4.4 科学用电同步练习 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．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 2．楼道或小巷等许多公共场所都安装有声光控灯，在白天即使灯泡未坏、有声音，灯泡也不亮，光线很 暗或天黑时，有声音灯泡就自动点亮。这表明声光控灯具有何种逻辑关系的控制电路（　　） A．“或”门 B．“与”门 C．“非”门 D．“与非”门 3．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 4．如图所示是一个三输入端复合门电路，当 C 端输入 1，输出端 Y 输出 0 时，A，B 端的输入分别是(　　) A．0、0 B．0、1 C．1、0 5．如图所示，用小灯泡模仿光控电路， AY 之间为斯密特触发器， D．1、1 RG 为光敏电阻， R1 为可变电阻； J 为 继电器的线圈， Ja A．天色变暗时， 为它的常开触点。下列说法错误的是（　　） A 端输入高电平，继电器吸引 B．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把 C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把 D．二极管的作用是继电器释放 Ja R1 R1 Ja ，路灯点亮 的阻值调大些 的阻值调小些 时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路 6．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 7．如图为一逻辑电路，根据电路图完成它的真值表．其输出端从上到下排列的结果正确的是（ A．0 0 1 0 B．0 0 1 1 C．1 0 1 0 D．0 0 0 1 8．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 9．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 10．在如图所示的四个电路中能使小灯泡发光的是（　　） A． B． C． D． 11．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，只要有一个理事国不通过，提案都无法通过．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“1”，提案通过为“1”，通不过为“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．都不是 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．逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；一是低电位状态，用“0”表示，关于这里 的“1”和“0”，下列说法中正确的是（ ） A．“1”表示电压为 1 V，“0”表示电压为 0 V B．“1”表示电压为大于或等于 1 V，“0”表示电压一定为 0 V C．“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字 D．“1”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连 14．如图所示为一个简单的报警器电路图，下列说法正确的是 （ ） A．Sl，S2 都合上时报警器发声； B．Sl 断开，S2 合上时报警器发声； C．Sl，S2 都断开时报警器发声； D．Sl 闭合，S2 断开时报警器发声． 15．在如图所示的复合电路中，A、B、C 为门电路的输入端，现欲使 Y 输出“0”，如果 C 输入端为“0”，则 A、B 两端分别输入（　　） A．0　0 B．0　1 C．1　0 D．1　1 二、填空题（共 4 题） 16．两根粗细均匀的铜丝，横截面积相同，长度之比为 2 :1 ，则电阻之比为________。把一个 3 �1012 F 的 平行板电容器接在 9 V 的电池上，电容器所带的电荷量为________ C 。如图所示的电路中，两个开关 A 、 B 并联，控制同一个灯泡 Y ，只要 A 、 B 中有一个闭合，灯 Y 就亮，这种关系叫做“________”（选填“与”、 “或”或“非”）逻辑关系。 17．双桶洗衣机的脱水桶的电机是由一个定时开关 S1 和一个由桶盖控制的开关 S2 组成的，当定时开关 S1 合 上时，只要打开桶盖，电机又被关闭。 （1）如图所示的哪个电路图能满足上述的要求？( A． B． ) C． D． （2）根据以上罗列的控制条件和控制结果的情况，完成其真值表，并在虚线框内画出该门电路符号( 输入 输出 A B Z 0 0 _____ _ _____ 0 1 _ )。 _____ 1 0 _ _____ 1 1 _ 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．如图甲所示，斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，当加在它的输入端 A 的电势逐渐上升到 1.6 V，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 的电势下降到 0.8 V 时，输出端 Y 会从低电平跳到高电平 3.4 V．如图乙所示是一个温度报警器的简易电路图，RT 为热敏电阻， R1 为可变电阻(最大阻值为 1 kΩ)，蜂鸣器工作电压 3 ～5 V，热敏电阻的阻值随温度变化如图丙所示，若要 求热敏电阻在感测到 80 ℃时报警，则 R1 应调至________ kΩ；若要求热敏电阻在感测到更高的温度时才报 警，R1 的阻值应________(选填“增大”、“减小”或“不变”)． 甲 乙 丙 三、综合题（共 4 题） 20．如图甲所示为一个“或与”门， （1）请填写完成下列真值表。 （2）如果在输入端 A、B、C 分别输入如图乙所示的电信号，试画出其输出端 Z 的电信号。 输入 输出 A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 Z 1 0 1 1 1 1 21．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？ 22．家庭电路的引线均有一定的电阻（几欧），因此当家中大功率用电器如空调、电炉工作时，原来开着 的电灯会变暗。下面通过一个简单的测试，算出家庭电路引线部分的电阻。如图所示，用 r 表示家庭电路 引线部分的总电阻，L 是一只额定功率为 P1 的普通家用灯泡，V 为电压表，M 是一台额定功率为 P2 的空调 （P2＞P1）。测试时，先闭合开关 S1，断开开关 S2，测得电压为 U1；再闭合开关 S2，测得电压为 U2。试推 导出估算 r 的表达式。（设电源两端电压保特恒定，灯泡和空调均以额定功率工作） 23．如图所示，A、B 为两个门电路的输入波形，试画出经过“与”“或”门后的输出波形。 参考答案： 1．B 2．B 3．A 4．A 5．C 6．D 7．A 8．B 9．C 10．C 11．A 12．C 13．C 14．D 15．A 16． 2 :1 17． A 2.7 �10 11 或 0 18． 负 mg q 19． 0.42 减小 与 0 0 1 20． （1）按照输入的先后顺序，先分析“或”门的逻辑关系，输出端 Z 0 与输入端 A、B 的关系如下表 1，再用 Z 0 和 C 作为输入端分析“与”门，从而获得最终结果，输入端 Z 0 、C 与最终输出端的关系如表 2。 表1 表2 输入端 输出 输入端 输出 A B Z0 Z0 C A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 （2）同理分析，在电信号图中，只要 C 为低电压，输出端一定是低电压，在 C 为高电压时，如输入端 A、B 中有一个是高电压，输出端才是高电压，所以输出的电信号如图所示。 21． （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。  U1  U 2  U 2 22． P2 23． 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。 输出如下