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浙教版科学八下 第5章 控制系统与工程 同步练习
1．下列控制系统中，属于自动控制系统的是（　　）
A．按钮开关控制电灯 B．打开普通自来水龙头
C．声光控制开灯系统 D．控制自行车行驶方向
【答案】C
【知识点】自动控制的概念；自动控制系统
【解析】【分析】（1）控制系统按控制方式可分为人工控制和自动控制。人工控制是指在控制过程中，需要人的直接干预或全程操作才能完成控制任务；自动控制是指在控制过程中，不需要人的直接干预或全程操作，而是由控制装置自动进行控制。
（2）判断控制系统类型的关键是：控制过程中是否需要人持续、直接地参与干预。
【解答】A、按钮开关控制电灯，需要人手动按下按钮才能实现灯的亮灭，过程中需要人的直接操作，属于人工控制，不符合题意；
B、打开普通自来水龙头，需要人手动旋转或扳动开关才能出水，需要人的直接干预，属于人工控制，不符合题意；
C、声光控制开灯系统，能根据环境的声音和光线信号自动判断并控制灯的亮灭，控制过程不需要人的直接干预，属于自动控制，符合题意；
D、控制自行车行驶方向，需要人持续转动车把来调整方向，需要人的全程参与，属于人工控制，不符合题意；
故答案为：C。
2．下列电子元器件不属于传感器的是 (　　)
A．二极管 B．干簧管 C．光敏电阻 D．热敏电阻
【答案】B
【知识点】传感器
【解析】【分析】（1）传感器是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，它的作用是将非电学量（如光、热、磁、压力等）转换为电学量，从而实现信号的检测与传递。
（2）二极管是具有单向导电性的电子元器件，主要作用是整流、稳压、开关等，不具备将非电学量转换为电学量的传感功能。
【解答】A、二极管的主要特性是单向导电性，常用于整流、稳压、电路开关等，不能将非电学量转换为电学信号，不属于传感器，符合题意；
B、干簧管能感受磁场信号，当磁场变化时触点状态发生改变，将磁信号转换为电信号，属于磁传感器，不符合题意；
C、光敏电阻的阻值会随光照强度的变化而改变，可将光信号转换为电信号，属于光传感器，不符合题意；
D、热敏电阻的阻值会随温度的变化而改变，可将温度信号转换为电信号，属于温度传感器，不符合题意；
故答案为：A。
3． 变压器，是借助电磁感应原理来改变交流电压的装置。在电力行业、交通运输业着广泛的应用。下列电器设备用到了变压器的是（　　）
A．电源适配器 B．LED手电筒 C．电热毯 D．电子灭蚊器
【答案】A
【知识点】传感器
【解析】【分析】（1）传感器是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，它的作用是将非电学量（如光、热、磁、压力等）转换为电学量，从而实现信号的检测与传递。
（2）二极管是具有单向导电性的电子元器件，主要作用是整流、稳压、开关等，不具备将非电学量转换为电学量的传感功能。
【解答】A、二极管的主要特性是单向导电性，常用于整流、稳压、电路开关等，不能将非电学量转换为电学信号，不属于传感器，符合题意；
B、干簧管能感受磁场信号，当磁场变化时触点状态发生改变，将磁信号转换为电信号，属于磁传感器，不符合题意；
C、光敏电阻的阻值会随光照强度的变化而改变，可将光信号转换为电信号，属于光传感器，不符合题意；
D、热敏电阻的阻值会随温度的变化而改变，可将温度信号转换为电信号，属于温度传感器，不符合题意；
故答案为：A。
4． 某同学想要设计一套浇花的控制装置，下列传感器中最合适的是(　　)
A．湿敏传感器 B．光敏传感器 C．声敏传感器 D．化学传感器
【答案】A
【知识点】传感器；自动控制电路与元件
【解析】【分析】（1）设计浇花控制装置，核心需求是检测土壤的干湿状态，进而实现自动浇水的目的，这就需要选用能精准感知非电学量（土壤湿度）并转化为电信号的传感器。
（2）不同类型的传感器对应检测不同的物理量或化学量，需根据实际应用需求匹配选型。
【解答】A、湿敏传感器能够感知土壤湿度的变化，并将湿度这一非电学量转换为可用的电信号，可精准检测土壤干湿状态，以此控制浇水装置，是设计浇花控制装置的最合适选择，符合题意；
B、光敏传感器主要用于检测光照强度的强弱，适用于控制路灯、路灯开关等与光线相关的装置，无法检测土壤湿度，不符合题意；
C、声敏传感器主要检测声音的强弱或有无，适用于声控灯等声音控制场景，与浇花控制的需求无关，不符合题意；
D、化学传感器主要用于检测某种或某几种化学物质的成分、浓度等，浇花控制无需检测化学物质，不符合题意；
故答案为：A。
5．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。它的控制电路中可能接入的传感器是
A．温度传感器和光电传感器 B．光电传感器和声音传感器
C．声音传感器和热电传感器 D．温度传感器和热电传感器
【答案】B
【知识点】自动控制系统；传感器
【解析】【分析】（1）传感器是能将光、声、热等非电学量转换为电信号的装置，不同传感器对应检测不同的物理量，如光电传感器检测光照强度，声音传感器检测声音信号，温度 / 热电传感器检测温度变化。
（2）楼道照明灯的工作逻辑是：需要同时满足 “天黑（光照弱）” 和 “有声音” 两个条件才开启，因此控制电路需要同时接入检测光照的传感器和检测声音的传感器。
【解答】A、温度传感器用于检测温度变化，光电传感器用于检测光照强度，该组合缺少检测声音的传感器，无法实现 “有声音才开启” 的功能，不符合题意；
B、光电传感器可以检测环境的光照强度，实现 “天黑时才响应” 的条件，声音传感器可以检测声音信号，实现 “有声音才开启” 的条件，二者组合可满足楼道照明灯的工作逻辑，符合题意；
C、声音传感器可检测声音信号，但热电传感器用于检测温度变化，无法检测光照强度，不能实现 “白天不响应” 的要求，不符合题意；
D、温度传感器和热电传感器均用于检测温度变化，既无法检测光照强度，也无法检测声音信号，不能实现题中描述的功能，不符合题意；
故答案为：B。
6．根据消防要求，仓库、图书馆等场所都要安装火灾自动报警系统。当烟雾探测器检测到的烟雾浓度超过设定值时，电子开关被接通，报警器发出声光信号进行报警。关于该报警控制系统，以下说法中正确的是 (　　)
A．输出量是有无声光信号
B．被控对象是仓库、图书馆等场所
C．控制器是电子开关
D．输入量是声光信号
【答案】A
【知识点】自动控制系统
【解析】【分析】（1）控制系统的基本组成包括输入量、控制器、执行器、被控对象和输出量。输入量是控制系统的给定信号或被控量的反馈信号，输出量是控制系统最终的控制结果，被控对象是控制系统中被控制的装置或生产过程，控制器是对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件，执行器是直接对被控对象进行控制的装置或元件。
（2）在火灾自动报警控制系统中，输入量是烟雾探测器检测到的烟雾浓度信号，控制器是处理烟雾浓度信号的装置，执行器是电子开关，被控对象是报警器，输出量是报警器发出的声光信号。
【解答】A、在该报警控制系统中，最终的控制结果是报警器是否发出声光信号，因此输出量是有无声光信号，说法正确；
B、该控制系统的控制目标是让报警器发出声光信号，被控对象是报警器，而非仓库、图书馆等场所，说法错误；
C、电子开关是直接控制报警器工作的装置，属于执行器，控制器是处理烟雾浓度信号的装置，说法错误；
D、该控制系统的输入量是烟雾探测器检测到的烟雾浓度信号，声光信号是输出量，说法错误；
故答案为：A。
7． 如图所示的快递分拣系统，包含快递输送子系统和抓取子系统，其工作过程为：快递整齐排列在传送带上，输送到扫描区，扫描仪扫描快递上的条形码后将相关信息输送到工控机，工控机根据相关信息控制机械手，将快递分拣到不同分拣框内。下列关于该快递分拣系统的设计与分析中不恰当的是 (　　)
A．扫描仪的扫描速度会影响分拣效率
B．机械手设计时不需考虑快递的重量
C．扫描仪传感器的可靠性会影响分拣系统的稳定性
D．设计系统时需根据传送带的运行速度计算出机械手的运行速度
【答案】B
【知识点】自动控制系统；自动控制电路与元件
【解析】【分析】（1）系统设计需遵循整体性、相关性、目的性等原则，各要素之间相互关联、相互影响，一个要素的变化可能会引起整个系统功能的改变。
（2）自动分拣系统中，扫描仪、机械手、传送带等子系统协同工作，机械手的设计（如运行速度、抓取力度）需匹配快递的实际属性及传送带的运行状态，才能保证分拣的高效与稳定。
【解答】A、扫描仪的扫描速度会直接影响快递在传送带上的输送节奏与信息采集效率，进而影响整体分拣效率，该分析恰当，不符合题意；
B、机械手的抓取动作需要承受快递的重量，若不考虑快递重量，可能出现抓取不牢固、损坏快递或机械手过载损坏的问题，因此设计时必须考虑，该说法不恰当，符合题意；
C、扫描仪是获取快递信息的核心传感器，其可靠性直接决定了信息采集的准确性，进而影响分拣系统的分拣稳定性，该分析恰当，不符合题意；
D、传送带运行速度决定了快递的输送位置，机械手需配合传送带速度精准抓取，因此设计系统时需据此计算机械手运行速度，保证动作匹配，该分析恰当，不符合题意；
故答案为：B。
8． 某养鸡场种蛋孵化器温控系统的工作原理为：当温度传感器检测到孵化器内的实际温度低于设定温度时，控制器发出指令，启动执行器开始制热；当实际温度达到或超过设定温度时，执行器停止工作。该系统通过检测装置持续获取实际温度，并将其反馈给控制器，实时调整执行器状态，以维持温度稳定。针对该控制系统，回答下列问题：
（1）从控制过程中有无人工干预的情形来分，该控制属于　 　控制。
（2）该控制系统的执行器是　 　，检测装置是　 　。
【答案】（1）自动
（2）制热设备；温度检测装置
【知识点】自动控制系统；传感器
【解析】【分析】（1）控制系统按控制过程中是否需要人工直接干预，可分为人工控制和自动控制。自动控制是指在控制过程中，不需要人的直接干预，而是由控制装置自动完成控制任务；人工控制则需要人持续、直接地参与控制过程。
（2）闭环控制系统的基本组成包括控制器、执行器、被控对象、检测装置等。其中，执行器是直接对被控对象进行控制的装置或元件；检测装置的作用是检测被控量，并将其转换为控制器可识别的信号反馈给控制器。
【解答】(1) 该温控系统能通过温度传感器、控制器、执行器自动调节温度，控制过程中无需人工直接干预，因此属于自动控制；
(2) 该系统中，直接执行制热 / 停止制热动作的是制热设备，因此执行器是制热设备；用于检测实际温度并反馈信号的是温度传感器（温度检测装置），因此检测装置是温度传感器（或温度检测装置）；
故答案为：(1) 自动；
(2) 制热设备；温度传感器（或温度检测装置）。
9．发光二极管(简称LED)，具有单向导电性。它是　 　(填“导体”“绝缘体”“半导体”)制成的。如图所示，按图1连接时 A 表有示数，LED发光；将LED 两极反过来如图2连接时 A 表无示数，LED不发光。请根据上述实验现象判断，两种情况下 LED 的电阻是否相同：　 　(填“相同”或“不相同”)。简述你判断过程：　 　。
【答案】半导体；不相同；电源电压不变，由可知是电阻不同引起的电流变化
【知识点】半导体和超导体
【解析】【分析】（1）LED（发光二极管）属于半导体器件，半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，且具有单向导电的特性，这是 LED 能够实现只单向发光的核心原理。
（2）根据欧姆定律 ，在电压 U 不变的情况下，电流 I 的大小与电阻 R 成反比，即电流不同说明电路中的电阻发生了变化。
【解答】LED 是由半导体材料制成的电子元器件，其导电性能介于导体与绝缘体之间，且具备独特的单向导电特性；
图 1 中 LED 发光且电流表有示数，说明电路中电流较大；图 2 中 LED 反向连接后电流表无示数，说明电路中几乎没有电流；
电源电压保持不变，结合欧姆定律 分析，电流出现明显差异的直接原因是 LED 两端的电阻值发生了改变，因此两种情况下 LED 的电阻不相同；
故填：半导体；不相同；电源电压不变，由可知是电阻不同引起的电流变化。
10． 在干燥的冬季，手触摸金属门把手，有时有触电的感觉，这是因为摩擦起电使人体带一定量电荷，当手触摸门把手时产生放电现象。有一种静电消除器，如图甲，其内部电路可简化为图乙，R是高值电阻，假设手握住A 点，用B 点接触门把手，产生放电现象，红色二极管瞬间发光，则手带　 　(填“正”或“负”)电荷。
【答案】负
【知识点】电荷间的相互作用规律；导体、半导体和绝缘体；自动控制电路与元件
【解析】【分析】（1）发光二极管（LED）具有单向导电性，只有当电流从二极管的正极流入、负极流出时，二极管才会导通发光；反之则不导通、不发光。
（2）电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷（电子）定向移动的方向相反。
（3）金属门把手可视为导体，在放电过程中，电流会从高电势端流向低电势端，结合二极管的导通状态可判断电流方向，进而判断电荷的正负。
【解答】红色二极管瞬间发光，说明此时有电流通过红色二极管，且电流方向符合二极管的导通要求；
根据图乙中红色二极管的极性（“-” 端接 A 侧，“+” 端接 B 侧），可知电流必须从 B 侧流向 A 侧，才能让红色二极管导通发光；
电流方向是从 B（门把手）流向 A（手），根据电流方向的定义，正电荷定向移动方向与电流方向一致，负电荷定向移动方向与电流方向相反，因此手带的电荷定向移动方向是从 A 流向 B，即手带负电荷；
验证：若手带负电，电子会从 A（手）经电路流向 B（门把手），电子移动方向与电流方向相反，即电流从 B 流向 A，符合红色二极管的导通条件，因此判断正确。
故答案为：负。
11． 如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器R1 上。R1 所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一定值时，控制电路接通，电磁铁吸动分拣板的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是 (　　)
A．为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数
B．为了选出质量更大的苹果可以将电源 A 的输出电压减小
C．为了选出质量更大的苹果可以增大 R2 的阻值
D．质量大的苹果将进入上通道
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁继电器的组成、原理和特点；自动控制电路与元件
【解析】【分析】（1）欧姆定律：在串联电路中，电流处处相等，电路总电阻等于各分电阻之和，根据
可知，电源电压不变时，电路总电阻越小，电流越大；根据 U=IR 可知，定值电阻两端的电压与电路中的电流成正比。
（2）电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关，电流越大、线圈匝数越多，磁性越强。
（3）电路工作逻辑：R1与 R2串联，R1受压力越大（苹果质量越大），阻值越小，电路电流越大，R2两端电压越高，当电压超过设定值时，电磁铁吸合衔铁，分拣板动作。
【解答】A、增加电磁铁线圈匝数，只会增强电磁铁的磁性，无法改变 R2两端电压达到设定值时对应的 R1阻值，因此不能改变触发分拣所需的苹果质量，该说法错误，不符合题意；
B、减小电源 A 的输出电压，若要使 R2两端电压达到设定值，需要电路中的电流更大，对应的 R1阻值更小，即需要更大的压力（更大质量的苹果），因此可以选出质量更大的苹果，该说法正确，符合题意；
C、增大 R2的阻值，根据串联分压规律，在相同电流下 R2两端的电压会升高，会在 R1阻值较大（苹果质量较小）时就触发分拣，因此只能选出质量更小的苹果，该说法错误，不符合题意；
D、质量大的苹果会使 R1阻值变小，电路电流变大，R2两端电压达到设定值，电磁铁吸合衔铁，分拣板动作，苹果会进入下通道，而非上通道，该说法错误，不符合题意；
故答案为：B。
12．如图所示为某储气罐压力自动控制和自动报警系统示意图.压力变送器检测储气罐中的压力值，该值被送到控制器，与设定压力值进行比较，控制器根据偏差值控制变频气泵的转速，从而使储气罐的实际压力达到设定值，当压力值超出设定上限时，就发出报警信号，并自动排气。据图完成下列问题：
（1）根据示意图及其描述，补充完整压力自动控制循环系统方框图.
①　 　；②　 　；③　 　。
（2）当压力自动控制系统出现故障，导致储气罐内气体压力过高，在此情况下对储气罐有保护的是　 　。
①去车间的送气管道 ②自动排气管道
【答案】（1）变频气泵；储气罐；压力变送器
（2）②
【知识点】自动控制系统；传感器
【解析】【分析】（1）闭环控制系统由控制器、执行器、被控对象、检测装置等部分组成。执行器负责执行控制指令直接改变被控对象的状态；被控对象是被控制的装置或系统；检测装置负责检测被控对象的输出量，并反馈给控制器与设定值进行比较。
（2）在储储气罐压力自动控制系统中，控制器根据设定压力与实际压力的偏差，控制执行器工作，从而实现压力的自动调节，属于闭环控制。
（3）自动排气装置属于系统的保护装置，当控制系统故障导致压力过高时，自动排气装置会开启泄压，保障储气罐安全。
【解答】（1）①在该闭环控制系统中，控制器输出控制指令，直接改变储气罐内压力的设备是变频气泵，因此①是变频气泵；
②变频气泵工作后直接作用于储储气罐，改变储气罐内的实际压力，因此②是储气罐；
③用于检测储气罐内实际压力值并反馈给控制器的装置是压力变送器，因此③是压力变送器；
（2）当压力自动控制系统出现故障导致储气罐内气体压力过高时，①去车间的送气管道主要用于供气，无法解决压力过高的问题；②自动排气管道能够在压力超限时自动开启，将罐内气体排出从而降低压力，对储气罐起到保护作用，因此选②。
故答案为：（1）①变频气泵；②储气罐；③压力变送器；
（2）②。
13． 在“利用传感器制作简单的自动控制”实验中，图1是简单的门窗磁控防盗报警装置示意图。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2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　 　(填“正极”或“负极”)；
②连接好电路，闭合开关S，接通电源，将磁体靠近和离开干簧管，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】正极；二极管发光；蜂鸣器发声
【知识点】导体、半导体和绝缘体；电磁铁的其他应用；自动控制系统；自动控制电路与元件
【解析】【分析】（1）发光二极管（LED）具有单向导电性，只有电流从其正极流入、负极流出时，二极管才能导通发光；反之则处于截止状态。
（2）干簧管是一种磁控开关，当外部有磁场靠近时，内部簧片被磁化吸合，开关导通；当磁场远离时，簧片段开，开关截止。
（3）继电器通过线圈通电产生磁场，吸合衔铁，实现电路的通断切换，从而控制不同用电器的工作状态。
【解答】（1）发光二极管 LED 正常发光时，电流需从正极流入、负极流出。由图 2 可知，LED 的负极接干簧管 SA，正极接电阻 R，因此电流应从 P 点流入，P 点应接直流电源的正极；
（2）当磁体 M 靠近干簧管时，干簧管受磁场作用导通，此时电流经 LED、R 形成回路，因此实验现象为：二极管发光，蜂鸣器不工作；
（3）当磁体 M 离开干簧管时，干簧管断开，电流无法通过 LED 支路，继电器线圈通电，衔铁吸合，蜂鸣器所在支路接通，因此实验现象为：二极管熄灭，蜂鸣器发声报警；
故答案为：①正极；②二极管发光，蜂鸣器不工作；③二极管熄灭，蜂鸣器发声。
14． 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a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，小明制作了如图b所示的模型。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展开斜坡板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）核心传动机构设计：选用减速电机 + 蜗杆蜗轮传动方案。减速电机输出端连接蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮固定在转动轴上，通过蜗杆蜗轮的减速增扭作用，为斜坡板提供足够的动力，同时利用蜗轮蜗杆的自锁特性，使斜坡板在任意展开角度都能保持稳定，防止意外回落；
（2）转动轴与连接结构：转动轴两端通过轴座固定在收纳处支架上，保证转动的稳定性；轴上设计卡接结构，与斜坡板的端部可靠连接，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：转动轴直径：10mm，适配卡接结构与轴座；
轴座与支架的安装位置：距收纳处端部 100mm，避免与斜坡板运动干涉；
蜗杆蜗轮安装位置：位于转动轴中部，靠近减速电机一侧，确保受力均匀；
（4）功能与安全保障：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可防止斜坡板在断电或外力作用下意外转动，满足安全使用要求。

【知识点】工程的测试与改进；工程成果发布与交流；认识技术与工程；现代的制造技术与工程；电池传感器的设计与制作
【解析】【分析】（1）机械传动与减速机构：蜗杆蜗轮传动是一种常用的减速机构，可将减速电机的高转速、低扭矩输出，转化为低转速、高扭矩输出，满足斜坡板展开 / 收回时的大扭矩需求，同时具备自锁特性，可防止斜坡板在重力作用下意外回落，保障安全。
（2）轴连接与固定：轴座用于支撑转动轴，卡接结构用于将斜坡板与转动轴可靠连接，确保电机输出的扭矩能稳定传递给斜坡板，实现绕轴的旋转动作，同时方便安装与拆卸。
（3）人机工程与结构稳定性：设计需结合斜坡板尺寸（800×800×10mm）与安装空间，保证斜坡板展开时一端能平稳接触地面，形成安全坡度；同时需保证装置整体牢固可靠，满足承重与反复使用的需求。
【解答】（1）核心传动机构设计：选用减速电机 + 蜗杆蜗轮传动方案。减速电机输出端连接蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮固定在转动轴上，通过蜗杆蜗轮的减速增扭作用，为斜坡板提供足够的动力，同时利用蜗轮蜗杆的自锁特性，使斜坡板在任意展开角度都能保持稳定，防止意外回落；
（2）转动轴与连接结构：转动轴两端通过轴座固定在收纳处支架上，保证转动的稳定性；轴上设计卡接结构，与斜坡板的端部可靠连接，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：转动轴直径：10mm，适配卡接结构与轴座；
轴座与支架的安装位置：距收纳处端部 100mm，避免与斜坡板运动干涉；
蜗杆蜗轮安装位置：位于转动轴中部，靠近减速电机一侧，确保受力均匀；
（4）功能与安全保障：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可防止斜坡板在断电或外力作用下意外转动，满足安全使用要求。
1 / 1浙教版科学八下 第5章 控制系统与工程 同步练习
1．下列控制系统中，属于自动控制系统的是（　　）
A．按钮开关控制电灯 B．打开普通自来水龙头
C．声光控制开灯系统 D．控制自行车行驶方向
2．下列电子元器件不属于传感器的是 (　　)
A．二极管 B．干簧管 C．光敏电阻 D．热敏电阻
3． 变压器，是借助电磁感应原理来改变交流电压的装置。在电力行业、交通运输业着广泛的应用。下列电器设备用到了变压器的是（　　）
A．电源适配器 B．LED手电筒 C．电热毯 D．电子灭蚊器
4． 某同学想要设计一套浇花的控制装置，下列传感器中最合适的是(　　)
A．湿敏传感器 B．光敏传感器 C．声敏传感器 D．化学传感器
5．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。它的控制电路中可能接入的传感器是
A．温度传感器和光电传感器 B．光电传感器和声音传感器
C．声音传感器和热电传感器 D．温度传感器和热电传感器
6．根据消防要求，仓库、图书馆等场所都要安装火灾自动报警系统。当烟雾探测器检测到的烟雾浓度超过设定值时，电子开关被接通，报警器发出声光信号进行报警。关于该报警控制系统，以下说法中正确的是 (　　)
A．输出量是有无声光信号
B．被控对象是仓库、图书馆等场所
C．控制器是电子开关
D．输入量是声光信号
7． 如图所示的快递分拣系统，包含快递输送子系统和抓取子系统，其工作过程为：快递整齐排列在传送带上，输送到扫描区，扫描仪扫描快递上的条形码后将相关信息输送到工控机，工控机根据相关信息控制机械手，将快递分拣到不同分拣框内。下列关于该快递分拣系统的设计与分析中不恰当的是 (　　)
A．扫描仪的扫描速度会影响分拣效率
B．机械手设计时不需考虑快递的重量
C．扫描仪传感器的可靠性会影响分拣系统的稳定性
D．设计系统时需根据传送带的运行速度计算出机械手的运行速度
8． 某养鸡场种蛋孵化器温控系统的工作原理为：当温度传感器检测到孵化器内的实际温度低于设定温度时，控制器发出指令，启动执行器开始制热；当实际温度达到或超过设定温度时，执行器停止工作。该系统通过检测装置持续获取实际温度，并将其反馈给控制器，实时调整执行器状态，以维持温度稳定。针对该控制系统，回答下列问题：
（1）从控制过程中有无人工干预的情形来分，该控制属于　 　控制。
（2）该控制系统的执行器是　 　，检测装置是　 　。
9．发光二极管(简称LED)，具有单向导电性。它是　 　(填“导体”“绝缘体”“半导体”)制成的。如图所示，按图1连接时 A 表有示数，LED发光；将LED 两极反过来如图2连接时 A 表无示数，LED不发光。请根据上述实验现象判断，两种情况下 LED 的电阻是否相同：　 　(填“相同”或“不相同”)。简述你判断过程：　 　。
10． 在干燥的冬季，手触摸金属门把手，有时有触电的感觉，这是因为摩擦起电使人体带一定量电荷，当手触摸门把手时产生放电现象。有一种静电消除器，如图甲，其内部电路可简化为图乙，R是高值电阻，假设手握住A 点，用B 点接触门把手，产生放电现象，红色二极管瞬间发光，则手带　 　(填“正”或“负”)电荷。
11． 如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器R1 上。R1 所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一定值时，控制电路接通，电磁铁吸动分拣板的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是 (　　)
A．为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数
B．为了选出质量更大的苹果可以将电源 A 的输出电压减小
C．为了选出质量更大的苹果可以增大 R2 的阻值
D．质量大的苹果将进入上通道
12．如图所示为某储气罐压力自动控制和自动报警系统示意图.压力变送器检测储气罐中的压力值，该值被送到控制器，与设定压力值进行比较，控制器根据偏差值控制变频气泵的转速，从而使储气罐的实际压力达到设定值，当压力值超出设定上限时，就发出报警信号，并自动排气。据图完成下列问题：
（1）根据示意图及其描述，补充完整压力自动控制循环系统方框图.
①　 　；②　 　；③　 　。
（2）当压力自动控制系统出现故障，导致储气罐内气体压力过高，在此情况下对储气罐有保护的是　 　。
①去车间的送气管道 ②自动排气管道
13． 在“利用传感器制作简单的自动控制”实验中，图1是简单的门窗磁控防盗报警装置示意图。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2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　 　(填“正极”或“负极”)；
②连接好电路，闭合开关S，接通电源，将磁体靠近和离开干簧管，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 　 　 　 　
14． 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a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，小明制作了如图b所示的模型。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展开斜坡板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。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】自动控制的概念；自动控制系统
【解析】【分析】（1）控制系统按控制方式可分为人工控制和自动控制。人工控制是指在控制过程中，需要人的直接干预或全程操作才能完成控制任务；自动控制是指在控制过程中，不需要人的直接干预或全程操作，而是由控制装置自动进行控制。
（2）判断控制系统类型的关键是：控制过程中是否需要人持续、直接地参与干预。
【解答】A、按钮开关控制电灯，需要人手动按下按钮才能实现灯的亮灭，过程中需要人的直接操作，属于人工控制，不符合题意；
B、打开普通自来水龙头，需要人手动旋转或扳动开关才能出水，需要人的直接干预，属于人工控制，不符合题意；
C、声光控制开灯系统，能根据环境的声音和光线信号自动判断并控制灯的亮灭，控制过程不需要人的直接干预，属于自动控制，符合题意；
D、控制自行车行驶方向，需要人持续转动车把来调整方向，需要人的全程参与，属于人工控制，不符合题意；
故答案为：C。
2．【答案】B
【知识点】传感器
【解析】【分析】（1）传感器是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，它的作用是将非电学量（如光、热、磁、压力等）转换为电学量，从而实现信号的检测与传递。
（2）二极管是具有单向导电性的电子元器件，主要作用是整流、稳压、开关等，不具备将非电学量转换为电学量的传感功能。
【解答】A、二极管的主要特性是单向导电性，常用于整流、稳压、电路开关等，不能将非电学量转换为电学信号，不属于传感器，符合题意；
B、干簧管能感受磁场信号，当磁场变化时触点状态发生改变，将磁信号转换为电信号，属于磁传感器，不符合题意；
C、光敏电阻的阻值会随光照强度的变化而改变，可将光信号转换为电信号，属于光传感器，不符合题意；
D、热敏电阻的阻值会随温度的变化而改变，可将温度信号转换为电信号，属于温度传感器，不符合题意；
故答案为：A。
3．【答案】A
【知识点】传感器
【解析】【分析】（1）传感器是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，它的作用是将非电学量（如光、热、磁、压力等）转换为电学量，从而实现信号的检测与传递。
（2）二极管是具有单向导电性的电子元器件，主要作用是整流、稳压、开关等，不具备将非电学量转换为电学量的传感功能。
【解答】A、二极管的主要特性是单向导电性，常用于整流、稳压、电路开关等，不能将非电学量转换为电学信号，不属于传感器，符合题意；
B、干簧管能感受磁场信号，当磁场变化时触点状态发生改变，将磁信号转换为电信号，属于磁传感器，不符合题意；
C、光敏电阻的阻值会随光照强度的变化而改变，可将光信号转换为电信号，属于光传感器，不符合题意；
D、热敏电阻的阻值会随温度的变化而改变，可将温度信号转换为电信号，属于温度传感器，不符合题意；
故答案为：A。
4．【答案】A
【知识点】传感器；自动控制电路与元件
【解析】【分析】（1）设计浇花控制装置，核心需求是检测土壤的干湿状态，进而实现自动浇水的目的，这就需要选用能精准感知非电学量（土壤湿度）并转化为电信号的传感器。
（2）不同类型的传感器对应检测不同的物理量或化学量，需根据实际应用需求匹配选型。
【解答】A、湿敏传感器能够感知土壤湿度的变化，并将湿度这一非电学量转换为可用的电信号，可精准检测土壤干湿状态，以此控制浇水装置，是设计浇花控制装置的最合适选择，符合题意；
B、光敏传感器主要用于检测光照强度的强弱，适用于控制路灯、路灯开关等与光线相关的装置，无法检测土壤湿度，不符合题意；
C、声敏传感器主要检测声音的强弱或有无，适用于声控灯等声音控制场景，与浇花控制的需求无关，不符合题意；
D、化学传感器主要用于检测某种或某几种化学物质的成分、浓度等，浇花控制无需检测化学物质，不符合题意；
故答案为：A。
5．【答案】B
【知识点】自动控制系统；传感器
【解析】【分析】（1）传感器是能将光、声、热等非电学量转换为电信号的装置，不同传感器对应检测不同的物理量，如光电传感器检测光照强度，声音传感器检测声音信号，温度 / 热电传感器检测温度变化。
（2）楼道照明灯的工作逻辑是：需要同时满足 “天黑（光照弱）” 和 “有声音” 两个条件才开启，因此控制电路需要同时接入检测光照的传感器和检测声音的传感器。
【解答】A、温度传感器用于检测温度变化，光电传感器用于检测光照强度，该组合缺少检测声音的传感器，无法实现 “有声音才开启” 的功能，不符合题意；
B、光电传感器可以检测环境的光照强度，实现 “天黑时才响应” 的条件，声音传感器可以检测声音信号，实现 “有声音才开启” 的条件，二者组合可满足楼道照明灯的工作逻辑，符合题意；
C、声音传感器可检测声音信号，但热电传感器用于检测温度变化，无法检测光照强度，不能实现 “白天不响应” 的要求，不符合题意；
D、温度传感器和热电传感器均用于检测温度变化，既无法检测光照强度，也无法检测声音信号，不能实现题中描述的功能，不符合题意；
故答案为：B。
6．【答案】A
【知识点】自动控制系统
【解析】【分析】（1）控制系统的基本组成包括输入量、控制器、执行器、被控对象和输出量。输入量是控制系统的给定信号或被控量的反馈信号，输出量是控制系统最终的控制结果，被控对象是控制系统中被控制的装置或生产过程，控制器是对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件，执行器是直接对被控对象进行控制的装置或元件。
（2）在火灾自动报警控制系统中，输入量是烟雾探测器检测到的烟雾浓度信号，控制器是处理烟雾浓度信号的装置，执行器是电子开关，被控对象是报警器，输出量是报警器发出的声光信号。
【解答】A、在该报警控制系统中，最终的控制结果是报警器是否发出声光信号，因此输出量是有无声光信号，说法正确；
B、该控制系统的控制目标是让报警器发出声光信号，被控对象是报警器，而非仓库、图书馆等场所，说法错误；
C、电子开关是直接控制报警器工作的装置，属于执行器，控制器是处理烟雾浓度信号的装置，说法错误；
D、该控制系统的输入量是烟雾探测器检测到的烟雾浓度信号，声光信号是输出量，说法错误；
故答案为：A。
7．【答案】B
【知识点】自动控制系统；自动控制电路与元件
【解析】【分析】（1）系统设计需遵循整体性、相关性、目的性等原则，各要素之间相互关联、相互影响，一个要素的变化可能会引起整个系统功能的改变。
（2）自动分拣系统中，扫描仪、机械手、传送带等子系统协同工作，机械手的设计（如运行速度、抓取力度）需匹配快递的实际属性及传送带的运行状态，才能保证分拣的高效与稳定。
【解答】A、扫描仪的扫描速度会直接影响快递在传送带上的输送节奏与信息采集效率，进而影响整体分拣效率，该分析恰当，不符合题意；
B、机械手的抓取动作需要承受快递的重量，若不考虑快递重量，可能出现抓取不牢固、损坏快递或机械手过载损坏的问题，因此设计时必须考虑，该说法不恰当，符合题意；
C、扫描仪是获取快递信息的核心传感器，其可靠性直接决定了信息采集的准确性，进而影响分拣系统的分拣稳定性，该分析恰当，不符合题意；
D、传送带运行速度决定了快递的输送位置，机械手需配合传送带速度精准抓取，因此设计系统时需据此计算机械手运行速度，保证动作匹配，该分析恰当，不符合题意；
故答案为：B。
8．【答案】（1）自动
（2）制热设备；温度检测装置
【知识点】自动控制系统；传感器
【解析】【分析】（1）控制系统按控制过程中是否需要人工直接干预，可分为人工控制和自动控制。自动控制是指在控制过程中，不需要人的直接干预，而是由控制装置自动完成控制任务；人工控制则需要人持续、直接地参与控制过程。
（2）闭环控制系统的基本组成包括控制器、执行器、被控对象、检测装置等。其中，执行器是直接对被控对象进行控制的装置或元件；检测装置的作用是检测被控量，并将其转换为控制器可识别的信号反馈给控制器。
【解答】(1) 该温控系统能通过温度传感器、控制器、执行器自动调节温度，控制过程中无需人工直接干预，因此属于自动控制；
(2) 该系统中，直接执行制热 / 停止制热动作的是制热设备，因此执行器是制热设备；用于检测实际温度并反馈信号的是温度传感器（温度检测装置），因此检测装置是温度传感器（或温度检测装置）；
故答案为：(1) 自动；
(2) 制热设备；温度传感器（或温度检测装置）。
9．【答案】半导体；不相同；电源电压不变，由可知是电阻不同引起的电流变化
【知识点】半导体和超导体
【解析】【分析】（1）LED（发光二极管）属于半导体器件，半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，且具有单向导电的特性，这是 LED 能够实现只单向发光的核心原理。
（2）根据欧姆定律 ，在电压 U 不变的情况下，电流 I 的大小与电阻 R 成反比，即电流不同说明电路中的电阻发生了变化。
【解答】LED 是由半导体材料制成的电子元器件，其导电性能介于导体与绝缘体之间，且具备独特的单向导电特性；
图 1 中 LED 发光且电流表有示数，说明电路中电流较大；图 2 中 LED 反向连接后电流表无示数，说明电路中几乎没有电流；
电源电压保持不变，结合欧姆定律 分析，电流出现明显差异的直接原因是 LED 两端的电阻值发生了改变，因此两种情况下 LED 的电阻不相同；
故填：半导体；不相同；电源电压不变，由可知是电阻不同引起的电流变化。
10．【答案】负
【知识点】电荷间的相互作用规律；导体、半导体和绝缘体；自动控制电路与元件
【解析】【分析】（1）发光二极管（LED）具有单向导电性，只有当电流从二极管的正极流入、负极流出时，二极管才会导通发光；反之则不导通、不发光。
（2）电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷（电子）定向移动的方向相反。
（3）金属门把手可视为导体，在放电过程中，电流会从高电势端流向低电势端，结合二极管的导通状态可判断电流方向，进而判断电荷的正负。
【解答】红色二极管瞬间发光，说明此时有电流通过红色二极管，且电流方向符合二极管的导通要求；
根据图乙中红色二极管的极性（“-” 端接 A 侧，“+” 端接 B 侧），可知电流必须从 B 侧流向 A 侧，才能让红色二极管导通发光；
电流方向是从 B（门把手）流向 A（手），根据电流方向的定义，正电荷定向移动方向与电流方向一致，负电荷定向移动方向与电流方向相反，因此手带的电荷定向移动方向是从 A 流向 B，即手带负电荷；
验证：若手带负电，电子会从 A（手）经电路流向 B（门把手），电子移动方向与电流方向相反，即电流从 B 流向 A，符合红色二极管的导通条件，因此判断正确。
故答案为：负。
11．【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁继电器的组成、原理和特点；自动控制电路与元件
【解析】【分析】（1）欧姆定律：在串联电路中，电流处处相等，电路总电阻等于各分电阻之和，根据
可知，电源电压不变时，电路总电阻越小，电流越大；根据 U=IR 可知，定值电阻两端的电压与电路中的电流成正比。
（2）电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关，电流越大、线圈匝数越多，磁性越强。
（3）电路工作逻辑：R1与 R2串联，R1受压力越大（苹果质量越大），阻值越小，电路电流越大，R2两端电压越高，当电压超过设定值时，电磁铁吸合衔铁，分拣板动作。
【解答】A、增加电磁铁线圈匝数，只会增强电磁铁的磁性，无法改变 R2两端电压达到设定值时对应的 R1阻值，因此不能改变触发分拣所需的苹果质量，该说法错误，不符合题意；
B、减小电源 A 的输出电压，若要使 R2两端电压达到设定值，需要电路中的电流更大，对应的 R1阻值更小，即需要更大的压力（更大质量的苹果），因此可以选出质量更大的苹果，该说法正确，符合题意；
C、增大 R2的阻值，根据串联分压规律，在相同电流下 R2两端的电压会升高，会在 R1阻值较大（苹果质量较小）时就触发分拣，因此只能选出质量更小的苹果，该说法错误，不符合题意；
D、质量大的苹果会使 R1阻值变小，电路电流变大，R2两端电压达到设定值，电磁铁吸合衔铁，分拣板动作，苹果会进入下通道，而非上通道，该说法错误，不符合题意；
故答案为：B。
12．【答案】（1）变频气泵；储气罐；压力变送器
（2）②
【知识点】自动控制系统；传感器
【解析】【分析】（1）闭环控制系统由控制器、执行器、被控对象、检测装置等部分组成。执行器负责执行控制指令直接改变被控对象的状态；被控对象是被控制的装置或系统；检测装置负责检测被控对象的输出量，并反馈给控制器与设定值进行比较。
（2）在储储气罐压力自动控制系统中，控制器根据设定压力与实际压力的偏差，控制执行器工作，从而实现压力的自动调节，属于闭环控制。
（3）自动排气装置属于系统的保护装置，当控制系统故障导致压力过高时，自动排气装置会开启泄压，保障储气罐安全。
【解答】（1）①在该闭环控制系统中，控制器输出控制指令，直接改变储气罐内压力的设备是变频气泵，因此①是变频气泵；
②变频气泵工作后直接作用于储储气罐，改变储气罐内的实际压力，因此②是储气罐；
③用于检测储气罐内实际压力值并反馈给控制器的装置是压力变送器，因此③是压力变送器；
（2）当压力自动控制系统出现故障导致储气罐内气体压力过高时，①去车间的送气管道主要用于供气，无法解决压力过高的问题；②自动排气管道能够在压力超限时自动开启，将罐内气体排出从而降低压力，对储气罐起到保护作用，因此选②。
故答案为：（1）①变频气泵；②储气罐；③压力变送器；
（2）②。
13．【答案】正极；二极管发光；蜂鸣器发声
【知识点】导体、半导体和绝缘体；电磁铁的其他应用；自动控制系统；自动控制电路与元件
【解析】【分析】（1）发光二极管（LED）具有单向导电性，只有电流从其正极流入、负极流出时，二极管才能导通发光；反之则处于截止状态。
（2）干簧管是一种磁控开关，当外部有磁场靠近时，内部簧片被磁化吸合，开关导通；当磁场远离时，簧片段开，开关截止。
（3）继电器通过线圈通电产生磁场，吸合衔铁，实现电路的通断切换，从而控制不同用电器的工作状态。
【解答】（1）发光二极管 LED 正常发光时，电流需从正极流入、负极流出。由图 2 可知，LED 的负极接干簧管 SA，正极接电阻 R，因此电流应从 P 点流入，P 点应接直流电源的正极；
（2）当磁体 M 靠近干簧管时，干簧管受磁场作用导通，此时电流经 LED、R 形成回路，因此实验现象为：二极管发光，蜂鸣器不工作；
（3）当磁体 M 离开干簧管时，干簧管断开，电流无法通过 LED 支路，继电器线圈通电，衔铁吸合，蜂鸣器所在支路接通，因此实验现象为：二极管熄灭，蜂鸣器发声报警；
故答案为：①正极；②二极管发光，蜂鸣器不工作；③二极管熄灭，蜂鸣器发声。
14．【答案】（1）核心传动机构设计：选用减速电机 + 蜗杆蜗轮传动方案。减速电机输出端连接蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮固定在转动轴上，通过蜗杆蜗轮的减速增扭作用，为斜坡板提供足够的动力，同时利用蜗轮蜗杆的自锁特性，使斜坡板在任意展开角度都能保持稳定，防止意外回落；
（2）转动轴与连接结构：转动轴两端通过轴座固定在收纳处支架上，保证转动的稳定性；轴上设计卡接结构，与斜坡板的端部可靠连接，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：转动轴直径：10mm，适配卡接结构与轴座；
轴座与支架的安装位置：距收纳处端部 100mm，避免与斜坡板运动干涉；
蜗杆蜗轮安装位置：位于转动轴中部，靠近减速电机一侧，确保受力均匀；
（4）功能与安全保障：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可防止斜坡板在断电或外力作用下意外转动，满足安全使用要求。

【知识点】工程的测试与改进；工程成果发布与交流；认识技术与工程；现代的制造技术与工程；电池传感器的设计与制作
【解析】【分析】（1）机械传动与减速机构：蜗杆蜗轮传动是一种常用的减速机构，可将减速电机的高转速、低扭矩输出，转化为低转速、高扭矩输出，满足斜坡板展开 / 收回时的大扭矩需求，同时具备自锁特性，可防止斜坡板在重力作用下意外回落，保障安全。
（2）轴连接与固定：轴座用于支撑转动轴，卡接结构用于将斜坡板与转动轴可靠连接，确保电机输出的扭矩能稳定传递给斜坡板，实现绕轴的旋转动作，同时方便安装与拆卸。
（3）人机工程与结构稳定性：设计需结合斜坡板尺寸（800×800×10mm）与安装空间，保证斜坡板展开时一端能平稳接触地面，形成安全坡度；同时需保证装置整体牢固可靠，满足承重与反复使用的需求。
【解答】（1）核心传动机构设计：选用减速电机 + 蜗杆蜗轮传动方案。减速电机输出端连接蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮固定在转动轴上，通过蜗杆蜗轮的减速增扭作用，为斜坡板提供足够的动力，同时利用蜗轮蜗杆的自锁特性，使斜坡板在任意展开角度都能保持稳定，防止意外回落；
（2）转动轴与连接结构：转动轴两端通过轴座固定在收纳处支架上，保证转动的稳定性；轴上设计卡接结构，与斜坡板的端部可靠连接，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：转动轴直径：10mm，适配卡接结构与轴座；
轴座与支架的安装位置：距收纳处端部 100mm，避免与斜坡板运动干涉；
蜗杆蜗轮安装位置：位于转动轴中部，靠近减速电机一侧，确保受力均匀；
（4）功能与安全保障：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可防止斜坡板在断电或外力作用下意外转动，满足安全使用要求。
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