是接受到物体释放的红外线，故 B 错； C．自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会自动打开。 因为红外线照到当把一无色透明大玻璃板上，几乎都透射了，感应器接收不到反射回的红外 线，没有发出开门的指令，故 C 对； D．靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，是错的。故应选 C. 5．用声光控制，并配有延时装置。白天控开关不起作用，灯不会亮；天黑以后控起作用， 当有人走动发出声响时灯亮，3-5min 后熄灭。光声开关应连接。 【答案】声控；声控；串联 【解析】用声光控制，并配有延时装置. 白天声控开关不起作用，灯不会亮；天黑后光敏电 阻或光电二极管（将光信号转化电信号，声控开关起作用，有人走动发出声响时，传感元件 3 将声信号转化为电信，电路接通，声控号灯亮，3~5min 后灯熄灭.如果两个开关并联，只要 是天黑，光控开关闭合，灯一直亮着不符合要求。 6．网络技术的发展和普及，使家庭生活逐步实现___________的自动化．家用电器都成了 __________，能实现____________． 【答案】高度智能；网络终端；网上操作。 【解析】人们可以通过网络远距离的控制家里的家用电器的工作，家里的这些电器都是终端 设备，家庭生活可以实现高度智能化和自动化。 7．住宅楼道自动灯是由_____________和_____________共同控制的． 【答案】光控传感元件；声控传感元件。 【解析】声光控制延时开关是声光控制，并配有延时装置.白天声控开关不起作用，灯不会 亮；天黑后光敏电阻或光电二极管（如图所示）将光信号转化电信号，声控开关起作用，有 人走动发出声响时，传感元件将声信号转化为电信，电路接通，声控号灯亮，3~5min 后灯 熄灭. 8.家庭生活化、化给我们带来了极大的方便。 【答案】自动；智能； 【解析】家庭生活智能化、自动化是趋势，随着网络技术的发展与普及，家用电器都成了网 络终端，如冰箱，洗衣机、微波炉、电视机、音响设备等都能实现网上操作。程序为我们井 并有条地安排着生活。 9.（2019 青岛市）有一种声光自动控制的楼道灯，当有人走动发出声音时，电路接通灯亮， 且只有夜晚天黑之后灯才能亮，白天无论发出多大的声音，灯也不亮。 如图，现有灯 L、声控开关 （有声音时开关闭合）和光控开关 （光线暗时开关闭合）， 请设计并连接满足上述要求的电路。 【答案】 【解析】由题意得，需两个开关同时闭合时灯泡才能发光，则开关应串联。 4 10．如图所示为饮水机内部结构和原理图，试分析它是如何实现自动化控制的 【答案】由饮水机的工作电路可知，当温度低于温控开关设定的温度时，温控开关 1 和温控 开关 2 都闭合，饮水机的工作电路中绿灯被短路，此时红灯和加热管并联，红灯亮且加热管 工作，饮水机处于加热状态．当温度达到温控开关设定的温度时，温控开关 1 和温控开关 2 都断开，加热管没有被连入电路，红灯和绿灯串联，此时两灯都亮，饮水机处于保温状态． 二、提升训练 1.随着自动化的发展，传感器的种类越来越多，在高科技领域和日常生活中均有广泛的营业。 下列用品与传感器相对应的是（ ） A.冰箱——光传感器 B.城市道路上的路灯——红外传感器 C.抽油烟机——声音传感器 D.电子秤——压力传感器 【答案】D 【解析】A.冰箱里的是温度传感器来控制冰箱里电机工作的，故 A 错； B.城市道路上的路灯是光传感器来控制工作的，故 B 错； C.抽油烟机是烟雾气压传感器来自动控制的，故 C 错； D.电子秤的原理是压力传感器。引起电阻，电流的变化，来测量物体质量的，故 D 对。 2．当自动电压力锅压强过大或温度过高时，发热器都会停止工作。压强过大时开关 K 过压 自动断开，温度过高时开关 K 过热自动断开。如图所示是 K 过压、K 过热和锅内发热器的连 接示意图，其中正确的是( ) 5 【答案】A 【解析】当自动电压力锅压强过大或温度过高时，发热器都会停止工作,两个情况中，只要 有一个出现，电路就必须断开，发热器都会停止工作。所以，两个开关必须串联链接，故选 A. 3．小利同学观察到学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄的，一旦停电，两盏标有“36 V” 灯泡就会正常发光。如图所示是小利同学设计的四个电路，其中可以起到消防应急灯作用的 电路是( ) 【答案】C 【解析】一旦停电时，电磁继电器工作是靠交流电源，平时是工作的，当断电时，电气继电 器断电，没有磁性，弹簧把衔铁拉起来。消防应急灯应该接入 36V 电源开始工作。而且两只 灯都亮，正常工作，所以必并联。只有 C 符合。 4．随着技术的不断变革，如今的微波炉已经让我们的生活越来越智能化，下列关于智能微 波炉的描述中，错误的是 ( ) A．当按下开启按钮时，屏幕上会出现设定温度高低、时间长短等对话框 B．可以随意选择菜单中的选项，以确定微波炉的工作状态 6 C．可以看电影、听音乐 D．可以加热食品 【答案】C 【解析】微波炉的作用是用来加热，烧烤食物的，智能化的微波炉可以设定温度高低、时间 长短等，看电影、听音乐那是电视音响设备的功能。故 C 错。 5.（2019 河南）(双选)图 10 为一款“智能照明灯”的电路,灯 L 天暗时自动发光,天亮时自 动熄灭。控制电路中,电源电压恒定,R1 为定值电阻,R2 为光敏电阻,其阻值随光照强度而变化。 以下说法正确的（ ） A．电磁继电器利用电磁感应原理工作 B．R2 的阻值随光照强度的增大而增大 C．当光照强度增大时,电压表示数减小 D．若将 R1 换成阻值稍小的电阻,可缩短灯 L 的发光时间 【答案】CD 【解析】A、电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的，故 A 错误； B、要使灯 L 在天亮时自动熄灭，电流需增大达到一定数值，衔铁被吸合，灯 L 所在电路断 开，灯 L 自动熄灭，则可知天亮时光照强度增大，控制电路中电流增大，光敏电阻 R2 的阻 值减小，所以，R2 的阻值随光照强度的增大而减小，故 B 错误； C、由于 R2 的阻值随光照强度的增大而减小，当光照强度增大时，R2 的阻值减小，根据串联 分压的规律可知，R2 两端的电压减小，即电压表示数减小，故 C 正确； D、由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据 R=U I 可知，衔铁被吸合时 控制电路的总电阻不变，若 R1 换成阻值较小的电阻，则 R2 的阻值变大，此时光照强度减弱， 即灯 L 在天不太亮时已经熄灭，在天很暗时才自动发光。由此可见，将 R1 换成阻值较小的 电阻，可缩短灯 L 的发光时间，故 D 正确。 6.如图，是市售的一种智能电压力锅，它的智能化主要体现在：当锅内压强过大或温度过高 时，发热器 R 都会停止工作压强过大时开关自动断开，温度过高时开关自动断开下列四幅图 中，能正确表示这一智能化的是（） 7 【答案】B 【解析】当自动电压力锅压强过大或温度过高时，发热器都会停止工作,两个情况中，只要 有一个出现，电路就必须断开，发热器都会停止工作。所以，两个开关必须串联链接，故选 B. 7.楼道自动控制有式和式。如果是触摸开关用手触摸按钮触发电路，灯亮，3-5min 后灯熄 灭。红外线感应式是通过发出红外线进行控制，在一定范围内触发开关，人离开 30s 后灯 熄灭。 【答案】触摸；红外线；感应人体。 【解析】如果采用的是触摸开关，当用手触摸按钮后触发电路，灯亮，3～5 min 后灯熄灭。 红外感应式开关是通过感应人体发出的红外线进行控制，只要有人在一定范围内即可触发开 关，直到人离开此范围 30s 以后灯熄灭。 8.(2019 天水)小明设计了一种利用“声控”开关（有声音时自动闭合，无声音时自动断开） 和“光控”开关（有光照时自动断开，无光照时自动闭合）自动控制的楼道灯，使得只有在 天黑且有声音时灯才亮，他还在楼道处安装了一个带探险盒的三孔插座，且与楼道灯互不影 响，请你根据小明的设计意图，用笔画线代替导线完成如图所示的电路。（导线不得交叉） 【答案】如图所示： 8 【解析】楼道灯要在天黑且有声音时灯才亮，所以要求“声控”开关和“光控”开关同时闭 合时，电路闭合有电流通过才行，不然单独一个条件满足，一个开关闭合九亮。所以，两个 开关要串联。三孔插座与楼道灯互不影响，所以要与电灯并联在火线和零线之间，按照“左 零右火，上接地”的原则接入电路。 9.（2019 河南省）某额定电压为 220V 的电动扶梯（已接地），只需在白天且有人时开启， 利用红外线开关 S1（有人时闭合、无人时断开）及可见光开关 S2（白天闭合、夜间断开）即 可实现自动控制。请在图中按要求正确完成电路连接。 【答案】由题意知，在白天且有人时电动扶梯才能启动，说明两个开关串联后共同控制电动 机，根据安全用电的原则，开关应接在火线上；所以，从火线开始，用导线将两个开关 S1、 S2 串联，再连接电动扶梯的电动机，最后回到零线。如图所示： 【解析】分析题意，两个开关共同控制电动机，根据安全用电原则，开关接火线，开关与用 电器串联进行连接即可。 10．(2019 黄冈)如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光 源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过 挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值 ，电路中的电流增大，电磁铁的磁性 ，在衔 铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中 a、b 一个是除尘器，一个是指示灯，则 是除 尘器。 【答案】减小；增强；b 【解析】电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关，根据电磁继电器的工作原理来分析 解答。 当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上时，电路 9 中的电流增大，根据欧姆定律可知光敏电阻的阻值减小； 当电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点和下面的静触点接触，开启 自动除尘模式，所以下面的 b 是除尘器，上面的 a 是指示灯。