高中物理全程学习方略课件：逻辑电路与自动控制（鲁科选修3-1）（共82张PPT）

欢迎进入物理课堂 基础自主学习 1 走廊里有一盏电灯 在走廊两端各有一个开关 如果要求不论哪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 解析 选C 不论哪个开关接通都能使电灯点亮 那么设计的电路只能为 或 门电路 故正确答案为C 2 现代银行管理系统中都有自动取款机 若能取出钱款 账号 密码必须都正确 它反映的逻辑关系是 A 与 B 或 C 非 D 都不正确 解析 选A 条件同时满足 可判断是 与 逻辑关系 3 在基本逻辑电路中 当所有输入均为 0 时 输出不是 1 的逻辑门电路是 A 与 门电路B 或 门电路C 非 门电路D 都不可能 解析 选A B 本题考查 与 或 非 门电路 据 与 门电路和 或 门电路的真值表可知 A B正确 C D不正确 4 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 这种情况用逻辑代数表示 属于 A 与 逻辑B 或 逻辑C 非 逻辑D 都不是 解析 选D 主裁判和至少一名副裁判认为合格才发出合格信号 则可判断应为 或 逻辑与 与 逻辑的复合逻辑关系 故选D 5 联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权 任意一个常任理事国投反对票 提案即为通不过 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 与 非门 解析 选A 联合国安理会任意一个常任理事国投反对票 提案即为不通过 由与门特点可知选A 疑难名师点拨 典例1 如图所示 试判断这是一个什么逻辑门电路 A B C闭合时记为 1 断开时记为 0 P灯亮记为 1 灯不亮记为 0 试完成真值表 思路点拨 本题考查了 与 门逻辑关系的真值表 抓住 与 门的特点及数值 1 0 代表的意义是正确填写真值表的关键 标准解答 由题图可知 开关A B C必须都合上 灯泡才亮 所以这是一个 与 门电路 其真值表如图 答案 见解析 变式训练 如图所示为三个门电路符号 A输入端全为 1 B输入端全为 0 下列判断正确的是 A 甲为 非 门 输出为 1 B 乙为 与 门 输出为 0 C 乙为 或 门 输出为 1 D 丙为 与 门 输出为 1 解析 选C 甲为 非 门 输出为 0 乙为 或 门 输出为 1 丙为 与 门 输出为 0 只有选项C正确 典例2 在如图所示的逻辑电路中 当A端输入电信号 1 B端输入电信号 0 时 则在C和D端输出的电信号分别为A 1和0B 0和1C 1和1D 0和0 思路点拨 首先明确 与 门电路和 非 门电路的组合 然后根据它们的逻辑关系结合真值表进行确定 标准解答 选B 首先从 非 门电路入手 当B端输入电信号 0 时 D端输出的电信号为 1 所以 与 门电路的两输入端均为 1 而与门电路输出的电信号是非门电路输入的电信号 因此C端输出的电信号为 0 因此B项正确 变式训练 如图所示是由 与 门 或 门和 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 A 00010101B 00000010C 00101010D 以上答案都不正确 解析 选C 由 与 门 或 门和 非 门的特点可知选C 典例3 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 思路点拨 解答本题应注意以下两点 标准解答 由门电路简化图可知该逻辑电路是 非 门电路 电阻R 受到光照时 R 远小于R 非 门电路输入电势降低 输出电势升高 灯泡L两端电压升高 灯泡L发光 考题感知初探 1 2010 温州高二检测 在如图所示的逻辑电路中 当A端输入电信号 1 B端输入电信号 0 时 则在C和D端输出的电信号分别为 A 1和0B 1和1C 0和1D 0和0 解析 选B B端输入电信号 0 时 D端输出的电信号为 1 当A端输入电信号 1 时 D端与A端同为输入端 故C端输出的电信号为 1 故答案B正确 2 2010 台州高二检测 关于门电路的符号如图所示 下列说法中正确的是 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 选C 由逻辑门电路的特点和符号可知C正确 A B D错误 3 2010 聊城高二检测 如图所示 用 1 表示有信号输入 用 0 表示无信号输入 用 1 表示有信号输出 用 0 表示无信号输出 则当A B C的输入分别为 0 1 0 时 在输出端Y的结果是 A 0 B 1 C 0 或 1 D 无法确定 解析 选B A B的输入分别为 0 1 由 或 门逻辑关系知 或 门将输出 1 C输入 0 由 非 门的逻辑关系知 非 门将输出 1 与 门的两个输入都为 1 由 与 门的逻辑关系知 与 门将输出 1 即Y为 1 故B正确 4 2010 上海高考 电动机的自动控制电路如图所示 其中RH为热敏电阻 R1为光敏电阻 当温度升高时 RH的阻值远小于R1 当光照射R1时 其阻值远小于R2 为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动 电路中的虚线框内应选 门逻辑电路 若要提高光照时电动机启动的灵敏度 可以 R2的阻值 填 增大 或 减小 解析 为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动 即热敏电阻或光敏电阻的电阻值小时 输入为1 输出为1 所以是 或 门 因为若要提高光照时电动机启动的灵敏度 需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1 输出为1 所以要增大R2 答案 或增大 知能提升作业 1 5分 逻辑电路的信号有两种状态 一是高电位状态 用 1 表示 二是低电位状态 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1V 0 表示电压为0B 1 表示电压为大于或等于1V 0 表示电压一定为0C 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 解析 选C 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 输出的因果关系做出判断 门电路的输入 输出信号都以电位高低来表示 把高电位看做有信号 表示某个条件存在或信号能通过 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都指正逻辑 所以 1 和 0 只是两个符号 是两种变量的两种可能的取值 C选项正确 2 5分 如图是一个三输入端三个门电路组成的复合门电路 当C端输入 0 时 A B端输入为何值时输出端Y输出为 0 A 00B 01C 10D 11 解析 选A B C C输入为 0 输出为 1 经过 与 关系后输出为 0 则A B经 与 关系后输出一定为 0 所以A B输入为0 0或0 1或1 0 选项A B C正确 3 5分 如图所示是一个三输入端复合门电路 当C端输入 0 时 A B端输入为何值时 输出端Y输出 1 A 0和0B 0和1C 1和0D 1和1 解析 选D 当C端输入 0 时 输出端Y输出 1 由 或 门特点 可知A B的输出端必为 1 又由 与 门特点 A B端输入为1和1 4 5分 如图所示是应用某逻辑电路制作的简单车门报警电路图 开关S1 S2分别装在汽车的两道门上 D是发光二极管 报警灯 根据电路图可判断 A S1 S2均闭合时 D发光B S1闭合 S2断开时 D不发光C S1断开 S2闭合时 D发光D S1 S2均断开时 D不发光 解析 选C 门电路是 或 门电路 开关闭合时 输入端为低电位 S1 S2均闭合 输入端均为低电位 均为 0 输出为低电位 为 0 D不发光 A错误 S1 S2中有一个断开或均断开时 输入端有一个为高电位或均为高电位 1 输出为高电位 D上加有正的电压 D发光 故C正确 B D错误 5 10分 如图所示 试判断这是一个什么逻辑门电路 A B C闭合时记 1 断开时记 0 P灯亮时记 1 不亮时记 0 试完成下面的真值表 解析 由题图可知 开关A B C只要有一个闭合时 灯泡便亮 所以这个电路满足 或 门电路逻辑 即当几个条件中只要有一个或一个以上具备就能出现某一结果 所以这是一个 或 门电路 其真值表如下 答案 见解析 6 5分 如图所示为由二极管构成的逻辑电路 A B为输入端 Y为输出端 高电位用真值 1 表示 低电位用真值 0 表示 则 A A 0 B 0时Y 0B A 1 B 0时Y 1C A 0 B 1时Y 1D A 1 B 1时Y 1 解析 选A D 当A B中有一个处于低电位 真值为 0 时 二极管导通 Y则处于低电位 真值为 0 故A正确 B C错误 当A B均处于高电位 真值为 1 时 两个二极管均截止 Y处于高电位 真值为 1 D正确 7 2009 上海高考 6分 如图为某报警装置示意图 该报警装置在一扇门 两扇窗上各装有一个联动开关 门 窗未关上时 开关不闭合 只要有一个开关未闭合 报警器就会报警 该报警装置中用了两个串联的逻辑电路 虚线框甲内应选用 门电路 虚线框乙内应选用 门电路 选填 与 非 或 或 解析 由题意知只要有一个开关未闭合 报警器就会报警 结合 或 门的特点知虚线框甲内应选用 或 门 虚线框乙内也应选用 或 门 答案 或 或 8 9分 如图所示是一个由逻辑电路和按钮开关 光敏电阻 蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图 该报警器的功能是当放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合 同时安装在保险箱内的光敏电阻R0被手电筒照射时 蜂鸣器就会发出鸣叫声 1 在虚线框内画出该报警器使用的门电路符号 2 试分析R2与R0的大小关系 解析 1 蜂鸣器发出鸣叫这一事件需要按钮开关S闭合及光敏电阻被照射两个条件同时满足 因此该门电路为 与 门电路 符号为 2 根据 与 门电路的工作原理 当有光照射时应从B端输入高电势 此时应有R2 R0 当无光照射时应从B端输入低电势 此时应有R2 R0 答案 见解析 教师精品题库 1 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 选D 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 2 为了保障行驶安全 一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置 只要有一扇门没有关紧 汽车就不能启动 如果规定 车门关紧时为 1 未关紧时为 0 当输出信号为 1 时 汽车可以正常启动行驶 当输出信号为 0 时 汽车不能启动 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 解析 选A 两个门之一没有关紧就不工作是典型的 与 门形式 3 计算机为了实现二进制加法的运算 采用了大量如图所示的门电路 AB为两个数据输入端 S和C为输出端 其中C输出相加时产生 进位 试根据图中的真值表选择合适的 与 门和 或 门 把电路补充完整 下列选项正确的是 A a处为 与 门 b处为 与 门B a处为 与 门 b处为 或 门C a处为 或 门 b处为 或 门D a处为 或 门 b处为 与 门 解析 选A 应先判断a处 因为b处与a处的输出结果有关 由真值表 同为1 才输出1 得a处应为 与 门 AB同为 0 时 经或门输出 0 经a处输出 0 再经非门输出 1 所以b处输入端分别为 0 1 由真值表知输出为 0 故b处应为 与门 检验其他情形 符合逻辑关系 故A选项正确 4 如图所示为 与 门电路的输入端A B输入的电势信号波形图 请在虚线框内画出 与 门输出的波形图 解析 对于 与 门电路 当输入端均为高电势时 输出端才能输出高电势 如图所示答案 见解析 5 如图是一个应用某逻辑电路制作的简单车门报警电路图 图中的两个按钮开关S1 S2分别装在汽车的两道门上 只要其中任何一个开关处于开路状态 发光二极管 报警灯 就发光 请你根据报警装置的要求 列表分析开关状态与发光二极管的发光状态 并指出是何种门电路 在图中画出这种门电路的符号 解析 驾驶员离开汽车后 两个车门均处于关闭状态 与两个车门对应的开关S1和S2均闭合 这时发光二极管不会发光报警 因为S1和S2闭合后 电流不通过发光二极管 当有其他人打开了某一个门时 S1或S2就处于断开状态 这时就有电流通过发光二极管 使其发光报警 可见 这一装置实际上是一个 或 门电路 答案 开关闭合及二极管不发光状态为 0 开关断开及二极管发光状态为 1 则开关状态及发光二极管发光状态对应如下表 该装置为 或 门电路 虚线框内门电路的符号如图所示 6 火警自动报警器用 非 门 电位器 热敏电阻 蜂鸣器和电池等按如图连接 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为低电位记为 0 报警时 P为高电位记为 1 试问 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 题中的图可以等效为下图 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 即热敏电阻的两端的电压减小 由图可知 热敏电阻的阻值减小 答案 见解析 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全