必修第三册4.4科学用电同步练习 （word版含答案）

鲁科版 （2019）必修第三册 4.4 科学用电 同步练习
一、单选题
1．某中学有42个班级，9月是全年的用电高峰期，每个教室配备的用电器及其使用情况如下表所示，电费为0.7元/度(1度＝1 kW·h)，则该学校所有教室每天用电需要的费用约为( )
用电器 日光灯 空调 多媒体
额定功率/W 40 3 750 500
数量/个 11 1 1
平均工作时间/h 8 8 8
A．1 100元 B．1 300元
C．1 600元 D．1 900元
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．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 %
4．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
5．如图所示的逻辑电路，输入A、B、C的值分别为1、1、1，则X、Y、Z的值分别为
A．0、0、0
B．0、1、0
C．1、0、0
D．1、1、1
6．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
7．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成或弃权时输入“1”，提案通过为“1”通不过为“0”，联合国规定，只要常任理事国有一个反对，提案就不能通过，这个表决器应具有哪种逻辑关系（　　）
A．“或”门 B．“与”门
C．“非”门 D．“或非”门
8．一个逻辑门的输入端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
9．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 0
C．1 1 0 1 D．0 0 0 1
10．隧道里有一个警报器，在隧道的两端各有一个开关，在出现危险时要求不论接通哪一个开关都能使警报器报警，那么应设计的电路为(　　)
A．“与”门电路
B．“或”门电路
C．“非”门电路
D．上述答案都有可能
11．如图所示为一个逻辑电路图及其真值表，下列说法中正确的是（　　）
输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 1
1 0 X
1 1 1
A．该门电路为“与”门电路，真值表中X处的逻辑值为1
B．该门电路为“与”门电路，真值表中X处的逻辑值为0
C．该门电路为“或”门电路，真值表中X处的逻辑值为1
D．该门电路为“或”门电路，真值表中X处的逻辑值为0
12．右表是“与”门的真值表，该真值表中和分别是（　　）
输入 输出
0 0 0
1 0
0 1 0
1 1
A．0，0 B．0，1 C．1，0 D．1，1
13．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
14．下面说法正确的是(　　)
A．根据E＝可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B．逻辑电路中，高电位状态用“1”表示，表示该点与电源正极相连，电压大于或等于1v
C．对于同种材料的导体，在温度不变的情况下，横截面积一定，电阻与导体的长度成反比
D．静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用
15．在登录你的电子邮箱的过程中，要有两个条件，一个是用户名，另一个是用户名所对应的密码，要成功登录，他们体现下列哪种逻辑关系（　　）
A．“与”门
B．“或”门
C．“非”门
D．“或非”门
二、填空题
16．许多楼道灯有着这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天即使有声音它也没反应，它的控制电流中接入________传感器开关和________传感器开关，从这些传感器来的信号，通过一个________（选填“非门”、“与门”或“或门”）电路后，进入执行电路．在图中的虚框内画出两种传感器开关控制的楼道灯电路图．
17．逻辑电路在电子线路中有着重要的应用．某同学利用“非”门电路设计了一个路灯自动控制门电路．天黑了，让路灯自动接通；天亮了，让路灯自动熄灭．
图11中是一个光敏电阻，当有光线照射时，光敏电阻的阻值会显著减小．是可调电阻，起分压作用．“非”门电路能将输入的高压信号转变为低压信号，或将低压信号转变为高压信号．为路灯总开关控制继电器，它在获得高压时才启动(图中未画路灯电路)．
(1)当天黑时，阻值变________， 得到________电压．(填“大”、“小”或“高”、“低”)
(2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现要调节自动控制装置，使得它在天色较黑时才会自动接通开关，应将调________(填“大”或“小”)一些．
18．由门电路构成的一简单控制电路如图所示，其中R′为光敏电阻，光照时电阻很小，R为滑动变阻器，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。该逻辑电路是______________门电路，该控制电路可以用在______________________控制系统中(举一个例子)。
三、解答题
19．图（甲）表示“非”门电路中输入端A电压随时间变化关系，请在图（乙）画出输出端的电压随时间变化的关系。
20．判断插座中是否通电时可用测电笔来测试。测试时人手拿测电笔末端的金属部分，当测试笔头部碰到火线（相对大地电压）时，测电笔中的氖管会发光，这时电流实际上是由电线经测试笔、人体流到大地的，但人体却是安全的，这是为什么呢？请根据下列数据估算说明原因。已知测电笔（含氖管）的电阻为，人体电阻为几千欧到几十千欧，对人来说安全电压为。（）
21．在体育比赛中，甲、乙两名裁判员各控制一只开关，用灯的亮与否来表达评判结果。如灯亮，表示合格；灯灭，表示不合格。
（1）若比赛规则规定两名裁判员都认为合格，才可发出合格信号，试画出逻辑电路；
（2）若比赛规则规定两名裁判员只要有一人认为合格就可发出合格信号，试画出逻辑电路。
22．如图所示，将两个“非”门和一个“与”门组成一个复合门电路。请写出该复合门电路的真值表。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
一天总的用电量为(40×11＋3750＋500)×8×42×10－3 kW·h＝1575.84 kW·h，电费为1575.84×0.7元＝1103元，约为1100元，A正确．
2．C
【解析】
【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．C
【解析】
【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．
4．A
【解析】
【详解】
正确认识门电路的符号，“≥1”为或门，“1”为非门，其真值为：B端1输入，则D端0输出，或门为“0，1”输入，则C端输出1．
故选A。
5．C
【解析】
【详解】
AB均为1时，X输出为1；非门为1时，输出为0；则加在与门两端为1、0；故Z输出为0；故选C．
点睛：解决本题的关键掌握与门和非门的特点，与门的特点：事件的几个条件都满足，该事件才能发生．非门的特点：输入状态和输出状态相反.
6．A
【解析】
【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；
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
只要其中一个常任理事国投反对票，提案就不能通过．即只要一个输入为“0”，输出就为“0”，则该事件是“与”逻辑关系．故B正确，ACD错误。
故选B。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
由信号图可知，输入端只要有一个1，输出即为1，只有全部输入端是0，输出是0，可知此为或门电路。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
因为是或门逻辑电路，所以只有当AB输入都为0时Z端输出才为0，其他Z端输出都为1，故C正确．
10．B
【解析】
【详解】
不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，所满足的关系是“或”逻辑关系，即事件的某一个条件满足，该事件就能发生。
故选B。
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
图示门电路为“或”门电路，根据或门逻辑关系，当输入为：1、0时，输出为1，故真值表中X处的逻辑值为1。
故选C。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
“与”门的特点是：所有条件满足时，事件才能发生。若输入1和0时，输出0；若输入1和1时，输出1。
故选C。
13．B
【解析】
【详解】
AB、根据电路图知，当RT的温度升高时，RT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B正确，A错误；
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、D错误；
故选B．
【点睛】
根据电路图知，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，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．
14．D
【解析】
【详解】
电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量与所受的电场力均无关，选项A错误；逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位状态，用“0”表示；“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数值．选项B错误；对于同种材料的导体，在温度不变的情况下，横截面积一定，电阻与导体的长度成正比，选项C错误；静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用，选项D正确；故选D.
15．A
【解析】
【分析】
【详解】
只有用户名和密码对应正确，具备这两个条件，才能登录成功。说明“用户名”和“密码”是“与”的关系。
故选A。
16． 声音； 光； 与门；
【解析】
【详解】
根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制电路中接入了光传感器、声音传感器．
根据题意，灯亮必须同时具备天黑，出现声音的条件，可得该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路，故设计的门电路为与门电路．相当于两个控制开关串联；电路图如图所示．
17． 大 高 大
【解析】
【详解】
(1)天黑时，光线减弱，光敏电阻RG变大，A端输入低电压，Y端输出高压信号，J得到高压，开始控制路灯工作．(2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，应将R调大，A端输入电压较高，当天色较黑时，RG的电阻变大，A端的电压降低，Y端的电压升高，J得到高压，开始控制路灯工作．
18． “非” 城市路灯
【解析】
【详解】
[1]光照时光敏电阻阻值减小，门电路的输入端电势升高，灯不亮，说明门电路输出端电势降低，输出状态与输入状态相反，故“非”门电路。
[2]根据光敏电阻的性质和电路特点，可以应用在城市路灯方面。
19．见解析
【解析】
【详解】
对于“非”门来说，输入端A为高电压时输出端Z为低电压，输入端A为低电压时输出端Z为高电压。所以可以画出其输出端Z的电压随时间的变化如下图所示。
20．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
测电笔与人体串联，其总电压为，考虑在各种情况下都要确保人体上的电压不超过.根据串联分压原理，当人体电阻取最大值，测电笔电阻取最小值时，加在人体上的电压U最大
所以人体是安全的。
21．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）若比赛规则规定两名裁判员都认为合格，才可发出合格信号，符合只有当两个条件都满足时，事件才会发生，故为与门逻辑电路，如图所示
（2）若比赛规则规定两名裁判员只要有一人认为合格就可发出合格信号，符合只要有一个条件满足，事件就会发生，符合或门逻辑电路，如图所示
22．见解析
【解析】
【详解】
当输入端A、B的信号变化时，输出端、及最终输出端Y的信号对应关系如下表：
A B Y1 Y2 Y
0 0 1 1 1
1 0 0 1 0
0 1 1 0 0
1 1 0 0 0
由以上分析可知，该复合门电路的真值表如下表所示：
输入 输出
A B Y
0 0 1
1 0 0
0 1 0
1 1 0
答案第1页，共2页
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