高中物理人教版学案：2.11简单的逻辑电路

11 简单的逻辑电路
学习目标
1.知道三种门电路的逻辑关系、符号及真值表.
2.通过实验,理解“与”“或”和“非”逻辑电路中结果与条件的逻辑关系.
3.会用真值表表示一些简单的逻辑关系.
4.会分析、设计一些简单的逻辑电路.
自主探究
1.数字电路:处理的电路叫做数字电路.
2.门电路:就是一种开关,在一定条件下它允许;如果条件不满足,信号就被阻挡在“门”外.
3.如果一个事件的几个条件都满足后,该事件才能发生,我们把这种关系叫做.具有
的电路称为“与”门电路.
4.如果几个条件中,只要有一个条件得到满足,某件事就会发生,这种关系叫做,具有
的电路叫做“或”门电路.
5.输出状态和输入状态呈现的逻辑关系,叫做“非”逻辑,具有的电路叫做“非”门电路.
合作探究
一、“与”门
如图所示,两个开关A、B串联起来控制同一灯泡L,显然,只有A与B同时闭合时,灯泡L才会亮.在这个事件中,A、B闭合是条件,灯泡L亮是结果.那么它们体现了什么逻辑关系呢?
1.什么是“与”逻辑关系?
2.什么是“与”门?
【归纳总结】
1.如果一个事件的几个条件都满足后,该事件才能发生,这种逻辑关系叫做“”逻辑关系.
2.具有“与”逻辑关系的电路称为“”门.
二、“或”门
如图所示,两个开关A、B并联,控制同一灯泡L,在这个电路中,A或B闭合时,灯泡L就亮.它们体现了什么逻辑关系?
1.什么是“或”逻辑关系?
2.什么是“或”门?
【归纳总结】
1.如果几个条件中, 条件得到满足,某事件就会发生,这种关系叫做“或”逻辑关系.
2.具有“或”逻辑关系的电路叫做“”门.
三、“非”门
【合作探究】
如图所示,当开关A接通时,灯泡Y被短路而不亮;当开关A断开时,灯泡Y是通路而被点亮.这体现了什么逻辑关系?
1.什么是“非”逻辑关系?
2.什么是“非”门?
【归纳总结】
1.输出状态和输入状态的逻辑关系,叫做“非”逻辑关系.
2.具有“非”逻辑关系的电路叫做“”门.
【案例分析】
【例题】如图,一个火警报警装置的逻辑电路图.R t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,火警时产生高温,电铃响起.在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,即报警稳定调的稍底些,R的值应大一些还是小一些?
【巩固训练一】走廊里有一盏电灯,在走廊两端各有一个开关,若能使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
【巩固训练二】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.
课堂检测
1.逻辑电路的信号有两种状态:一种是高电位状态,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”,下列说法正确的是( )
A.“1”表示电压1 V,“0”表示电压0 V
B.“1”表示电压大于或等于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”表示该点与电源的正极相连,“0”表示该点与电源的负极相连
2.如果一个事件的几个条件都满足后,该事件反而不能发生,条件不同时满足时,该事件才能发生,实现这种逻辑关系的门电路是( )
A.“与”门
B.“非”门
C.“与非”门
D.“或非”门
3.下列说法正确的是( )
A.逻辑电路就是数字电路
B.逻辑电路可存在两种以上的状态
C.数字电路主要研究电路的逻辑功能
D.集成电路可靠性高、寿命长,但耗电量高
4.如图为包含某逻辑电路的一个简单电路图,L为小灯泡,光照射电阻R'时,其阻值将变得远小于R.该逻辑电路是(选填“与”“或”或“非”)门电路.当电阻R'受到光照时,小灯泡L将
(选填“发光”或“不发光”).
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．在高能物理研究中，回旋加速器起着重要作用，其工作原理如图所示。

D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差。

两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。

中央O处的粒子源产生的α粒子，在两盒之间被电场加速，α粒子进入磁场后做匀速圆周运动。

忽略α粒子在电场中的加速时间。

下列说法正确的是：
A．α粒子运动过程中电场的方向始终不变
B．α粒子在磁场中运动的周期越来越大
C．磁感应强度越大，α粒子离开加速器时的动能就越大
D．两盒间电势差越大，α粒子离开加速器时的动能就越大
2．用一随时间均匀变化的水平拉力F拉静止在水平面上的物体．已知F=kt（k=2N/s），物体与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体的加速度a随时间t变化的图象如图所示，g取10 m/s2，则不可以计算出
A．物体的质量
B．物体与水平面间的动摩擦因数
C．t=4s时物体的速度
D．0～4s内拉力F做的功
3．已知地球两极的重力加速度为g,地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，考虑地球自转的影响,把地球视为质量均匀分布的球体,则赤道上的重力加速度为（）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，由两种单色光混合而成的一复色光线射向一块半圆柱形玻璃砖圆心O，经折射后分别沿Oa 和Ob射出玻璃砖，下列说法正确的是（）
A．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
B．双缝干涉实验时a光产生的条纹间距比b光的小
C．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度
D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线b首先消失
5．如图，图线表示原子核的比结合能与质量数A的关系，下列说法中正确的是（）
A．核的结合能约为15MeV
B．核比核更稳定
C．两个核结合成
核时要吸收能量D．核裂变成
和核过程
中，核子的平均质量增加
6．质量分别为m1与m2的甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动，已知它们的动量分别是p1=5kg·m/s，p2=7kg·m/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为8kg·m/s，则甲、乙两球质量m l与m2间的关系可能是（）
A．m1=m2 B．2m1=m2C．3m1=2m2D．4m1=m2
二、多项选择题
7．A，B两列简谐横波均沿x轴正向传播，某时刻的他们的波形分别如图甲，丙所示，经过时间t（t小于A波的周期T A），这两列简谐横波的波形分别变为图乙，丁所示，则A，B两列波的波速v A，v B之比可能的是_____。

A．1∶1 B．3∶2 C．1∶3 D．3∶1 E.1:5
8．如图所示，在水平面上有一传送带以速率v1沿顺时针方向运动，传送带速度保持不变，传送带左右两端各有一个与传送带等高的光滑水平面和传送带相连(紧靠但不接触)，现有一物块在右端水平面上以速度v2向左运动，物块速度随时间变化的图像可能的是：
A．B．
C．D．
9．如图所示，一束复合光垂直玻璃砖界面进入球形气泡后分为a、b两种色光，下列说法正确的是。

A．玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象
B．a光在玻璃中的传播速度比b在玻璃中的传播速度大
C． a光的频率比b光的频率大
D．若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则a光最先消失
E. 若让a、b二色光通过一双缝干涉装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
10．一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5︰1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表。

则下列说法正确的是 ( )
A．原、副线圈中的电流之比为5︰1
B．电压表的读数约为31.11V
C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω，则1分钟内产生的热量为2.9×103J
D．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小
三、实验题
11．如图所示，一内壁光滑的气缸固定于水平地面上，在距气缸底部L=54cm处有一固定于气缸上的卡环，活塞与气缸底部之间封闭着一定质量的理想气体，活塞在图示位置时封闭气体的温度t1=267℃，压强
p1=1.5atm，设大气压强p0恒为1atm，气缸导热性能良好，不计活塞的厚度，由于气缸缓慢放热，活塞最终会左移到某一位置而平衡，求：
①活塞刚要离开卡环处时封闭气体的温度；
②封闭气体温度下降到t3=27℃时活塞与气缸底部之间的距离。

12．如图所示，地面上有一固定的斜面体ABCD，其ＡＢ边的长度S=2m，斜面倾角为37°。

光滑水平地面上有一块质量M=3Kg的足够长的木板紧挨着斜面体静止放置。

质量为m＝1kg物体由A点静止滑下，然后从B点滑上长木板（由斜面滑至长木板时速度大小不变），已知物体与斜面体的动摩擦因数为0.25，物体与长木板的动摩擦因数为0.3，g=10m/s2 ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

求：
（1）物体到达斜面底端B点时的速度大小；
（2）物体从B点滑上长木板时，物体和长木板的加速度。

（3）物体在长木板上滑行的最大距离。

四、解答题
13．如图所示，在O点固定一个正点电荷，同时在以O为圆心、
为半径的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(未画出)，
MSN是由细管制成的半径为a的光滑绝缘圆轨道，其圆心位于O点。

在M点以速度v0垂直MN向下射出一个质量为m(不计重力)、电荷量为q的带负电的粒子，粒子恰好做匀速圆周运动，从N点进入圆轨道(细管的内径略比粒子大)。

粒子从N点进入时，虚线圆内磁场的磁感应强度按B=B0－βt(β>0)的规律开始变化，粒子从M点出来时磁感应强度的大小恰好变为零之后不再变化，此时撤去圆轨道，粒子轨迹变为椭圆且垂直穿过MN线上的P点，OP=7a，(以无穷远处电势为0，点电荷电场中某点的电势
，k为静电力常量，Q为点电荷带电量、带符号代入，r为电场中某点到点电荷的距离)求：
(1)固定在O点的正电荷的电荷量；
(2)B0、β的数值；
(3)粒子从出发到达到P点的时间。

14．绝热气缸A和导热气缸B固定在水平地面上，由钢性杆连接的两个等大活塞封闭着两部分体积均为V 的理想气体，此时气体的压强与外界大气压强p0相同，气体的温度与环境温度T0也相同。

已知理想气体
的内能U与温度T的关系为，
为常量且
>0。

现给气缸A的电热丝通电，当电热丝放出的热量为Q1
时气缸B的体积减为原来的一半。

若加热过程是缓慢的，求：
(1)气缸A内气体的压强；
(2)气缸B在该过程中放出的热量Q2。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．ACE
8．ABD
9．ACD
10．BC
三、实验题
11．①87℃②45cm
12．(1) (2)
(3)
四、解答题
13．(1)
(2),
(3)
14．（1）2p0（2）Q2-Q1-2αT0
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图甲所示，梯形硬导线框abcd固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里。

在0～5t0时间内，设垂直ab边向上为安培力的正方向，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为
A．B．
C．
D．
2．下列关于曲线运动的说法正确的是
A．平抛运动是一种匀变速运动
B．做曲线运动的物体，其加速度方向可以和速度方向相同
C．物体如果做曲线运动，其受力一定是变力
D．物体做圆周运动时，其合外力一定指向圆心
3．如图所示，水平地面上固定一倾角为30°的表面粗糙的斜劈，一质量为m的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑，现对小物块施加一水平向右的恒力F，使它沿该斜劈表面匀速上滑，如图乙所示，则F大小应为（）
A．mg B．mg C．mg
D．mg
4．如图为“中国好歌声”娱乐节目所设计的“导师战车”，战车可以在倾斜直轨道上运动。

当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10米的斜面冲到学员面前，最终刚好停在斜面的末端，此过程约历时4秒。

在战车在运动过程中，下列说法正确的是( )
A．战车在运动过程中导师处于失重状态
B．战车在运动过程中所受外力始终不变
C．战车在倾斜导轨上做匀变速直线运动
D．根据题中信息可以估算导师运动的平均速度
5．如图所示，ACBD是一个过球心O的水平截面圆，其中AB与CD垂直，在C、D、A三点分别固定点电荷＋Q、－Q与＋q。

光滑绝缘竖直杆过球心与水平截面圆垂直，杆上套有一个带少量负电荷的小球，不计小球对电场的影响．现将小球自E点无初速度释放，到达F点的过程中(重力加速度为g)，下列说法正确的是( )
A．小球在O点的加速度大于g
B．小球在E点的电势能大于在O点的电势能
C．小球在F点的速度一定最大
D．小球在运动过程中机械能一直减小
6．下列说法正确的是( )
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短
D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大
二、多项选择题
7．“鹊桥”号是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点附近的中继通信卫星，如图它以地月连线为轴做圆周运动，同时随月球绕地球运转。

已知地球质量为M，月球质量为m，月球的轨道半径为r，公转周期为T，引力常数为G；当卫星处于地月拉格朗日点L1或L2时，都能随月球同步绕地球做圆周运动。

则以下说法正确的是
A．“鹊桥”号仅受月球引力作用
B．在L2点工作的卫星比在L1点工作的卫星的线速度大
C．在拉格朗日L1点工作的卫星，受到地球的引力一定大于月球对它的引力
D．拉格朗日L2点与地心的距离为
8．直线坐标系Ox轴原点处有a、b两质点，t=0时a、b同时沿x轴正方向做直线运动，其位置坐标x与时间t的比值随时间t变化的关系如图所示，则( )
A．质点a做匀加速运动的加速度为10m/s2
B．a、b从原点出发后再次到达同一位置时，a的速度为10m/s
C．a、b从原点出发后再次到达同一位置之前，最远相距1.25m
D．a、b从原点出发后，t=1s时再次到达同一位置
9．如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接；导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上。

若导体棒ab以一定初速度v下滑，则关于ab棒下列说法中正确的为 ( )
A．所受安培力方向水平向右
B．可能以速度v匀速下滑
C．刚下滑的瞬间ab棒产生的电动势为BLv
D．减少的重力势能等于电阻R上产生的内能
10．2018年9月29日，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲固体运载火箭，成功将微厘空间一号S1卫星送入预定轨道．整星质量97公斤，运行在高度700公里的圆轨道，该轨道为通过两极上空的圆轨道．查阅资料知地球的半径和重力加速度的值，则( )
A．卫星可能为地球同步卫星B．卫星线速度小于第一宇宙速度
C．卫星可能通过无锡的正上方 D．卫星的动能可以计算
三、实验题
11．U 形金属导轨 abcd 原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与 bc 等长的金属棒 PQ 平行 bc 放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱 e、f.已知磁感应强度 B＝0.8 T，导轨质量 M＝2 kg，其中 bc 段长 0.5 m、电阻 r＝0.4 Ω，其余部分电阻不计，金属棒 PQ 质量 m＝0.6 kg、电阻 R＝0.2 Ω、与导轨间的摩擦因数μ＝0.2.若向导轨施加方向向左、大小为 F＝2 N 的水平拉力，如图所示．求：导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长，g 取 10 m/s2)．
12．（1）在做“研究平抛运动”实验中，以下哪些操作可能引起实验误差（________）
A .安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平
B .确定OY轴时，没有用重垂线
C .斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦
D .每次从轨道同一位置释放小球
（2）如图所示为某次实验中一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为5 cm.如果取g=10 m/s2,那么：
①闪光频率是 _______Hz
②小球平抛时的初速度的大小是________m/s
③小球经过B点的速度大小是___________m/s
四、解答题
13．如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量为m=1kg可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不栓接，弹簧原长小于光滑平台的长度。

在平台的右端有一传送带，AB长为L=12m，与传送带相邻的粗糙水平面BC长为x=4m，物块与传送带及水平面BC间的动摩擦因数均为
，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直半圆弧与BC平滑连接，在半圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。

若传送带以
的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械
能损失。

当弹簧储存的能量全部释放时，小物块恰能滑到与圆心等高的E点（取g=10m/s2）。

（1）求滑块被弹簧弹出时的速度；
（2）求右侧圆弧的轨道半径R；
（3）若传送带的速度大小可调，欲使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离轨道，求传送带速度的可调范围。

14．如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.25m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103V/m。

一不带电的绝缘小球甲,以速
度沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。

已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5C,g取10m/s2。

(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)
（1）甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙球在B点被碰后的瞬时速度大小;
（2）在满足1的条件下,求甲的速度υ0;
（3）甲仍以中的速度υ0向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围.
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．BC
8．ACD
9．AB
10．BCD
三、实验题
11．；
;
12．AB 10 1.5 2.5
四、解答题
13．（1）4m/s；（2）0.6m；（3）；14．（1）（2）
（3）。