高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第4节 科学用电课时训练

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 D．1、1

5．如图所示，用小灯泡模仿光控电路，之间为斯密特触发器，为光敏电阻，为可变电阻；为继电器的线圈，为它的常开触点。下列说法错误的是（　　）

A．天色变暗时，端输入高电平，继电器吸引，路灯点亮

B．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把的阻值调大些

C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把的阻值调小些

D．二极管的作用是继电器释放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，则电阻之比为________。把一个的平行板电容器接在的电池上，电容器所带的电荷量为________。如图所示的电路中，两个开关、并联，控制同一个灯泡，只要、中有一个闭合，灯就亮，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和一个由桶盖控制的开关组成的，当定时开关合上时，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(       )。

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。

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．               或

17．     A          0     0     0     1

18．     负          与

19．     0.42     减小

20．

（1）按照输入的先后顺序，先分析“或”门的逻辑关系，输出端与输入端A、B的关系如下表1，再用和C作为输入端分析“与”门，从而获得最终结果，输入端、C与最终输出端的关系如表2。

表1                                           表2

（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。

22．

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