4.4科学用电综合训练 （word版含答案）

4.4科学用电
一、选择题（共15题）
1．学过逻辑电路知识后，同学们想设计一个夜间教室防盗报警电路．放学后教室的前门、后门都处于关闭状态，只要有其中一扇门被非法打开，报警器就会报警．根据报警装置的要求，他们需要的是以下的何种门电路（ ）
A．“与”门电路 B．“或”门电路 C．“非”门电路 D．无法判定
2．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
3．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
4．在解锁智能手机的过程中，可以采用人脸识别，也可以输入正确的密码，则要完成解锁手机，上述两种方式的逻辑关系是（　　）
A．“或”关系 B．“与”关系 C．“非”关系 D．不存在逻辑关系
5．一个门电路的两个输入端A、B与输出端Z的波形如图所示，则可知该门电路是　　
A．“或”门 B．“与”门 C．“非”门 D．“或非”门
6．请根据下面所列的真值表，从四幅图中选出与之相对应的一个门电路（ ）
输入 输出
A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
B．
C． D．
7．在基本逻辑电路中，何种逻辑门电路当所有输入均为0时，输出是1（　　）
A．“与”门电路 B．“或”门电路
C．“非”门电路 D．都不可能
8．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
9．如图所示电路为（　　）
A．“与”门电路 B．“非”门电路
C．“或”门电路 D．无法判定
10．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
11．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
12．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
13．下列说法正确的是( )
A．电场场度和电势都是反映电场自身性质的物理量，它们都是矢量
B．电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领
C．基本的逻辑门电路分为“与”门、“或”门和“非”门等
D．磁场对电流和运动电荷的作用力方向都遵守左手定则
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．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”
二、填空题
16．如图是一个简单的逻辑电路，则它表示的是____逻辑电路；
17．如图所示，虚线框内为门电路，L为灯泡，R为变阻器，为光敏电阻.当光照射时，其阻值远小于R，当不受光照时，其阻值远大于R。小灯泡发光时，门电路输出的是______（选填“高电压”或“低电压”）。为使R在光照时，小灯泡L不发光，没有光照时，L发光，该门电路应是______门。
18．“与”门和“或”门电路只能有两个输入端．( )
19．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．
三、综合题
20．如图（甲）表示“或”门电路中输入端A、B的电压、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。
21．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___________。
22．电动汽车在行驶过程中，消耗电池能量对外做功使汽车前进。汽车安装的电池常用两个物理量衡量其性能，见下表：
物理量 定义 单位
电池容量 电池存储电量的多少 mAh
电池的能量密度ρ 单位质量携带电能的多少 Wh/kg
某质量m=0.056kg的电池以恒定电流放电时，端电压与流过电池电量的关系如下图所示。电池容量检测系统在电压为4V时显示剩余电量100%，电压为3V时显示剩余电量0%。通过计算机测得曲线与电量轴所围的面积约为7000V·mAh。
（1）该曲线与电量轴所围面积的物理意义是什么？
（2）该电池的能量密度ρ是多少？
（3）在放电过程中剩余电量从100%到80%用了时间t，由图像推测剩余电量从50%到30%约要多少时间？
（4）某电动汽车除电池外总质量为M，配上质量为m、能量密度为ρ的电池，单次充电后可以在水平路面行驶距离s（s较长，近似认为全程匀速行驶），行驶中所受阻力与总质量成正比，比例系数为k。假设电池能量的用来对外做功使汽车前进，写出汽车行驶距离s的表达式。为提升电动车单次充电行驶最大距离，国家大力支持研发提高电池的能量密度，而不是仅靠增加车上电池质量，请通过分析说明原因。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
由题意只要有其中一扇门被非法打开，报警器就会报警，即两个条件中只要有一个满足事件就会发生，该逻辑关系为“或”，故需要的是“或”门电路．故选B．
2．C
【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．
3．B
【详解】
当温度升高时，Rt阻值变小，门电路输入端为低电势，门电路输出端为高电势，电铃响起，当温度很低时，Rt阻值很大，门电路输入端为高电势，门电路输出端为高电势，电铃不响，所以应接入非门。
故选B。
4．A
【详解】
由题意可知，采用人脸识别或输入正确的密码均可以解锁，故采用的是“或”关系。故A正确，BCD错误。
故选A。
5．B
【详解】
将A、B、C、D四个门电路分别代入，与门输入端全为“1”，输出端才为“1”，电路是“与”门电路．
故选B。
6．D
【详解】
A．“与”门，输出为“0001”，A错误；
B．“或”门，输出为“0111”，B错误；
C．“或非”门，输出为“1000”，C错误；
D．“与非”门，输出为“1110”，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．“与”门的特点：事件的几个条件都满足，该事件才能发生。所以输入端均为“0”，则输出端为“0”。故A错误；
B．“或”门的特点：只要一个条件得到满足，事件就会发生。所以输入端均为“0”，则输出端为“0”。故B错误；
CD．“非”门的特点：输出状态和输入状态相反。输入端为“0”，则输出端为“1”。故C正确，D错误。
故选C。
8．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．
9．C
【详解】
该电路中三个开关并联，任意一个开关接通时，灯都会亮，即只要有一个条件满足，该事件就会发生。所以该电路是“或”门电路；
故选C。
10．A
【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A正确，BCD错误．
故选A．
11．C
【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。
12．B
【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．
13．BCD
【详解】
A．电场场度和电势都是反映电场自身性质的物理量，电场强度是矢量，电势是标量，A错误；
B．电源的电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量，B正确；
C．基本的逻辑门电路分为“与”门、“或”门和“非”门等，C正确；
D．电荷的定向移动形成电流，故磁场对电流和运动电荷的作用力方向都遵守左手定则，D正确．
故选BCD。
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．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．
16．或
【详解】
ABC三个开关只要闭合其中任意一个电灯P都会亮，即只要有一个条件满足，该事件就会发生，故它表示或门．
17． 高电压 非
【详解】
根据题意，R′为光敏电阻，光照时电阻很小，分压较小，门电路输入为高，小灯L不亮，不受光照时，电阻很大，分压较大，门电路输入为低，小灯L亮，知输出为高电压，故为非逻辑关系，非门电路。
18．×
【详解】
“与”门和“或”门电路都可以有两个或两个以上的输入端
19． 大 高 大
【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．
20．见解析
【详解】
对于“或”门来说，只要输入端A与输入端B有一个为高电压，则输出端Z也为高电压。因此可以画出其输出端Z的电压随时间的变化如下图所示。
21．
【详解】
与门的特点是当所有条件都满足，事件才能发生，非门的特点是输入状态和输出状态完全相反；所以0，0经过与门输出为0，经过非门输出为1； 0，1经过与门输出为0，经过非门输出为1；1，0经过与门输出为0，经过非门输出为1；1，1经过与门输出为1，经过非门输出为0，则真值表为
A B Z
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
输出端的工作波形图如图
22．（1）表示对外做功的值（2）125Wh/kg（3）2t（4）提高电池的能量密度ρ比增加电池质量m更合理
【详解】
(1)根据图像的坐标轴可知，图像所围面积物理意义是U·It，表示对外做功的值；
(2)由（1）知，能量密度
(3)q=It，I不变则电量与时间成正比，由U-q图像可知剩余电量从100到80，通过电池电量约300mAh，剩余电量从50到30，通过电池电量约600mAh，则时间约为2t
(4)设汽车质量M，电池质量m，单次充电行驶最大距离s，由题意，阻力与总质量成正比，即
f=k（m +M）
汽车消耗电能，克服阻力做功
fs=k（m +M）s
电池能量的用来对外做功
W=fs =mρ
单次充电行驶最大距离
<
s与m为非线性关系，有上限。可见行驶的最大距离随着电池质量的增加，提升得越来越慢。s与ρ成正比，ρ增大并不增加阻力，不造成电能额外损耗，可见，提高电池的能量密度ρ比增加电池质量m更合理。
答案第1页，共2页