4.4科学用电 同步作业（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
4.4科学用电
同步作业（解析版）
1．如图为一个应用简单逻辑电路控制的自动楼道灯的原理电路，图中S为声控开关(有声音时开关闭合，无声音时开关断开)，Rt为光敏电阻，R1和R2都是定值电阻，A为某种门电路，L为灯泡．当晚上有人发声时，能够自动打开楼道灯，白天即使有人发声，楼道灯也不会亮．则
A．图中A是一个“与”门电路
B．图中A是一个“或”门电路
C．图中A是一个“非”门电路
D．晚上无光照时L一定亮
2．如图所示，用小灯泡模仿光控电路，之间为斯密特触发器，为光敏电阻，为可变电阻；为继电器的线圈，为它的常开触点。下列说法错误的是（　　）
A．天色变暗时，端输入高电平，继电器吸引，路灯点亮
B．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把的阻值调大些
C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把的阻值调小些
D．二极管的作用是继电器释放时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路
3．2020年10月11日零时起，全国铁路将实施今年第四季度列车运行图。新运行图实施后，宝兰高铁首次开通了宝鸡到乌鲁木齐的直达动车。将来宝鸡人游览大美新疆，既可以选择直达动车，也可以选择普通列车，这些出行方式的选择体现了哪种逻辑关系（　　）
A．“与”逻辑
B．“或”逻辑
C．“非”逻辑
D．“与非”逻辑
4．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
5．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
6．如图所示是由基本逻辑电路构成的一个公路路灯自动控制电路，图中虚线框内M是一只感应元件，虚线框内N中使用的是门电路，则（
）
A．M为光敏电阻，N为与门电路
B．M为光敏电阻，N为非门电路
C．M为热敏电阻，N为非门电路
D．M为热敏电阻，N为或门电路
7．以下关于安全用电的说法，正确的是（　　）
A．用电热壶烧水时，其金属外壳必须通过三孔插座接地
B．使用测电笔时，手不能接触测电笔上任何金属部分
C．保险丝熔断了，一定是电路中发生了短路
D．开关的塑料外壳是不带电的，用湿手拨动开关不会触电
8．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
9．投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予降温。现设计投影仪的简易电路，要求：带动风扇的电动机先启动后，灯泡才可以发光；电动机未启动，灯泡绝对不可以发光。电动机的电路元件符号是M，图中符合设计要求的是（　　）
A．
B．
C．
D．
10．图示中的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3
m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×106J．如果每天等效日照时间约为6
h，光电池一天产生的电能可供30
W的路灯工作8
h．光电池的光电转换效率约为(　　)
A．4.8
%
B．9.6
%
C．16
%
D．44
%
11．如图是一个三输入端复合门电路，当端输入“1”时，、端输入为何时输出端输出“1”
（
）
A．1
1
B．0
1
C．1
0
D．0
0
12．如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．“”是具有特殊功能的非门当加在它的输入端
A的电压逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电压下降到另一个值时，Y会从低电平跳到高电平．在天暗时路灯（发光二极管）会点亮，下列说法中正确的是
（
）
A．天暗时Y处于高电平
B．天暗时Y处于低电平
C．当R1调大时A端的电压降低，灯（发光二极管）点亮
D．当R1调大时A端的电压降低，灯（发光二极管）熄灭
13．“或”门电路的逻辑关系可表示为Y＝A＋B，则下列关于“或”门的逻辑关系中结果正确的是（
）
A．0＋0＝0
B．0＋1＝1
C．1＋0＝1
D．1＋1＝0
14．在下列模拟路灯照明电路的光控开关电路中（RG为半导体光敏电阻，光照增强电阻变小、LED为发光二极管），能实现天暗时LED发光、天亮时LED熄灭的电路是：（
）
A．B．
C．
D．
15．如图所示是一个三输入端复合门电路，当输出端Y输出1时，A、B、C端的输入分别可能是　　
A．1、0、1
B．0、1、1
C．1、0、0
D．1、1、0
16．在制作光控电路的实验中，某同学按如图所示电路将组件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，原因可能是（）
A．二极管两极接反
B．与位置颠倒
C．阻值太小
D．灯泡断路
17．具有“或”逻辑关系的电路叫作“或”门。（______）
18．如图所示，（a）中标出了两输入端A、B和输出端Z的波形图。它是通过______门来实现这一功能的。
输入
输出
A
B
Z
0
0
0
1
1
0
1
1
参考答案
1．A
【详解】
因为无光照时，有声音，灯泡才亮，否则不亮，无光照和有声音时输入都为“1”，输出为“1”，只要有一个输入为“0”，则输出为“0”，可知该门电路满足“有零为零，全一为一”的要求，即为“与”门电路．
A.与分析结论相符，故A正确。
B.与分析结论不符，故B错误。
C.与分析结论不符，故C错误。
D.与分析结论不符，故D错误。
2．C
【详解】
A．光较暗时，光敏电阻较大，则两端的电势差较大，则端的电势较高，端输入高电平，继电器吸引，路灯点亮，故A正确，不符合题意；
BC．当端电势较高时，路灯会亮，为了天更暗时路灯才会亮，应该将端的电势稍稍降低一些，即可以将的阻值调大些，故B正确，不符合题意；C错误，符合题意；
D．由电路的结构特点可知，二极管具有单向导电性，作用是继电器释放时提供自感电流的通路，防止电流流过集成电路，造成损坏，故D正确，不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】
由题意可知，从宝鸡到乌鲁木齐可以乘坐到达动车，也可以选择普通列车，故是或的关系，故B正确，ACD错误。
故选B。
4．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．
5．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.
6．B
【解析】
【详解】
CD.路灯控制电路使用的是光敏电阻，而非热敏电阻，故C、D错误；
AB.电阻随光照强度变化而变化的是光敏电阻，光线较弱时，光敏电阻的阻值比较大，两端的电压比较大.输入门电路的是低电势，而输出高电势时，路灯才会亮，所以该门电路为非门电路，故B正确，A错误.
7．A
【详解】
A．用电热壶烧水时，其金属外壳必须通过三孔插座接地，以防外壳带电时危及人身安全，故A正确；
B．使用测电笔时，要用手接触测电笔笔尾的金属体，这样才能辨别火线和零线，故B错误；
C．保险丝熔断，说明电路中电流过大，其原因可能是电路中发生了短路或用电器总功率过大，故C错误；
D．开关的塑料外壳是不导电的，但用湿手拨动开关时可能会发生触电事故，故D错误。
故选A。
8．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。
9．C
【详解】
电动机先启动后，灯泡才能发光，说明两者是并联关系（若串联，则同时工作），且灯泡所在支路有开关控制；电动机未启动，灯泡不发光；说明了电动机所在支路并没有开关，当接通干路开关后，电动机即可启动，C正确。
故选C。
10．C
【详解】
据题意，已知每只路灯的有效采光面积S，每平米每小时接收太阳能，每天日照时间t，则每只路灯每天接收到的太阳能为：；光电池每天可以是路灯工作，则光电池光电转换率为：，故选项C正确．
【点睛】
本题分析的关键是抓住光电转换效率公式为：；在分析时需要注意光电池接收太阳能，其中，而光电池一天产生的电能，其中，只要注意到这个单位应用上的区别，就可以解决本问题．
11．A
【详解】
“与”门的特点是所有条件都满足，事件才能发生，输出端为“1”，则输入端为“1，1”．
A.
1
1与上述分析结果输入端为“1，1”相符，故A正确；
B.
0
1与上述分析结果输入端为“1，1”不相符，故B错误；
C.
1
0与上述分析结果输入端为“1，1”不相符，故C错误；
D.
0
0与上述分析结果输入端为“1，1”不相符，故D错误；
12．BD
【详解】
AB．天暗时，光敏电阻阻值大，A端为高电势经过非门，输出端Y为低电势，LED导通，路灯亮，故A错误，B正确；
CD．当R1调大时，光敏电阻的分压减小，A端的电压降低，输出端Y为高电势，LED灯不亮，故D正确C错误；
故选BD。
13．ABC
【解析】
【详解】
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，这种关系叫做“或”逻辑关系；“或”逻辑关系中输入都是0时，输出才是0；输入中有一个是1，则输出是1．即0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=1，ABC正确．
14．ACD
【详解】
A.天暗时光敏电阻阻值变大，电压降大，非门输入端电势低，输出高电势，LED发光，选项A正确；
B.天暗时光敏电阻阻值变大，电压降大，与门输入端电势低，输出低电势，LED不发光，选项B错误；
C.天暗时光敏电阻阻值变大，或门输入端电势高，输出高电势，LED发光，选项C正确；
D.天暗时光敏电阻阻值变大，非门输出端电势高，输入低电势，LED发光，选项D正确。
故选ACD。
15．AB
【解析】
【详解】
A．当A、B输入为1，0，则经过或门后输出为1，1和1输入与门，输出为1，A正确；
B．当A、B输入为0，1，通过或门输出为1，1和1输入与门，输出为1，B正确；
C．当A、B输入为1，0，通过或门输出为1，1和0输入与门，输出为0，C错误；
D．当A、B输入为1，1，通过或门输出为1，1和0输入与门，输出为0，D错误．
故选AB。
【点睛】
解决本题的关键知道各种门电路的符号，以及知道各种门电路的特点．与门的特点是，当所有条件都满足，事件才能发生，或门的特点是，当某个条件满足，事件就能发生．
16．ABD
【详解】
由题可知，若二极管接反，当光线暗时，二极管上为负向电压，无法导通，灯泡不亮，A正确；若R1与RG位置颠倒，则光线较暗时，Y端为高电平，二极管不导通，灯泡不发光，B正确；若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发光，C错误;灯泡断路时无法发光，D正确.
故选ABD
17．√
【解析】
【详解】
具有“或”逻辑关系的电路叫作“或”门
18．或
【详解】
[1]由图可以看出，只要有高电势出现，输出就为高电势，只有当两个都是低电势时，输出才是低电势，所以为或电路；