人教版高中物理选修2-1 6.2 集成电路 同步测试（含解析）

人教版高中物理选修2-1第六章
第二节 集成电路 同步测试
一、单选题（共10题；共20分）
1.如右图所示为用“与”门构成的简易报警器的示意电路。当报警器发出警报声时，电键S1、S2处于的状态为（?????）
A.?S1、S2都断开???????????????B.?S1、S2都闭合???????????????C.?S1断开，S2闭合???????????????D.?S1闭合，S2断开
2.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻随温度t变化的图线如图甲所示．如图乙所示电路中，热敏电阻与其他电阻构成的闭合电路中，水平放置的平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当所在处温度升高时，则( ? ? )
A.?电压表读数减小??????????B.?电流表读数减小??????????C.?质点P将向上运动??????????D.?上消耗的功率增大
3.为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了双门控制装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．如果规定：车门关紧时为“1”，未关紧时为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的逻辑电路是（?? ）
A.?与电路???????????????????????????????B.?或电路???????????????????????????????C.?非电路???????????????????????????????D.?与非电路
4.监控系统控制电路如图所示，电键S闭合时，系统白天和晚上都工作，电键S断开时，系统仅晚上工作。在电路中虚框处分别接入光敏电阻（受光照时阻值减小）和定值电阻，则电路中（）
A.?C是“与门”，A是光敏电阻???????????????????????????????B.?C是“与门”，B是光敏电阻
C.?C是“或门”，A是光敏电阻???????????????????????????????D.?C是“或门”，B是光敏电阻
5.联合国安理会五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”，提案通过输出为“l”，通不过输出为“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
6.在现代生活中，许多地方需要传感器，例如，电冰箱制冷系统的自动控制就要用到(?????? )
A.?压力传感器?????????????????????????B.?声传感器?????????????????????????C.?光传感器?????????????????????????D.?温度传感器
7.街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的(?? )
A.?压敏性???????????????????????????????B.?光敏性???????????????????????????????C.?热敏性???????????????????????????????D.?霍尔效应
8.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.?“非”门电路????????????????????C.?“或”门电路????????????????????D.?无法判定
9.如图所示的三个门电路中，A端输入全为“1”，B端输入全为“0”．下列判断正确的是（? ）
A.?甲为“非”门电路，输出为“1”??????????????????????? B.?乙为“或”门电路，输出为“0”
C.?丙为“或”门电路，输出为“1”??????????????????????? D.?丙为“与”门电路，输出为“0”
10.走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为(　?　)
A.?“与”门电路????????????????B.?“非”门电路????????????????C.?“或”门电路????????????????D.?上述答案都有可能
二、多选题（共2题；共6分）
11.某同学设计了一个路灯自动控制门电路，如图所示，天黑了，让路灯自动接通，天亮了，让路灯自动熄灭。图中RG是一个光敏电阻，当有光照射时，光敏电阻的阻值会显著地减小，R是可调电阻，起分压作用。J为路灯总开关——控制继电器（图中未画路灯电路）。关于此电路，下列说法正确的是（?? ）
A.?天黑时，RG增大，A为高电位，Z为低电位，J使路灯亮??????????B.?天黑时，RG增大，A为低电位，Z为高电位，J使路灯亮
C.?R调大时，傍晚路灯亮得早一些???????????????????????????D.?R调大时，傍晚路灯亮得晚一些
12.如图所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，RG为光敏电阻．A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯（发光二极管）会点亮．下列说法正确的是 （?? ）
A.?天黑时，Y处于高电平
B.?天黑时，Y处于低电平
C.?当R1调大时，天更暗时，灯（发光二极管）点亮
D.?当R1调大时，天较亮时，灯（发光二极管）就能点亮
三、解答题（共1题；共5分）
13.在举重比赛中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲为主裁判，乙、丙为副裁判，当主裁判和一名以上（包括一名）副裁判认为运动员上举合格后，才可发出合格信号，试列出真值表。
四、综合题（共2题；共25分）
14.如图所示为一种加速度仪的示意图。质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E ， 不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R ， 有效长度为L ， 系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中。
求：
（1）系统的加速度A（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式。
（2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？
（3）若电压表指针指在满刻度的3/4位置，此时系统的加速度大小和方向如何？
15.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的．在图甲中，电源的电动势E＝9．0V，电源内电阻可忽略不计；G为小量程的电流表，电流表内阻RG保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R—t图线所示．闭合开关S ，
（1）当R的温度等于40℃时，电流表示数I1＝2.25mA，求电流表内阻RG
（2）则当电流表的示数I2＝4.5mA时，求热敏电阻R的温度T
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【分析】当与门输出为高电压时报警器报警，当Sl闭合，S2断开时两个支路均输出高电压，所以与门输出为高电压，D对，故选D。
【点评】难度中等，明确当与门输出为高电压时报警器报警，所以只需要使与门输出为高电压即可。
2.【答案】A
【解析】【解答】解:当所在处温度升高时,由甲图可知减小，电路的总电阻减小，电流变大，路端电压减小，电压变大，则电压减小，电容器两端电压减小，则质点P将向下运动，选项C错误；电流减小，上消耗的功率减小，选项D错误；电流减小，则电流变大，则电流表读数变大，选项B错误；因为,则减小，即电压表读数减小，选项A正确；故选A。
【分析】对电路进行分析，当所在处温度升高时，导致电路中总电阻的变化，由闭合欧姆定律可求得电路中电流及路端电压的变化；再对并联部分分析可知电容器两端的电压变化，则可知P的受力变化，则可知质点的运动情况。根据并联部分电压的变化，分析功率的变化考点：电路的动态分析。
3.【答案】A
【解析】【解答】解：因为输入“1，0”“0，1”“0，0”输出都为“0”，而输入“1，1”输出为“1”，知该逻辑门是与门．A符合题意，B、C、D不符合题意．
故答案为：A．
【分析】根据与非门电路的定义进行判断。
4.【答案】D
【解析】【解答】开关S闭合后，C门的一个输入端就是1，系统不管白天和晚上都工作，说明与另一个输入端的逻辑值无关，这说明C门是“载”门。开关S断开时，C门的一个输入端就是。，要让系统工作，另一个输入端必须是1，也就是高电压，所以刀是光敏电阻，故D正确。
【分析】本题考查简单逻辑电路，意在考查考生的理解能力。门电路在高中很简单，重要的记住三种重要门电路的特点，知道简要应用。
5.【答案】A
【解析】【分析】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。
故选A
【点评】关键掌握“与”门得特点，即条件都满足，事件才能发生。
6.【答案】D
【解析】【解答】解:电冰箱制冷系统需要根据温度的高低进行自动调温控制的，因此需要用温度传感器，故D正确。
【分析】考查了对传感器的理解。
7.【答案】B
【解析】【解答】解:压敏性指的是对压力的敏感性，通过对压力的变化改变电阻阻值的原理，路灯和航标灯没有涉及压力的问题，所以A项错误；在光照下电阻发生变化，导致电流发生变化，实现自动控制，光敏电阻可以起到开关的作用，在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中有广泛应用，所以B项正确；温度变化时，电阻变得非常迅速，它能将温度变化转化为电信号，可以知道温度变化的情况，所以C项错误；霍尔效应是电磁效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应，与本题不相关，所以D项错误。
【分析】传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量．光敏电阻是将光学量转换为电学量
8.【答案】C
【解析】【分析】由题干可知无论打开那一扇门，报警器均会报警，所以需要的是或门电路，C对。
【点评】难度较小，对于逻辑电路，要掌握“与”门电路、“或”门电路、“非”门电路的逻辑关系。
9.【答案】D
【解析】【解答】解：A、甲为“非”门电路，当输入1时，输出0，故A错误
??? B、乙为“或”门电路，当输入1、0时，输出1，故B错误
??? C、丙为“与”门电路，故C错误
??? D、丙为“与”门电路，当输入1、0时，输出0，故D正确
故选D
【分析】基本逻辑门电路的输入输出，非门当输入1时，输出0，当输入0时，输出1；或门当输入1、0时，输出1；与门当输入1、0时，输出0．
10.【答案】C
【解析】【分析】不论用哪一个开关接通都能使电灯点亮，这体现了“或”逻辑关系，故C项正确，A、B、D三项不对。
【点评】解决本题的关键理解“或”逻辑关系的特点，当事件的某一个条件满足，该事件就能发生。
二、多选题
11.【答案】B,D
【解析】【解答】当光照变弱时光敏电阻RG的阻值变大，分担的电压大，则门电路获得的电势低，非门电路输入端电压变小，继电器得到的电压变高，路灯被点亮，所以B符合题意，A不符合题意；在相同的光照情况下，若电阻R增大，使得R的分得电压变大，使非门电路的输入端电压变大，继电器得到的电压偏低，路灯不被点亮。只有天气更暗时，更晚一些，天色更暗时，光敏电阻更大一些，门电路获得的电势低，非门电路输入端电压变小，继电器得到的电压变高，路灯被点亮，故C不符合题意，D符合题意。
故答案为：B、D。【分析】此题主要考查对“非”逻辑关系的理解，“非”关系是条件和结果相反，此题属于典型题型，需引起重视。
12.【答案】B,C
【解析】【解答】解：A、天暗时，光敏电阻变大，才导致分压变大，则A端的电势高，输出端Y为低电势．故A错误，B正确；
C、当R1调大时，光敏电阻的分压减小，A端的电压降低，输出端Y的电势升高，天更暗时，光敏电阻更大，灯才（发光二极管）点亮，故C正确D错误；
故选：BC．
【分析】光敏电阻的电阻随光照增强而减小，天暗时，电阻比较大，光敏电阻两端的电势差比较大，则输入门电路为高电势，而另一输入端为低电势，最后灯亮；天亮时，光敏电阻比较小，则光敏电阻两端的电势差比较小，则输入门电路为低电势，而另一输入端为低电势，灯熄灭．
三、解答题
13.【答案】解：设甲、乙、丙三名裁判的裁判意见为逻辑变量A、B、C，裁判结果为Y。并且对于A、B、C设：上举合格为逻辑“1”，不合格为逻辑“0”。对于Y设：上举合格为逻辑“1”，不合格为逻辑“0”。
根据题意综合上述假设列出真值表如下表所示：
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
【解析】【分析】“与”关系是两个条件同时满足才得出结果，“或”关系是两个条件只有有一个满足就可以得出结果，“非”关系是条件和结果相反；B、C之间为“或”逻辑关系，A与B、C结果之间为“与”逻辑关系。
四、综合题
14.【答案】（1）当振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得??①
电压表的示数为??②
由以上两式解得??③
（2）均匀，因为加速度A与电压表示数U是一次函数（线性关系）
（3）当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数??，电压表指针指在满刻度的3/4位置时，??代入③式解得??方向向左
【解析】【解答】解:（1）当振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得 ①
电压表的示数为 ②
由以上两式解得 ③（2）均匀，因为加速度A与电压表示数U是一次函数（线性关系）。（3）当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数 ，电压表指针指在满刻度的3/4位置时， 代入③式解得 方向向左。
【分析】本题通过弹簧振子的简谐振动，将加速度转化为容易测量的电信号，从而实现传感器的功能。
15.【答案】（1）由I1＝ ，得RG＝500Ω
（2）I2＝ ，代入数据得：
R′＝1500Ω
从R—t图象可知，此时的温度是140℃
【解析】【解答】解:（1）由I1＝ ，得RG＝500Ω（2）I2＝ ，代入数据得：
R′＝1500Ω
从R—t图象可知，此时的温度是140℃
【分析】本题难度较小，由闭合电路欧姆定律可求得温度传感器电阻大小，从而确定温度