4.4逻辑电路与自动控制 课时练（解析版）

2021-2022学年鲁科版选修3-1
4.4逻辑电路与自动控制课时练（解析版）
1．学过逻辑电路知识后，同学们想设计一个夜间教室防盗报警电路．放学后教室的前门、后门都处于关闭状态，只要有其中一扇门被非法打开，报警器就会报警．根据报警装置的要求，他们需要的是以下的何种门电路（
）
A．“与”门电路
B．“或”门电路
C．“非”门电路
D．无法判定
2．如图为某一控制小灯泡点亮和熄灭的简单逻辑电路图，L为小灯泡，R为电阻箱，R′为光敏电阻。有光照射时R′的阻值将显著变小，下列说法中正确的是（　　）
A．逻辑电路是“或”门电路
B．逻辑电路是“与”门电路
C．有光照射电阻R′时，小灯泡L将发光
D．无光照射电阻R′时，小灯泡L将发光
3．在解锁智能手机的过程中，可以采用人脸识别，也可以输入正确的密码，则要完成解锁手机，上述两种方式的逻辑关系是（　　）
A．“或”关系
B．“与”关系
C．“非”关系
D．不存在逻辑关系
4．如图所示是一个三输入端复合门电路，当C端输入1，输出端Y输出0时，A，B端的输入分别是(　　)
A．0、0
B．0、1
C．1、0
D．1、1
5．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，只要有一个理事国不通过，提案都无法通过．假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成票或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系（
）
A．“与”门
B．“或”门
C．“非”门
D．都不是
6．如图为包含某逻辑电路的一个简单电路，L为小灯泡，光照射电阻R2时，其阻值将变得远小于电阻R1。当R2受到光照时，下列判断正确的是
A．A点为高电势，灯L不发光
B．A点为低电势，灯L不发光
C．A点为高电势，灯L发光
D．A点为低电势，灯L发光
7．如图所示的门电路符号，下列说法中正确的是(　　)
A．甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门
B．甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门
C．甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门
D．甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门
8．为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．如果规定：车门关紧时为“1”，未关紧时为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是
A．与门
B．或门
C．非门
D．与非门
9．表是某逻辑电路的真值表，该电路是（
）
输入
输出
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
A．
B．
C．
D．
10．逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；一是低电位状态，用“0”表示，关于这里的“1”和“0”，下列说法中正确的是（?
）
A．“1”表示电压为1
V，“0”表示电压为0
V
B．“1”表示电压为大于或等于1
V，“0”表示电压一定为0
V
C．“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字??????????
D．“1”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连
11．2007年法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应而荣获了诺贝尔物理学奖．如图所示是利用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁场作用下，电阻会发生大幅度减小．下列说法正确的是（
）
A．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
B．若存在磁铁矿，则指示灯不亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
C．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
D．若存在磁铁矿，则指示灯亮；若将电阻R调小，该探测仪的灵敏度提高
12．监控系统控制电路如图所示，电键S闭合时，系统白天和晚上都工作，电键S断开时，系统仅晚上工作．在电路中虚框处分别接入光敏电阻（受光照时阻值减小）和定值电阻，则电路中
A．C是“与门”，A是光敏电阻
B．C是“与门”，B是光敏电阻
C．C是“或门”，A是光敏电阻
D．C是“或门”，B是光敏电阻
13．如图为包含某逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡．光照射电阻R′时，其阻值将变得远小于R，小灯泡L发光．则该逻辑门是（
）
A．与门
B．或门
C．非门
D．与非门
14．(多选)下列关于逻辑电路的说法中正确的是(　　)
A．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系
B．如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫“与”逻辑关系
C．一个门上有三把钥匙，每把钥匙都能单独开门，它体现了“或”逻辑关系
D．输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“或”逻辑关系
15．图为温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是（）
A．当Rt的温度升高时，Rt减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B．当Rt的温度升高时，Rt减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
16．如图所示为一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则（）
A．当A为低电平时，LED发光
B．当A为高电平对，LED发光
C．当A为低电平时，LED不发光
D．当A为高电平对，LED不发光
17．请你设计一个简单防盗报警器的电路图。
该报警器的功能是：①当放在保险箱地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合时，蜂鸣器就发出鸣叫声。
②当安装在保险箱里的光敏电阻被手电筒照射时，蜂鸣器就发出鸣叫声。
提供的元件：按钮开关S，光敏电阻，蜂鸣器（电路符号为），限流电阻，可变电阻，“与”门，“或”门，“非”门。
18．如图所示是一个逻辑电路、开关S、安装在室外的光敏电阻、定值电阻和滑动变阻器组成的报警系统控制电路。该控制系统的功能是：工作日的晚上（光线较暗），报警系统自动开始工作；非工作日只要合上开关S，报警系统24h都能工作（报警系统工作时，逻辑电路输出端为高电势）。
(1)在两个虚线框内分别画上光敏电阻或定值电阻，并在实线框内标上门电路的符号。
(2)简述工作原理。
19．有一个家庭要用投票方式决定是否外出旅行（用A和B分别表示两个孩子，用C和D分别表示父母），如果去旅行，输出为高电势。
(1)如果两个孩子都同意（“同意”输入为高电势）去旅行。请在图中画出输出端Z输出的电信号，并完成该门电路的真值表；
输入
输出
A
B
Z
0
0
0
1
1
0
1
1
(2)如果两个孩子中任何一个要去上学，或两孩子都要去上学（“上学”输入为高电势），则大家不去旅行。请根据以上情况完成真值表，并在图的虚线框内画出用门电路符号表示的逻辑电路图；
输入
输出
A
B
Z
0
0
0
1
1
0
1
1
(3)如果两个孩子都要去，父母商量后，只要有一位家长要去旅行（另一位家长留在家中收信），则决定外出旅行。请你设计一种满足以上要求的、用门电路符号表示的组合逻辑电路，画在下面。
20．为汽车发动机的冷却风扇设计一个控制电路，要求当发动机温度过高时，风扇自动开启，且只有在点火开关闭合时风扇才开启工作。请在图中，用正确的符号组成符合要求的电路。
参考答案
1．B
【分析】
两个条件同时满足事件才能发生的为“与”逻辑关系，两个条件只要满足一个事件就会发生的为“或”逻辑关系．
【详解】
由题意只要有其中一扇门被非法打开，报警器就会报警，即两个条件中只要有一个满足事件就会发生，该逻辑关系为“或”，故需要的是“或”门电路．故选B．
【点睛】
本题是简单的门电路，根据电路工作的需要确定选择是或门电路还是与门电路．
2．C
【详解】
AB．该逻辑电路是“非”门电路，故AB错误；
C．有光照射时R′的阻值将显著变小，则R′两端的电势差较小，输入非门的电势较低，输出非门的电势较高，灯泡两端的电压大，灯泡将发光，故C正确；
D．无光照射时R′的阻值将显著变大，则R′两端的电势差较大，输入非门的电势较高，输出非门的电势较低，灯泡两端的电压小，灯泡不发光，故D错误。
3．A
【详解】
由题意可知，采用人脸识别或输入正确的密码均可以解锁，故采用的是“或”关系。故A正确，BCD错误。
故选A。
4．A
【详解】
当C端输入1，输出端Y输出0时，可知“与”门的另一输入端(即“或”门的输出端)必为0，故“或”门的输入端，即A、B端的输入分别为0、0，故A符合题意，BCD不符合题意。
5．A
【详解】
根据联合国常任理事国表决情况可知，只要有一个反对，提案就通不过，能正确表示该表决器的逻辑关系应该是“与”门，故A正确。
故选A。
6．A
【详解】
当电阻R'受到光照时，其阻值将变得远小于R1，则R′分压较小，A点为高电势；该逻辑电路是非门电路；故L上端为低电势；故灯泡不发光。
A.
A点为高电势，灯L不发光。与上述结论相符，故A正确；
B.
A点为低电势，灯L不发光。与上述结论不符，故B错误；
C.
A点为高电势，灯L发光。与上述结论不符，故C错误；
D.
A点为低电势，灯L发光。与上述结论不符，故D错误。
故选：A．
7．D
【详解】
根据题意可知：甲为甲为“非”门符号，乙为“或”门符号，丙为“与”符号．
A.
甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门，与分析结果不符，故A错误．
B.
甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门，与分析结果不符，故B错误．
C.
甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门，与分析结果不符，故C错误．
D.
甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门，与分析结果相符，故D正确．
8．A
【详解】
依据逻辑门电路的特点，只有当两个车门都关紧，即都输入“1”时，数出信号才为“1”，汽车才能启动，为与门逻辑电路，A正确．
9．B
【详解】
由图中真值表可知，当输入端为：00、01、10、11时，输出分别为0、0、0、1；则可知只有两输入端均输入高电平时，才能输出高电平，即只有两输入端均为1时，输出端才为1，故该逻辑电路为与逻辑关系；
A．该图与结论不相符，选项A错误；
B．该图与结论相符，选项B正确；
C．该图与结论不相符，选项C错误；
D．该图与结论不相符，选项D错误；
故选B．
【点评】
本题考查门电路中真值表的分析；学会根据真值表理清逻辑关系，会区分门电路并理解其功能．
10．C
【解析】
门电路是用来控制信号的“通过”或“截断”的一种开关电路.根据指定条件,门电路对输入、输出的因果关系作出判断.门电路的输入、输出信号都以电位的高低来表示.若把高电位看作有信号,表示某个条件存在或信号能通过,且以符号“1”表示；把低电位看作无信号,表示某个条件不存在或信号不能通过,以符号“0”表示.这种逻辑关系称为正逻辑,反之则称为负逻辑.在通常情况下,不加说明的都指正逻辑,所以“1”和“0”只是两个符号,是两种变量的可能的取值.故C选项正确.
11．C
【详解】
本题考查的是简单逻辑电路的问题．GMR在外磁场作用下，电路中的总电阻在减小，电源电压不变的情况下，指示灯的电路电流变小，但由于是非门，所以通过指示灯的电流变大，灯变亮，若将电阻R调大，则经过非门，指示灯越亮，从而提高了该探测仪的灵敏度，答案选C．
12．D
【详解】
开关S闭合后，C门的一个输入端就是1，系统不管白天和晚上都工作，说明与另一个输入端的逻辑值无关，这说明C门是“或”门．开关S断开时，C门的一个输入端就是0，要让系统工作，另一个输入端必须是1，也就是高电压，所以B是光敏电阻，故D正确．
13．C
【详解】
光照射电阻R′时，其阻值将变得远小于R，门电路输入端处于低电势，小灯泡L发光．说明则该逻辑门是非门，选项C正确。
14．AC
【解析】
如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系；如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫“或”逻辑关系，故A正确，B错误；一个门上有三把钥匙，每把钥匙都能单独开门，它体现了“或”逻辑关系，故C正确；输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系，故D错误；故选AC．
点睛：本题关键是明确与、或、非三种逻辑关系：“与”逻辑关系：一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生；“或”逻辑关系：一个事件的任意一个条件满足后，该事件就能发生；“非”逻辑关系：输出状态和输入状态相反的逻辑关系．
15．BC
【详解】
AB.根据电路图知，当R1的温度升高时，R2减小，A端电势升高，经非门后，Y端电势降低，
蜂鸣器会发出报警，故A错误，B正确；
CD.当增大R1时，A端电势升高，经非门后，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声，
故C正确，D错误
16．BC
【详解】
当A为低电平时，Y为高电平，LED不发光；当A为高电平时，Y为低电平，LED
发光，B、C
正确.，AD错误；
故选BC
17．见解析
【详解】
（1）门电路的选择。
根据该报警器的功能：当按钮开关S闭合时，蜂鸣器就发出鸣叫声；当受光照射时，蜂鸣器就发出鸣叫声，即两个条件任意满足一个时，就会出现某种结果，这是“或”的逻辑关系，故应选择“或”门电路。“或”门电路的两个输入端电势的高低由开关S和光敏电阻控制，“或”门电路的输出端用来控制蜂鸣器。
（2）控制输入端电势的设计。
该“或”门电路的两个输入端分别由开关和光敏电阻控制它的电势高低。由开关控制的支路应由开关和限流电阻串联而成，且开关闭合时输入为高电势；断开时，输入为低电势。由光敏电阻控制的支路为了能改变报警器的灵敏度，应将光敏电阻与可变电阻串联，且光敏电阻受光照射时，输入为高电势；没有光的照射时，输入为低电势。该报警器的电路设计如图所示，且S与的位置不能交换。与的位置也不能交换，这样才能满足报警器的功能要求。
18．(1)见解析；(2)见解析
【详解】
(1)A下方为定值电阻，B下方为光敏电阻，Z处为：或门。
(2)这是典型的“或非”门电路，因为由题意可得输入端A或B只要有一个是高电势，输出为1。当开关S未闭合，晚上没有光照时，光敏电阻阻值很大分到大部分电压，B点为高电势，输出为1，报警系统工作。另外非工作日由于闭合S，所以输入A为高电势，这样无论白天黑夜，无论B点电势的高低，输出都为1。
19．(1)
输入
输出
A
B
Z
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
(2)
输入
输出
A
B
Z
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
(3)
【详解】
(1)与门电路输入端都为高电势时输出端才为高电势，画出输出端Z输出的电信号如图所示
该门电路的真值表如图
输入
输出
A
B
Z
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
(2)只要两孩子中有一个或两个都要上学，则不去旅行，真值表如图
输入
输出
A
B
Z
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
此门电路为或非门电路，如图
(3)如图所示
20．A为热敏电阻，B为可变电阻，C为点为开关，D为电阻，门电路为“与”门。
【详解】
根据与门的特点：当事件的条件全部满足，事件才能发生则该电路为“与”门，由此可知，A为热敏电阻，B为可变电阻，C为点为开关，D为电阻。