下图是一支防近视智能笔，内置先进的传感器，当使用者书写时头部与桌面靠得太近，传感器会感应到使用者脸部信号，将信号传给中央处理器，通过芯片作用，机械部件产生联动，笔芯就会自动缩回，当学生调整好坐姿，笔芯又会自动伸出，恢复正常书写功能。请完成5～6题。

5. 该控制系统中，传感器应该选择
()
A. 温敏传感器 B. 红外线传感器
C. 声敏传感器 D. 光敏传感器
6. 该智能笔的笔尖伸缩自动控制系统中，操作执行部分是 ()
A. 芯片 B. 机械部件
C. 笔芯 D. 学生

5.B 6.B

【分析】
我们先梳理两道题的解题思路：第5题需要结合场景需求，逐一辨析不同类型传感器的功能，排除不符合检测“脸部靠近桌面距离”要求的传感器，选出适配的类型；第6题需要回忆自动控制系统的组成逻辑，区分控制器、执行部件、被控对象的角色，找到直接完成笔芯伸缩动作的执行部分，就能得到正确答案。
【解析】
第5题：
选项A：温敏传感器的作用是检测温度变化，无法判断头部和桌面的距离，不符合需求。
选项B：红外线传感器既可以感应人体发出的红外辐射，也可以通过红外测距功能判断脸部和桌面的距离，完全适配该防近视笔的检测需求。
选项C：声敏传感器用于采集声音信号，和坐姿距离检测没有关联，不符合要求。
选项D：光敏传感器用于检测光照强度，无法识别人体靠近的信号，不符合场景需求。因此第5题选B。
第6题：
自动控制系统的执行部分是直接接收控制指令、完成被控动作的部件：
选项A：芯片的作用是处理传感器传回的信号，属于控制器，不属于执行部分。
选项B：机械部件接收芯片的指令，直接联动完成笔芯缩回、伸出的动作，是该系统的操作执行部分。
选项C：笔芯是被控制的对象，不属于执行部件。
选项D：学生是该智能笔的使用者，不属于笔尖伸缩控制系统的执行部分。因此第6题选B。
【答案】5.B 6.B
【知识点】传感器选型，控制系统组成
【点评】本题结合生活中常见的防近视智能笔场景，考察控制模块的基础知识点，只需要学生掌握不同传感器的功能差异、能区分控制系统各环节的角色即可正确作答，属于基础应用型题目。
【难度系数】0.8

7. 老鹰抓兔子时，老鹰的眼睛在盯住兔子的同时，也注意自己的位置，并把两者作一比较。比较后的信号代表老鹰的位置与兔子位置的差距，这种差距信号传递

到大脑，大脑接收这种信号后，经过处理，变换相应的控制信号，指挥翅膀改变鹰的俯冲角度及方向，一直到逮到兔子。
(1)老鹰的控制系统中信息收集系统主要是，信息处理系统主要是，操作执行系统主要是。
(2)画出老鹰抓兔子的控制过程图：

7.(1)眼睛 大脑 翅膀 (2)
眼睛
盯住兔子,也
注意自己位
置,比较后产
生差距信号
(将差距信号传给大脑)
大脑
经过处理,变
为相应的控
制信号
(将控制信号传给翅膀)
翅膀
改变自身的
俯冲角度以
及方向,直到
抓住兔子

【分析】
这道题的解题思路是先紧扣控制系统各子系统的功能定义，和题干给出的老鹰抓兔子的过程描述逐一匹配：首先第一步明确信息收集系统的作用是采集目标和自身的相关信息，从题干里找承担这个功能的结构；第二步明确信息处理系统的作用是对采集到的信号做运算处理生成控制指令，对应找题干里完成信号处理的结构；第三步明确操作执行系统的作用是接收控制指令完成动作实现控制目标，找到对应的执行结构。第二问的控制过程图只需要按照信号传递的先后顺序，依次梳理每个环节的输入、功能、输出即可，顺着题干描述的信号流向梳理就能得到完整的过程。
【解析】
(1) 逐一匹配各系统的功能与题干描述：
① 信息收集系统负责采集被控目标（兔子）的位置信息和老鹰自身的位置信息，对比生成差距信号，题干中承担该功能的结构是老鹰的眼睛；
② 信息处理系统负责接收差距信号，对信号进行分析处理，生成对应的控制指令，题干中承担该功能的结构是老鹰的大脑；
③ 操作执行系统负责接收大脑发出的控制信号，调整老鹰的运动状态，完成抓兔子的控制目标，题干中承担该功能的结构是老鹰的翅膀。
(2) 按照信号传递的先后顺序梳理控制流程：
首先由眼睛完成信息采集与初步对比，生成位置差距信号并传递给大脑；大脑对差距信号进行处理，生成对应的控制信号并传递给翅膀；翅膀接收控制信号后调整老鹰的俯冲角度和方向，不断重复该循环直到成功抓住兔子，即可得到完整的控制过程图。
【答案】
(1) 眼睛 大脑 翅膀
(2) 眼睛→盯住兔子，也注意自己位置，比较后产生差距信号（将差距信号传给大脑）→大脑→经过处理，变为相应的控制信号（将控制信号传给翅膀）→翅膀→改变自身的俯冲角度以及方向，直到抓住兔子
【知识点】
控制系统基本组成
控制过程框图绘制
【点评】
本题结合生物捕猎的生活化场景考察闭环控制的基础概念，难度较低，核心解题技巧是不要死记硬背概念，而是紧扣不同子系统的功能定义，和题干给出的过程描述逐一对应匹配，就能快速得到正确结果，帮助学生理解控制技术在生物行为中的体现。
【难度系数】
0.8

8. 公共楼道中使用声控灯控制后，在白天有人通过时灯泡也会点亮。为了克服这一缺点。小黄同学设计一个方案，其控制系统方框图如下：

(1)与原来的声控系统相比，小黄同学设计的控制系统中新增加了传感器。若该电路中有两个开关，则该传感器控制的电控开关与原来的传感器控制的电控开关之间应该是。
(填“串联”或“并联”)
(2)在实际的控制电路中只有一个电控开关，主要是加入了一个，当环境光线较强白天时，即使有声音信号，也不输出控制信号使电控开关闭合，灯泡不亮。
(3)当灯泡点亮时，外界光和声的情况应该是：
。

8.(1)光敏 串联 (2)控制器 控制器 (3)当环境光线较弱(夜晚)且有声音信号时

【分析】
我们可以结合声光控灯的实际工作逻辑逐步推导解题：
1. 第一问：原来的声控灯仅靠声音触发，要实现白天有声音也不亮的效果，就需要新增能感知光照强度的传感器，也就是光敏传感器。要让灯点亮必须同时满足「光线暗」和「有声音」两个条件，两个电控开关都导通才能接通电路，因此两个开关需要串联，并联的话任意一个开关闭合灯就会亮，不符合设计要求。
2. 第二问：如果电路中只设置一个电控开关，就不需要两个独立开关分别判断声、光条件，而是把两个信号的逻辑判断整合到控制器中，白天光线较强时，哪怕传感器检测到声音，控制器也不会输出让电控开关闭合的信号，灯泡就不会点亮。
3. 第三问：结合该控制系统的逻辑，灯点亮必须同时满足两个输入条件，也就是光线足够暗，同时存在声音信号。
【解析】
(1) 为了实现白天抑制灯点亮的功能，新增的是感知光强的光敏传感器；由于灯亮需要同时满足光线暗、有声音两个条件，两个电控开关必须同时闭合才能接通电路，因此二者为串联关系。
(2) 仅设置一个电控开关时，通过新增控制器整合光信号、声信号的判断逻辑，白天光线较强时，即使接收到声音信号，控制器也不会输出控制信号使电控开关闭合，灯泡保持熄灭。
(3) 该控制系统是两个条件同时满足才输出灯亮的结果，因此灯泡点亮时，需要同时满足环境光线较弱、存在声音信号的要求。
【答案】
(1) 光敏 串联
(2) 控制器 控制器
(3) 当环境光线较弱(夜晚)且有声音信号时
【知识点】
传感器应用，串联电路特性，自动控制逻辑
【点评】
本题结合生活中常见的楼道声光控灯场景出题，考察传感器的实际应用和简单自动控制的逻辑，核心是抓住声光控灯需要同时满足光线暗、有声音两个条件才工作的特点，区分串并联电路在该场景下的不同作用，能帮助学生理解自动控制在生活中的落地应用。
【难度系数】
0.7