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．某同学研究重庆南开图书馆新的借阅系统发现，使用饭卡(IC卡)刷卡登记时，所借阅的书还得在消磁系统上消磁(否则出门时会报警)，这样才能成功借阅自己喜欢的书籍，这种逻辑关系属于(　　)
A．“非”门
B．“或”门
C．“与”门
D．“与非”门
2．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
3．如图是一个三输入端复合门电路，当C端输入“1”时，A、B端输入为何时输出端Y输出“1”（　　）
A．0 0 B．0 1 C．10 D．11
4．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
5．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”
6．现代数字电路的基本单元是逻辑电路，逻辑电路中最基本的电路是门电路．如图所示，两个开关A、B串联起来控制同一灯泡L．在这个事件中，A、B闭合是条件，电灯亮是结果．实现这种逻辑关系的门电路应该称为
A．“或”门电路
B．“与”门电路
C．“非”门电路
D．以上判断均不正确
7．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
8．许多楼道灯都具有这样的功能：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．通过一个门电路后，进入执行电路．那么设计的门电路为 （ ）
A．“与”门电路 B．“非“门电路 C．“或”门电路 D．上述答案都有可能
9．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
10．施密特触发器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.如图是温度报警器电路示意图,RT是半导体热敏电阻,温度升高时电阻减少,下列分析正确的是
A．升高温度时,A端电势降低;升高到某一温度时,Y端电势升 高,蜂鸣器会发出报警声
B．升高温度时,A端电势升高;升高到某一温度时,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声
C．增大R1 时,A端电势降低;增大到某一值时,Y端势升高,蜂鸣器会发出报警声
D．增大R1 时,A端电势升高;增大到某一值时,Y端势降低,蜂鸣器不会发出报警声
11．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
12．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
13．如图所示为监控汽车安全带使用情况的报警电路，S为汽车启动开关，汽车启动时S闭合．RT为安全带使用情况检测传感器，驾驶员系好安全带时RT阻值变大．要求当驾驶员启动汽车但未系安全带时蜂鸣器报警，则在图中虚线框内应接入的元件是(　　)
A．“与”门 B．“或”门
C．“非”门 D．“与非”门
14．如图是一个火警报警器的逻辑电路图，Rt是热敏电阻低温时电阻很大，高温时电阻很小，R是分压电阻。要做到低温时电铃不响，火警时温度升高，电铃响起，图中虚线圆框内应接入（ ）
A．与门 B．非门
C．或门 D．与非门
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．模块机器人由传感器、________和________三个模块组成，相当于人的感觉器官、大脑和肌肉．
17．电子电路中的信号可以分为___________信号和___________信号。数字信号的两个工作状态可以用“___________”和“___________”来表示。在数字电路中分别代表___________电压和___________电压。
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．（1）如图甲为斯密特触发器的符号，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值（1.6 V）时，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的电压下降到另一个值的时候（0.8 V），Y会从低电平跳到高电平（3.4 V）。如图乙、丙是某同学设计的两个电路图。图中R1是可调电阻，RT是热敏电阻，其阻值会随温度的升高而减小。能作为温度报警器的电路图是______（填“乙”或“丙”）。
（2）如图丁所示，请用笔画线把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器、开关、电源连接成完整的电路，制成光电报警装置（______）。
要求：当有光照射报警装置且光照不是很弱时，蜂鸣器发声，当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发声。
三、综合题（共4题）
20．图中画出了非门的输入端的工作波形图，请在图中画出输出端的工作波形图，并在下表中完成其非门的真值表。
非门的真值表
输入 输出
A Z
0
1
21．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。
22．炎炎夏日，居民家里的空调、电风扇等持续运转，大量用电器同时使用，往往会引起空气断路器“跳闸”请你解释原因并说出一条安全用电的注意事项。
23．用基本门电路通过各种组合方式可以达到不同的设计要求，从而构成各种组合逻辑电路，如图甲所示，把一个“与”门的输出端接入一个“非”门的输入端，实际上这个由基本门电路组合而成的电路叫做“与非”门，如图乙所示，现在已知两个输入端的工作波形图，试在丙图上画出输出端的工作波形图___________。
参考答案
1．C
2．D
3．D
4．C
5．B
6．B
7．C
8．A
9．C
10．B
11．B
12．C
13．A
14．B
15．B
16．控制器； 执行器；
17．数字 模拟 0 1 低 高
18．负 与
19．乙
20．
根据非门特点可知，输入0，输出1；输入1，输出0。图形如下
真值表
输入 输出
A Z
0 1
1 0
21．
(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。
22．
根据 可知，在电压一定时，大量的用电器同时使用电路的总功率过大，干路总电流过大，引起空气断路器“跳闸”， 安全用电时需要注意不要同时使用大功率用电器，还要防止漏电，短路，不要用湿手碰开关、有金属外壳的用电器要使用三脚插头等。
23．