1. 自动控制通常是通过电路实现的，其关键元件之一是传感器. 传感器可看成电路工作状态的“侦察员”，它可以向计算机系统提供信息，计算机根据这些信息作出判断并“指挥”相关设备工作.

数字化
控制
实时

【分析】
要解决这道题，需结合自动控制的实现机制和传感器的核心功能来梳理思路：首先，现代自动控制的核心依托数字化电路，因为计算机系统基于数字信号进行处理；其次，传感器的作用是监测控制电路的工作状态，相当于“侦察员”；最后，传感器必须采集实时的状态信息，才能让计算机及时做出判断与指挥，据此对应填入符合逻辑的词汇即可。
【解析】
1. 现代自动控制通常通过数字化电路实现，数字化电路是适配计算机数字信号处理的核心载体；
2. 传感器的核心任务是监测控制电路的工作状态，因此可看成控制电路工作状态的“侦察员”；
3. 传感器需要实时采集设备或环境的状态信息，为计算机系统提供实时数据，以此保障控制的及时性与准确性。
【答案】
数字化；控制；实时
【知识点】
自动控制基础、传感器功能、数字化电路
【点评】
本题属于基础识记类题目，考查自动控制与传感器的核心概念，侧重对相关术语和功能的理解，要求学生掌握自动控制的实现载体及传感器在系统中的角色。
【难度系数】
0.8

2. (1)如图所示，水槽中的两个金属片A、B可看成最简单的，它与电磁继电器构成电路，而电动机和指示灯与电磁继电器则构成电路. 电动机的作用是带动水泵向水槽中加营养液.

(2)液面高度控制工作原理：液面未达到金属片A的高度，控制电路处于状态，电磁继电器电流，电磁铁磁性，在弹簧作用下衔铁向上运动，受控电路中接入电路工作，往水槽中注入营养液. 液面达到金属片A的高度，控制电路处于状态，电磁继电器电流，电磁铁磁性，把衔铁吸下来，受控电路中接入电路工作，停止工作.

传感器
控制
受控
断路
没有
无
电动机
通路
有
有
指示灯
电动机

【分析】
1. 第一问：水槽中的金属片A、B可通过液面变化检测高度，属于最简单的传感器。电磁继电器的电路分为控制电路和受控电路，A、B与电磁继电器的电磁铁部分组成控制电路，负责控制电磁铁的通断；电动机、指示灯所在电路受电磁继电器控制，属于受控电路。
2. 第二问：液面未达A高度时，A、B间无导电液体，控制电路断路，无电流通过电磁继电器，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧作用下抬起，受控电路中电动机接入工作；液面达A高度时，水导电使控制电路通路，电磁继电器有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，受控电路中指示灯接入，电动机停止工作。
【解析】
(1) 水槽中的两个金属片A、B可检测液面高度，是最简单的传感器；它与电磁继电器的电磁铁部分构成控制电路，该电路用于控制电磁铁的通断；电动机和指示灯与电磁继电器构成受控电路，该电路的通断由控制电路控制。
(2) 液面未达到金属片A的高度时，A、B之间无导电介质，控制电路处于断路状态，电磁继电器没有电流通过，电磁铁无磁性，在弹簧作用下衔铁向上运动，受控电路中电动机接入电路工作，往水槽中注入营养液。液面达到金属片A的高度时，水作为导体使控制电路处于通路状态，电磁继电器有电流通过，电磁铁有磁性，把衔铁吸下来，受控电路中指示灯接入电路工作，电动机停止工作。
【答案】
(1) 传感器；控制；受控
(2) 断路；没有；无；电动机；通路；有；有；指示灯；电动机
【知识点】
电磁继电器原理；传感器应用；电路通断判断
【点评】
本题考查电磁继电器的实际应用，需明确控制电路与受控电路的区别，理解液面变化对电路的控制作用，掌握电磁继电器的工作流程是解题核心。
【难度系数】
0.6

1. 在学习了电学知识后，某科学兴趣小组同学开展制作烟雾报警器的项目化学习.

【项目名称】制作烟雾报警器.
【相关资料】如图甲所示，烟雾报警器内部由发射电路和接收电路组成. 发射电路发射的红外光会被外界烟尘粒子散射，烟的浓度越大，接收电路接收到的光强度越强. 接收电路能够将光信号转化为电信号，最后转化成报警信号.
【项目任务】小组同学讨论后，确定烟雾报警器的要求如下：供电电源：6 V、报警电流：
$≥$250 mA.
功能：当环境中的烟雾浓度升高至一定值时，立刻报警鸣叫.
【方案设计】
(1)小组同学讨论后，利用光敏电阻对烟雾报警器的接收电路部分进行设计，如图乙所示. 其中，光敏电阻$R_x$的大小会随着接收到的红外光束的强弱发生变化，根据设计电路可判断电磁铁上端为极，电路中设计了保护电阻和报警器，其中报警器在(填字母)处.
【器材选择】
(2)根据上述要求，该兴趣小组的同学从实验室选择所需器材，其中电源电压$U_1$恒为6 V，滑动变阻器规格为“50 Ω 2 A”，要想实现烟雾报警器的功能，他们选择的光敏电阻$R_x$的阻值大小随光照强度变化的图像应为图丙中的(填字母).

【项目调试】
(3)该组同学组装好电路后开始测试，闭合开关S，当设定某一报警烟雾浓度后，调节滑动变阻器，当$R_P$=9 Ω时(线圈电阻不计)，报警器恰好开始报警，则此时光敏电阻$R_x$的阻值大小为Ω.
【项目评价与反思】
(4)为了提高该烟雾报警器的灵敏度(即在烟雾更少的条件下就能报警)，你提出的改进建议：(写出一种即可).

N
B
B
15
增大电源电压(或减小滑动变阻器连入电路中的电阻)

【分析】
1. 第(1)问：判断电磁铁极性用安培定则，电流从电磁铁上端流入，下端流出，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向的一端为N极，可确定上端极性；当烟雾浓度升高，光敏电阻阻值变小，电路电流变大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，使B处电路接通，报警器工作，由此判断报警器位置。
2. 第(2)问：根据资料，烟雾浓度越大，接收光强度越强，此时需要电路电流≥250mA才能报警，即光越强时，光敏电阻阻值应越小，结合图丙图像选择符合的。
3. 第(3)问：已知电源电压和最小报警电流，根据欧姆定律先算出总电阻，再减去滑动变阻器的阻值，即可得到光敏电阻的阻值。
4. 第(4)问：提高灵敏度即烟雾更少时（光照更弱，光敏电阻阻值更大）就能报警，需保证此时电路电流仍能达到250mA，可从增大电源电压或减小滑动变阻器接入电阻的角度分析。
【解析】
(1) 根据安培定则，用右手握住电磁铁，四指指向电流的方向（从上端流入，下端流出），大拇指指向上端，所以电磁铁上端为N极；当烟雾浓度升高，光敏电阻阻值减小，电路电流增大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，B处电路接通，报警器开始工作，因此报警器在B处。
(2) 由资料可知，烟雾浓度越大，接收的光强度越强，此时需要电路电流≥250mA触发报警，说明光强度越强，光敏电阻的阻值应越小，电路电流才会越大，图丙中B图像符合光照越强，电阻越小的规律，故选B。
(3) 报警电流最小为$I=250mA=0.25A$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路总电阻$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.25A}=24Ω$，已知滑动变阻器接入电阻$R_P=9Ω$，则光敏电阻的阻值$R_x=R_{总}-R_P=24Ω-9Ω=15Ω$。
(4) 提高灵敏度，即烟雾更少（光照更弱，光敏电阻阻值更大）时就能报警，此时要保证电路电流仍能达到250mA，可采取的改进建议：增大电源电压（在总电阻较大时仍能满足电流要求），或减小滑动变阻器连入电路中的电阻（减小总电阻的最小值，使光敏电阻更大时总电阻仍能满足电流条件）。
【答案】
N；B；B；15；增大电源电压(或减小滑动变阻器连入电路中的电阻)
【知识点】
安培定则的应用；欧姆定律的计算；光敏电阻的特性
【点评】
本题结合烟雾报警器的项目化学习，综合考查了电磁学、欧姆定律以及光敏电阻的特性，将物理知识应用于实际制作，体现了物理与生活的联系，需要学生能灵活运用所学知识分析解决实际问题。
【难度系数】
0.6