4.4科学用电基础巩固（Word版含答案）

4.4科学用电基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，即只要其中一个常任理事国投反对票，提案就不能通过．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“l”，提案通过时输出为“l”，通不过时输出为“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．“与非”门
2．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
3．在如图所示的逻辑电路中，当A端和B端都输入电信号“1”时，则在C和D端输出的电信号分别为（　 　）
A．1和0 B．0和0 C．0和1 D．1和1
4．关于逻辑电路，下列说法正确的是(　　)
A．逻辑电路就是数字电路
B．逻辑电路可存在两种以上的状态
C．集成电路由三种最基本的门电路构成
D．集成电路可靠性高、寿命长，但耗电量高
5．家用电热水器的安全性能在不断提高。有一种电热水器，当有热水流出时，电源开关自动断开；无热水流出时，电源开关自动闭合。这种功能体现了（　　）
A．“或”逻辑关系 B．“与”逻辑关系
C．“非”逻辑关系 D．“或非”逻辑关系
6．门电路的真值表如表，它是（ ）
输入
输出
A
B
Q
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
A．“或”门电路 B．“非”门电路
C．“与”门电路 D．“与”“非”门电路
7．如图，低电位报警器由两个基本门电路与蜂鸣器组成，该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报．其中 （ ）
A．甲是“与门”，乙是“非门”
B．甲是“或门”，乙是“非门”
C．甲是“与门”，乙是“或门”
D．甲是“或门”，乙是“与门”
8．如图所示是由基本逻辑电路构成的一个模拟公路路灯自动控制电路，感应元件为一个光敏电阻（受光照时电阻会增大）图中三个虚线框A、B、C内可以分别接非门电路、固定电阻或光敏电阻，为使路灯能在光线不足的情况下自动点亮，则应选择（　　）。
A．A为光敏电阻，B为固定电阻，C为非门电路
B．A为固定电阻，B为光敏电阻，C为非门电路
C．A为光敏电阻，B为非门电路，C为固定电阻
D．A为非门电路，B为光敏电阻，C为固定电阻
9．在手机上首次登陆微信的方式之一是输入的用户名和密码都正确，只有同时满足这两个条件才能登陆成功。体现这种逻辑关系的是（　　）
A．“与”逻辑关系 B．“或”逻辑关系
C．“非”逻辑关系 D．“或非”逻辑关系
10．如图所示为用“与”门构成的报警器电路。下列哪种情况下，报警器一定会报警？（　　）
A．S断开，P在a端 B．S闭合，P在a端
C．S断开，P在b端 D．S闭合，P在b端
11．2020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
12．如图所示是一个火警报警装置的逻辑电路图．要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起．结合你所学过的知识，判断下列说法中正确的是：
A．Rt必须是热敏电阻，低温时电阻值很小，高温时电阻值很大
B．当高温时Rt阻值减小，X、P之间电压升高，电铃响起T
C．虚线处应该接入一个“非”门元件
D．为了提高灵敏度，应适当减小可变电阻R的阻值
13．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N中使用的是门电路，为使路灯能在光线不够的情况下自动点亮，则应选择（ ）
A．M为光敏电阻，N为或门电路
B．M为光敏电阻，N为非门电路
C．M为热敏电阻，N为或门电路
D．M为热敏电阻，N为与门电路
14．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
15．一个逻辑门的输入端A、B和输出端Z的电信号如图所示，则该逻辑门是（　　）
A．与门 B．或门
C．非门 D．与非门
二、填空题（共4题）
16．在集成电路中，经常用若干基本门电路组成复合门电路，如图所示，为两个基本门电路组合的逻辑电路，根据真值表，判断虚线框内门电路类型______ ，真值表内x的值______ 。
A B 2
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 x
17．如图所示，是一种应用逻辑电路制作的简易楼道灯电路图，是一个光敏电阻，当楼道里光线较暗时或是将手动开关S接通时，灯都会亮。则在电路图的虚线框内的门电路应是__________门，当有光照到光敏电阻上时，门电路的输入端B是__________电势。
18．如甲图所示，平行板电容器水平放置，质量为m、带电量为+q的油滴恰能静止于板间的P点（重力加速度为g，平行板间电场可视为匀强电场），由此可知电容器的上极板带_________（选填“正”或“负”）电，板间电场的场强大小E=_________；如乙图所示，两个开关A、B串联，控制同一个灯泡L，在这个电路中，只有两个开关同时闭合，灯L才亮，这种关系叫做“_______”逻辑关系（选填“与”、“或”或“非”）。
19．如图甲所示，斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，当加在它的输入端A的电势逐渐上升到1.6 V，输出端Y会突然从高电平跳到低电平0.25 V，而当输入端A的电势下降到0.8 V时，输出端Y会从低电平跳到高电平3.4 V．如图乙所示是一个温度报警器的简易电路图，RT为热敏电阻，R1为可变电阻(最大阻值为1 kΩ)，蜂鸣器工作电压3 ～5 V，热敏电阻的阻值随温度变化如图丙所示，若要求热敏电阻在感测到80 ℃时报警，则R1应调至________ kΩ；若要求热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，R1的阻值应________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．
甲 乙 丙
三、综合题（共4题）
20．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。
21．一路灯控制装置如图所示，RG为光敏电阻，光照射RG时，RG变小．白天时，继电器J两端电压是较大还是较小？要使路灯比平时早一些时间亮起来，应如何调节R1
22．如图所示，电灯L的规格为“4V 1W”，滑动变阻器R的总电阻为．当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A．由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5A，电压表示数为10V．若导线连接完好，电路中各处接触良好．试问：
（1）发生的故障是短路还是断路？发生在何处？
（2）发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？
（3）电源的电动势和内电阻为多大？
23．家庭电路的引线均有一定的电阻（几欧），因此当家中大功率用电器如空调、电炉工作时，原来开着的电灯会变暗。下面通过一个简单的测试，算出家庭电路引线部分的电阻。如图所示，用r表示家庭电路引线部分的总电阻，L是一只额定功率为P1的普通家用灯泡，V为电压表，M是一台额定功率为P2的空调（P2＞P1）。测试时，先闭合开关S1，断开开关S2，测得电压为U1；再闭合开关S2，测得电压为U2。试推导出估算r的表达式。（设电源两端电压保特恒定，灯泡和空调均以额定功率工作）
参考答案
1．A
2．A
3．A
4．A
5．C
6．C
7．B
8．A
9．A
10．D
11．B
12．C
13．B
14．C
15．B
16．“或”门 0
17．或 低
18．负 与
19．0.42 减小
20．(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)
21．较小；调节R1使其变小。
22．（1）电灯L发生断路（2）20Ω（3）12.5V；5Ω
23．