高中物理 第4章 閉合電路歐姆定律和邏輯電路 第4節(jié) 邏輯電路與自動控制學(xué)業(yè)分層測評 魯科版選修3-1

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邏輯電路與自動控制 (建議用時：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．邏輯電路的信號有兩種狀態(tài)：一是高電位狀態(tài)，用“1”表示；另一種是低電位狀態(tài)，用“0”表示．關(guān)于這里的“1”和“0”，下列說法中正確的是(　　) A．“1”表示電壓為1 V，“0”表示電壓為0 V B．“1”表示電壓為大于或等于1 V，“0”表示電壓一定為0 V C．“1”和“0”是邏輯關(guān)系的兩種可能取值，不表示具體的數(shù)字 D．“1”表示該點(diǎn)與電源正極相連，“0”表示該點(diǎn)與電源負(fù)極相連 【解析】　門電路是用來控制信號的“通過”或“截斷”的一種開關(guān)電路．根據(jù)指定條件，門電路對輸入、輸出的因果關(guān)系作出判斷．門電路的輸入、輸出信號都以電位的高低來表示．若把高電位看做有信號，表示某個條件存在或信號能通過，且以符號“1”表示；把低電位看做無信號，表示某個條件不存在或信號不能通過，以符號“0”表示．這種邏輯關(guān)系稱為正邏輯，反之則稱為負(fù)邏輯．在通常情況下，不加說明的都指正邏輯，所以“1”和“0”只是兩個符號，是兩種變量的可能的取值．故C選項(xiàng)正確． 【答案】　C 2．在基本邏輯電路中，何種邏輯門電路當(dāng)所有輸入均為0時，輸出是1(　　) A．“與”門電路　　　 B．“或”門電路 C．“非”門電路 D．都不可能 【解析】　根據(jù)“與”門、“或”門、“非”門的真值表可知，C正確，A、B、D錯誤． 【答案】　C 3．走廊里有一盞電燈，在走廊兩端各有一個開關(guān)，我們希望不論哪一個開關(guān)接通都能使電燈點(diǎn)亮，那么設(shè)計的電路為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：34660109】 A．“與”門電路 B．“非”門電路 C．“或”門電路 D．上述答案都有可能 【解析】　走廊兩端的開關(guān)，只要滿足其中1個為“1”，則輸出端就為“1”，故滿足Y＝A＋B，即體現(xiàn)了“或”邏輯，故C正確．A、B、D錯誤． 【答案】　C 4．熱水器在使用時，只有在既沒有熄滅又沒有停水的情況下才能使熱水器工作，這種情況若用邏輯關(guān)系來表示，屬于哪種邏輯(　　) A．“與”邏輯 D．“或”邏輯 C．“非”邏輯 D．以上均不是 【解析】　由于要滿足沒熄滅、沒停水兩個條件，熱水器才能工作，只要有任意一個條件不滿足，熱水器均不能工作，故為“與”邏輯關(guān)系． 【答案】　A 5．關(guān)于下列門電路的符號(如圖444所示)，下列說法中正確的是(　　) 圖444 A．甲為“非”門、乙為“與”門、丙為“或”門 B．甲為“與”門、乙為“或”門、丙為“非”門 C．甲為“非”門、乙為“或”門、丙為“與”門 D．甲為“或”門、乙為“與”門、丙為“非”門 【解析】　三個門電路符號，甲為“非”門，乙為“或”門，丙為“與”門，故C正確． 【答案】　C 6．聯(lián)合國安理會每個常任理事國都擁有否決權(quán)，假設(shè)設(shè)計一個表決器，常任理事國投反對票時輸入“0”，投贊成或棄權(quán)時輸入“1”，提案通過為“1”，通不過為“0”，則這個表決器應(yīng)具有哪種邏輯關(guān)系(　　) A．“與”門 B．“非”門 C．“或”門 D．“與非”門 【解析】　聯(lián)合國規(guī)定，只要常任理事國有一個反對，提案就不能通過．這和“與”門的邏輯關(guān)系一致． 【答案】　A 7．請根據(jù)下面所列的真值表，從四幅圖中選出與之相對應(yīng)的一個門電路(　　) 輸入 輸出 A B Z 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 【解析】　從真值表可看出不是單一的“與”、“或”關(guān)系，更不是單一的“非”關(guān)系，一定對應(yīng)一個復(fù)合門電路，從真值表分析可得應(yīng)為“與非”復(fù)合門電路，D選項(xiàng)正確． 【答案】　D 8．在舉重比賽中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲為主裁判，乙、丙為副裁判，當(dāng)主裁判和一名以上(包括一名)副裁判認(rèn)為運(yùn)動員上舉合格后，才可發(fā)出合格信號，試列出真值表． 【解析】　設(shè)甲、乙、丙三名裁判的裁判意見為邏輯變量A、B、C，裁判結(jié)果為Z，并且對于A、B、C，設(shè)：判上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”．對于Z，設(shè)：上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”． 根據(jù)題意及上述假設(shè)列出真值表如下表所示. A B C Z 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 【答案】　見解析 [能力提升] 9．(多選)兩個人負(fù)責(zé)安裝一個炸藥包，然后起爆，兩個人分別控制兩個相串聯(lián)的開關(guān)．只有當(dāng)兩個人都撤出危險區(qū)，在安全區(qū)把開關(guān)接通時，炸藥包才能爆炸．如果有一人未撤出危險區(qū)，開關(guān)沒有接通，炸藥包就不能起爆，這就是“與”的概念．如果用“0”表示不起爆，“1”表示起爆，用符號“”表示“與”的運(yùn)算符合，則下列運(yùn)算式正確的是(　　) A．00＝0，表示二人都不起爆，炸藥包不爆炸 B．01＝l，表示一個不起爆，另一人起爆，炸藥包爆炸 C．10＝1，表示一人起爆，另一人不起爆，炸藥包爆炸 D．11＝1，表示二人都起爆，炸藥包爆炸 【解析】　只有兩人都接通開關(guān)時，炸藥包才能爆炸，這是“與”邏輯關(guān)系，對于“與”邏輯關(guān)系，只有輸入都為“1”時輸出才是“1”，只要輸入有一個是“0”，則輸出為0，故A、D正確，B、C錯誤． 【答案】　AD 10．如圖445所示是由“與”門、“或”門、“非”門三個基本邏輯電路組成的一個組合邏輯電路，A、B、C為輸入端，Z為輸出端，在完成下面的真值表時，輸出端Z空格中從上到下依次填寫都正確的是(　　) 圖445 A B C Z 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 A.00010101 B．00000010 C．00101010 D．以上答案都不正確 【解析】　三個邏輯電路組成一個組合邏輯電路，由圖可得：“或”門和“非”門的輸出端即為“與”門的輸入端，可列真值表為： A B C Z1 Z2 Z 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 【答案】　C 11．(多選)某同學(xué)設(shè)計了一個路燈自動控制門電路，如圖446所示，天黑了，讓路燈自動接通，天亮了，讓路燈自動熄滅．圖中RG是一個光敏電阻，當(dāng)有光照射時，光敏電阻的阻值會顯著地減?。甊是可調(diào)電阻，起分壓作用．J為路燈總開關(guān)——控制繼電器(圖中未畫路燈電路)．關(guān)于此電路，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：34660110】 圖446 A．天黑時，RG增大，A為高電位，Z為低電位，J使路燈亮 B．天黑時，RG增大，A為低電位，Z為高電位，J使路燈亮 C．R調(diào)大時，傍晚路燈亮得早一些 D．R調(diào)大時，傍晚路燈亮得晚一些 【解析】　A點(diǎn)電勢φA＝R，天黑時，光敏電阻RG阻值增大，A為低電位，“非”門輸出端Z為高電位，繼電器工作使路燈亮，故B正確．R調(diào)大時，UA增大，假設(shè)此時輸入端為高電位、“非”門輸出端為低電位，路燈不亮，只有當(dāng)天再晚一些，光敏電阻的阻值再大一些，R的分壓才會降低，當(dāng)φA為低電壓時，輸出為高電壓，繼電器J工作，路燈變亮，故D正確． 【答案】　BD 12．火警自動報警器用“非”門、電位器、熱敏電阻、蜂鳴器和電池等按圖447連接，調(diào)節(jié)電位器使蜂鳴器正好不報警，然后用火焰靠近熱敏電阻，蜂鳴器就會發(fā)出報警信號．在不報警時，P為低電位記“0”，報警時，P為高電位記“1”．試問： 圖447 (1)報警時，A點(diǎn)電位為高電位“1”還是低電位“0”？ (2)當(dāng)用火焰靠近熱敏電阻時，熱敏電阻的阻值是增大還是減?。? 【解析】　(1)報警時，P點(diǎn)為高電位“1”，由于此電路運(yùn)用了“非”門電路，輸出端P為高電位時，輸入端A點(diǎn)一定是低電位“0”． (2)題圖可等效電路圖如圖所示． 當(dāng)火焰靠近熱敏電阻時，蜂鳴器報警，說明此時P點(diǎn)為高電位，A點(diǎn)為低電位，也就是說熱敏電阻兩端的電壓減小，由電路圖可知，熱敏電阻的阻值減?。? 【答案】　(1)A是低電位“0”　(2)減小