4.4现代家庭电路 学科素养提升练-2021-2022学年高二上学期物理沪教版（2019）必修第三册（word 含答案）

4.4现代家庭电路 学科素养提升练（含解析）
一、选择题
1．以下电路是开关“与”电路的是（ ）
A． B．
C． D．
2．对于一个“或非”门，当输出端是高电势时，输入端A、B所对应的情况是（ ）
A．均为高电势 B．均为低电势
C．A为高电势，B为低电势 D．B为高电势，A为低电势
3．如图所示，用1表示有信号输出，用0表示无信号输出，则当A、B、C的输入分别为0、1、0时，在输出端Y的结果是（　　）
A．0 B．1 C．0或1 D．无法确定
4．由某门电路构成的一简单控制电路如图所示，其中为光敏电阻，R为变阻器，L为小灯泡，其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯泡L不亮；不受光照时，小灯泡L亮，则该门电路是（ ）
A．与门电路 B．或门电路 C．非门电路 D．与非门电路
5．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，已知光敏电阻随光强增大而电阻减小，热敏电阻随温度增大而电阻减小，虚线框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为与门电路
D．M为热敏电阻，N为或门电路
6．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
7．下列说法正确的是（　　）
A．元电荷是指电子或者质子本身
B．库仑提出了电荷周围存在由它产生的电场
C．安培提出了电荷周围存在着由它产生的电场
D．从榆林到西安可以乘坐汽车到达也可以乘坐火车到达，体现了“或”的逻辑关系。
8．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”
9．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，则指示灯亮；若将电阻R调大，该探测仪的灵敏度提高
C．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
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
10．为了节约用电，一种新型双门电冰箱安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，报警器就鸣响。如果规定：门关紧时输入信号为“1”，未关紧时输入信号为“0”；当输出信号为“1”时，报警器就鸣响，输出信号为“0”时，报警器就不鸣响。则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
11．如图所示为“或”门逻辑电路，真值表中输出端Z从上至下的取值顺序是( )
A．0 0 1 0 B．1 1 0 1
C．1 1 0 0 D．0 0 0 1
12．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
13．如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，为光敏电阻。“”是斯密特触发器，是一种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）会被点亮，下列说法正确的是（　　）
A．斯密特触发器的作用是将模拟信号转换为数字信号
B．斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
C．天暗时Y处于低电平
D．天暗时Y处于高电平
14．在下列基本逻辑电路的输入端都输入“1”，输出端是“1”的是（ ）
A．甲 B．乙
C．丙 D．甲乙丙均不能输出“1”
15．图为包含某逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡．当电阻R′受到光照时，其阻值将变得远小于R.则下列判断正确的是(　　)
A．该逻辑电路是”与”门电路
B．该逻辑电路是“或”门电路
C．该逻辑电路是“非”门电路
D．当电阻R′受到光照时，小灯泡L将发光
二、解答题
16．如图所示的电路是电热水器中用“与”门电路制成的安全恒温加热器。图中X是热敏电阻，Y是可变电阻器，X、Y是串联的。A、B是“与”门的输入端，Z是输出端。J是接触器，装在盛水器的中部，跟电阻R串联。虚线框K表示继电器。当水温低于某温度和接触器被水淹没时，会触发继电器接通电路而对水进行加热。
(1)试完成电热水器中“与”门控制器的真值表；
(2)试解释加热器的工作原理。
17．如图是一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。
（1）要做到低温时电铃不响，着火时产生高温，电铃响起，在题图中虚线处应接入怎样的元件？
（2）为什么温度高时电铃会被接通？
（3）为了提高该电路的灵敏度，即将报警温度调得稍低些，R的阻值应大一些还是小一些？
参考答案
1．D
【详解】
A图示电路开关闭合灯亮，不闭合灯不亮，为非逻辑关系，故A错误；B图示电路有一个开关闭合灯就会亮，为或逻辑关系，故B错误；C图示电路只要满足一个条件时间就能发生，该逻辑关系不是与逻辑关系，故C错误；D图示电路只闭合开关A，灯不亮，只闭合开关B，灯也不亮，只有AB同时闭合灯亮，故该逻辑关系是与逻辑关系，故D正确．故选D．
点睛：考查了基本逻辑门，基本逻辑关系．当两个条件中满足其中一个条件事件就会发生的关系为或逻辑关系，当两个条件同时满足时事件才能发生为与逻辑关系．
2．B
【详解】
A．输入端均为高电势，则或门后是高电势，非门后输出是低电势，故A错误；
B．输入端均为低电势，则或门后是低电势，非门后输出是高电势，故B正确；
CD．A为高电势，B为低电势或B为高电势，A为低电势，经过或门后均输出高电势，非门后输出低电势，故CD错误。
故选B。
3．B
【分析】
与门的特点：事件的所有条件满足，事件才能发生．或门的特点：只要有一个条件满足，事件就能发生．非门的特点：输入状态和输出状态完全相反．
【详解】
当或门的A、B输入分别为0、1时，输出1；当非门的C输入为0时，输出为1；故与门的输入端为1、1，故输出为1；故选B.
【点睛】
本题是与、或、非门的复合门，关键掌握三种门电路的特点.
4．C
【详解】
一般只有一个输入端的只能是非门，且在这里符合题目要求，当光敏电阻受到光照时，电阻很小，光敏电阻的分压很小，下面的R分到大部分电压，输入端为高电势；输出端为低电势，小灯泡L不亮；当没有光照时，光敏电阻阻值很大，比下面的电阻R大很多，光敏电阻分到大部分电压，输入端为低电势，输出端为高电势，小灯泡L亮，所以ABD错误，C正确；
故选择：C。
5．B
【详解】
试题分析：随光照强度电阻变化的是光敏电阻，光线不够时，光敏电阻比较大，分担的电压比较大，输入门电路的低电势，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，ACD错误．故选B．
考点：逻辑电路
6．A
【详解】
随光照强度电阻变化的是光敏电阻，光线不够时，光敏电阻比较大，分担的电压比较大，输入门电路的低电势，而输出高电势时，路灯才会亮。所以A为光敏电阻，B为固定电阻，C为非门电路。
故选A。
7．D
【详解】
A．元电荷是最小的电量单位，不是指电子或者质子本身，选项A错误；
BC．法拉第提出了电荷周围存在由它产生的电场，选项BC错误；
D．从榆林到西安可以乘坐汽车到达也可以乘坐火车到达，体现了“或”的逻辑关系，选项D正确。
故选D。
8．B
【详解】
从图形上看，乙是“非门”，甲如果是“与门”无论输入电压是高还是低，都会使乙的输出电压高，而使蜂鸣器发出警报，只有当甲是“或门”时，输入电压低时甲的输出电压才会低而使乙的输出电压高从而使蜂鸣器发出警报
9．B
【详解】
若存在磁铁矿，GMR的电阻会变小，所分担的电势差减小，输入门电路电势变高，非门的特点是输入状态和输出状态完全相反，则非门输出的电势变低，指示灯两端的电压较大，所以指示灯亮．将电阻R变大，GMR分担的电压相对变小，知磁场不太强时输入非门的电势也较高，则输出较低，指示灯两端的电压较大，可知灵敏度提高．故B正确，ACD错误．故选B．
10．D
【详解】
两个门均关紧时，输入两个“1”，则报警器不鸣响，即输出为“0”；两个门只有一个门关紧时，输入一个“1”和一个“0”， 则报警器鸣响，即输出为“1”；两个门均未关紧时，输入两个“0”，则报警器鸣响，即输出为“1”，符合以上逻辑关系的逻辑门是与非门。
故选D。
11．B
【分析】
直接看逻辑电路的符号，可知其为或门，根据或门的特点是只有满足一个条件，事件就会发生，即输入中只要有一个为1，输出就为1，可以判断出输出X的值．
【详解】
从给出的逻辑电路的符号，可知该逻辑电路为或门；或门的特点是只有满足一个条件，事件就会发生，即输入中只要有一个为1，输出就为1，则真值表中X为1，只有两个输入均为0时，才能输出为0；故B正确，ACD错误．故选B．
【点睛】
本题考查逻辑电路的符号和特点，解题的关键是熟记三种简单的逻辑电路：与门、或门和非门的符号以及特点．
12．C
【详解】
当一件事情的发生是以其相反条件为依据时，这种逻辑关系为“非”逻辑关系。
故选C。
13．AC
【详解】
AB．连续变化的信号为模拟信号，只有高电平和低电平的信号为数字信号，由题中可知，输出端Y只有两个值，高电平和低电平，所以斯密特触发器的作用是将模拟信号转换为数字信号，故A正确，B错误；
CD．由题图电路可知，当天较暗时，的阻值较大，与串联，此时分得的电压就较大，A端为高电平，则Y端处于低电平，从而使发光二极管处于导通状态，故C正确，D错误。
故选AC。
14．BC
【详解】
试题分析：乙为“或”逻辑电路符号，输入端都输入“1”，输出为“1”．故B正确，丙为“与”逻辑电路符号，输入端都输入“1”，输出为“1”．故C正确；故选BC．
考点：逻辑电路.
15．CD
【详解】
该逻辑电路为非门电路．非门的特点输入状态和输出状态相反，当电阻R′受到光照时，其阻值将变得远小于R．则R两端的电势差大，R′两端间的电势差小，则输入端为低电势，那么输出端为高电势，小灯泡L发光．
故答案为CD
16．(1)
输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
；(2)见解析
【详解】
(1)电热水器中“与”门控制器的真值表
输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
(2)当水温上升时，热敏电阻X阻值减少，X两端电压减少，A端电势降低，温度越高，A端电势越低。当水温升高到某一预设温度时，A端电势接近零，此时A端状态为“0”；当水温低于预设温度时，A端电势高于0，处于“1”状态。当接触器浸没在水中时导通，B端电势接近，即B端处于“1”状态.当盛水器内水位降低，接触器不浸没在水中时，处于断开状态，B端电势接近零，即B端处于“0”状态。这时无论水温如何变化，继电器仍处于断开状态，可以防止热水器“干烧”，从而达到安全保护的目的。只有当水温低于预设状态（处于“1”状态），接触器浸没在水中（处于“1”）时，继电器才会接通，对水进行加热。
17．见解析
【详解】
（1）温度较低时Rt的阻值很大，R比Rt小得多，因此P、X之间电压较大．要求此时电铃不发声，表明输出给电铃的电压应该较小，输入与输出相反，可见虚线处元件应是“非”门。
（2）当高温时Rt阻值减小，P、X之间电压降低，输入低电压时，从“非”门输出的是高电压，电铃响起。
（3）由前面分析可知，若R较大，由于它的分压作用，Rt两端的电压不太高，则外界温度不太高时，就能使P、X之间电压降到低电压输入，电铃就能发声．因此R较大，反应较灵敏。