高中物理 第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 第4节 逻辑电路与自动控制学业分层测评 鲁科版选修3-1

逻辑电路与自动控制
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位状态，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
【解析】门电路是用来控制信号的“通过”或“截断”的一种开关电路．根据指定条件，门电路对输入、输出的因果关系作出判断．门电路的输入、输出信号都以电位的高低来表示．若把高电位看做有信号，表示某个条件存在或信号能通过，且以符号“1”表示；把低电位看做无信号，表示某个条件不存在或信号不能通过，以符号“0”表示．这种逻辑关系称为正逻辑，反之则称为负逻辑．在通常情况下，不加说明的都指正逻辑，所以“1”和“0”只是两个符号，是两种变量的可能的取值．故C选项正确．
【答案】 C
2．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
【解析】根据“与”门、“或”门、“非”门的真值表可知，C正确，A、B、D错误．【答案】 C
3．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( )
【导学号：34660109】A．“与”门电路B．“非”门电路
C．“或”门电路D．上述答案都有可能
【解析】走廊两端的开关，只要满足其中1个为“1”，则输出端就为“1”，故满足Y＝A＋B，即体现了“或”逻辑，故C正确．A、B、D错误．
【答案】 C
4．热水器在使用时，只有在既没有熄灭又没有停水的情况下才能使热水器工作，这种情况若用逻辑关系来表示，属于哪种逻辑( )
A．“与”逻辑D．“或”逻辑
C．“非”逻辑D．以上均不是
【解析】由于要满足没熄灭、没停水两个条件，热水器才能工作，只要有任意一个条
件不满足，热水器均不能工作，故为“与”逻辑关系．
【答案】 A
5．关于下列门电路的符号(如图4­4­4所示)，下列说法中正确的是( )
图4­4­4
A．甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门
B．甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门
C．甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门
D．甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门
【解析】三个门电路符号，甲为“非”门，乙为“或”门，丙为“与”门，故C正确．【答案】 C
6．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，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．“非”门
C．“或”门D．“与非”门
【解析】联合国规定，只要常任理事国有一个反对，提案就不能通过．这和“与”门的逻辑关系一致．
【答案】 A
7．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( )
【解析】从真值表可看出不是单一的“与”、“或”关系，更不是单一的“非”关系，
一定对应一个复合门电路，从真值表分析可得应为“与非”复合门电路，D选项正确．【答案】 D
8．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．
【解析】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Z，并且对于A、B、C，设：判上举合格为逻辑“1”，不合格为逻辑“0”．对于Z，设：上举合格为逻辑“1”，不合格为逻辑“0”．
根据题意及上述假设列出真值表如下表所示.
【答案】见解析
[能力提升]
9．(多选)两个人负责安装一个炸药包，然后起爆，两个人分别控制两个相串联的开关．只有当两个人都撤出危险区，在安全区把开关接通时，炸药包才能爆炸．如果有一人未撤出危险区，开关没有接通，炸药包就不能起爆，这就是“与”的概念．如果用“0”表示不起爆，“1”表示起爆，用符号“×”表示“与”的运算符合，则下列运算式正确的是( ) A．0×0＝0，表示二人都不起爆，炸药包不爆炸
B．0×1＝l，表示一个不起爆，另一人起爆，炸药包爆炸
C．1×0＝1，表示一人起爆，另一人不起爆，炸药包爆炸
D．1×1＝1，表示二人都起爆，炸药包爆炸
【解析】只有两人都接通开关时，炸药包才能爆炸，这是“与”逻辑关系，对于“与”逻辑关系，只有输入都为“1”时输出才是“1”，只要输入有一个是“0”，则输出为0，故A、D正确，B、C错误．
【答案】AD
10．如图4­4­5所示是由“与”门、“或”门、“非”门三个基本逻辑电路组成的一个组合逻辑电路，A、B、C为输入端，Z为输出端，在完成下面的真值表时，输出端Z空格中
从上到下依次填写都正确的是( )
图4­4­5
A.00010101
C．00101010 D．以上答案都不正确
【解析】三个逻辑电路组成一个组合逻辑电路，由图可得：“或”门和“非”门的输出端即为“与”门的输入端，可列真值表为：
【答案】 C
11．(多选)某同学设计了一个路灯自动控制门电路，如图4­4­6所示，天黑了，让路灯自动接通，天亮了，让路灯自动熄灭．图中R G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，正确的是( )
【导学号：34660110】
图4­4­6
A．天黑时，R G增大，A为高电位，Z为低电位，J使路灯亮
B．天黑时，R G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
【解析】A点电势φA＝E
R G＋R
R，天黑时，光敏电阻R G阻值增大，A为低电位，“非”门输出端Z为高电位，继电器工作使路灯亮，故B正确．R调大时，U A增大，假设此时输入端为高电位、“非”门输出端为低电位，路灯不亮，只有当天再晚一些，光敏电阻的阻值再大一些，R的分压才会降低，当φA为低电压时，输出为高电压，继电器J工作，路灯变亮，故D正确．
【答案】BD
12．火警自动报警器用“非”门、电位器、热敏电阻、蜂鸣器和电池等按图4­4­7连接，调节电位器使蜂鸣器正好不报警，然后用火焰靠近热敏电阻，蜂鸣器就会发出报警信号．在不报警时，P为低电位记“0”，报警时，P为高电位记“1”．试问：
图4­4­7
(1)报警时，A点电位为高电位“1”还是低电位“0”？
(2)当用火焰靠近热敏电阻时，热敏电阻的阻值是增大还是减小？
【解析】(1)报警时，P点为高电位“1”，由于此电路运用了“非”门电路，输出端P为高电位时，输入端A点一定是低电位“0”．
(2)题图可等效电路图如图所示．
当火焰靠近热敏电阻时，蜂鸣器报警，说明此时P点为高电位，A点为低电位，也就是说热敏电阻两端的电压减小，由电路图可知，热敏电阻的阻值减小．
【答案】(1)A是低电位“0”(2)减小。