阶段卷2 电子控制系统的信号处理及执行部分-【精彩三年】2024-2025学年高中通用技术选择性必修1课程探究与巩固PPT课件（苏教版2019）

阶段卷2　电子控制系统的信号处理及执行部分 [时间：45分钟　满分：50分] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 一、选择题(本大题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。) 1．下列电子元器件特征描述不正确的是(　　) A.　　 B.　　　 C.　 D. 【解析】 将三极管的平面朝向自己，管脚向下，从左向右依次为ebc，选项D错误。 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2．如图1所示，这是由四个理想二极管组成的桥式整 流电路，若ab间的电压U1与时间的函数图像如图2所 示，则R1两端的电压U2与时间的函数图像为(　　) A. B. C. D. B 【解析】 四个理想二极管组成的桥式整流电路为全波整流，选项C错误；没有进行模数转换，选项D错误；根据电流方向，整流后电流均是从R1上方向下方流动，选项A错误，选项B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3．用多用电表测得工作在放大状态的某三极管①脚的电 流为0.1 mA，②脚的电流为6.1 mA，已知RT是负温度系 数热敏电阻。下列电路中能实现高温报警的是(　　) 　 A.　　 B. 　　 C.　　D. C 【解析】 ①脚的电流为0.1 mA，②脚的电流为6.1 mA，则③脚必须流入三极管，则两进一出，是NPN管；①是基极，②是发射极，③是集电极；基极接上一级信号(输入信号)，选项A和选项D错误；由于是NPN管，高温报警时三极管基极为高电平，选项C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4．如图所示，这是小明在通用技术实践课上设计的光控发光报警电路。锡焊电路后，调试过程中发现：随着外界光线的变化，发光二极管V2渐渐变亮。下列说法中不正确的是(　　)  A．用指针式万用表测量电压时，黑表笔接三极管V1的e极，红表笔接V1的c极 B．当外界光线变亮，电压表V的读数可能变大 C．若将RP适当调小，则触发报警的外界光线变亮 D．若调试中发现V2始终不亮，有可能是R1虚焊 D 【解析】 选项D，R1虚焊，则三极管V1基极获得高电平，三极管V1导通，V2发光，选项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5．如图所示，这是一个温度控制电路，RT1与RT2均为热敏电阻，当外界温度低于下限时，继电器吸合，加热器开始加热。当温度升高到高于上限时，继电器断开，加热器停止加热。结合电路图，下列说法中正确的是(　　) A．RT1与RT2均为正温度系数热敏电阻 B．RT1控制的是上限温度，RT2控制的是下限温度 C．若要将上限温度调高，可以将RP2的阻值增大 D．若RT1与RT2的阻值特性一致，为了达到温控效果，RP2的阻值要比RP1的阻值要低 D 【解析】 当外界温度低于下限时，继电器吸合，加热器开始加热。由于不知道热敏电阻的温度系数，从输出倒推。V2导通，V2基极为高电平，V1导通，V1基极为低电平，即RT1大时，温度低，则RT1为负温度系数热敏电阻，RT1控制的是下限温度，随着温度逐渐上升，V1逐渐趋向截止，但V4、V3导通组成自锁电路，当温度达到上限温度时，V4基极为高电平(温度高，RT2小，为负温度系数热敏电阻)，V4、V3、V2截止，继电器释放，加热器停止加热，RT2控制的是上限温度。故选项A、B不正确。若要将上限温度调高，应将负温度系数热敏电阻RT2变小，RP2的阻值也应调小，故选项C不正确。当温度处于上下限之间时，V1基极为高电平， 为了能继续保持加热状态，V4基极仍处于低电平，则RP1>RT1，RT2>RP2，若RT1与RT2的阻值特性一致，在同一温度下，RT1＝RT2，则RP1>RP2，故选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 6．如图所示，这是小明设计的三极管电路。VT1、VT2和VT3的特性完全相同，工作时VT1、VT2和VT3均导通，且VT3工作在放大状态。下列说法中不正确的是(　　) A．三极管VT1工作在放大状态 B．三极管放大倍数增大，流过RP2的电流变小 C．调大RP2的阻值，流过RP1的电流基本不变 D．调大RP1的阻值，流过RP2的电流变小 B 【解析】 三极管VT1的基极电位约为(VCC－0.7)V，集电极电位约为(VCC－1.4)V，因此三极管VT1处于放大状态，选项A正确。三极管VT3处于放大状态，调大其集电极上的电阻RP2的阻值，对该集电极电流无影响，对其基极电流也无影响，因此流过RP1的电流基本不变，选项C正确。调大RP1的阻值，会使得VT3的基极电流减小，由于VT3处于放大状态，其集电极电流也会随基极电流减小而减小，即流过RP2的电流变小，选项D正确。在非恒流电路中，三极管放大倍数增加，会导致集电极上电阻RP2的电流增大，而在恒流电路中，放大倍数增加，流过RP2的电流基本不变，选项B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7．如图所示，这是小明设计的土壤加湿电路，其中K为手动装置。工作过程中，只有K闭合，当温度高且湿度低时，加湿装置才开启，其余情况加湿装置关闭。已知RS为负特性湿敏电阻，RT为正温度系数热敏电阻，IC为比较器，(当V＋＞V－时输出高电平，V＋＜V－时输出低电平)。关于虚线框中的逻辑电路，下列选项中不正确的是(　　) C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8．如图所示，这是湿度监测报警电路，RS是湿敏电阻，湿度越大阻值越小，M是振动马达。湿度过大或过小时，M振动报 警；湿度正常时，M不报警。V1、V2是指示灯。下列 关于该电路的说法中，不正确的是(　　) A．若V3基极虚焊，则马达不报警，但V1、V2可正常发光 B．湿度过大时，V2发光，湿度正常时，V1、V2均发光 C．图中3个门电路可用六反相器(非门)来实现 D．RP1滑动端的电位始终小于RP2滑动端的电位 B 【解析】 V3断路后，R2电阻的存在依然可以使得V1、V2正常发光，选项A正确。分析电路可知，湿度过大，或非门输出高电平，即V2发光；湿度正常时，与非门、或非门均输出低电平，因此V1、V2均不发光，选项B错误。图中与非门、或非门本质是非门，可以用2个反相器即非门来实现，选项C正确。根据题意，湿度存在上限和下限，分析电路可知，RP1可调节上限，RP2调节下限，因此RP2滑片位置高，其电位始终高于RP1，选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9．如图所示，这是水温控制电路，当温度低于下限时电热丝开始加热，温度高于上限时电热丝停止加热。其中RT1、RT2为相同规格的热敏电阻。图中虚线框中缺少部分电路，下列选项中接入虚线框能实现温度区间控制的是(　　) A.　　　B.　　　C.　　　 D. A 【解析】 根据电路可知，温度很高时，即C输出高电平时，电热丝停止加热，此时A、B均是高电平，即RT1、RT2阻值均很小，是负温度系数热敏电阻。再结合电路中RT1串联的是阻值为5 kΩ的电阻、RT2串联的是阻值为20 kΩ的电阻，可知串联的阻值越大，对应热敏电阻在设定值时的阻值也越大，因此可知RT2控制下限，RT1控制上限。考虑工作过程：当温度超过上限时，A、B均是高电平，电热丝停止加热，温度下降。当温度下降至上限以下时，A＝0，B＝1，此时C＝0，电热丝重新加热，即温度只能控制在上限附近。为实现区间控制，需要通过二极管反馈，使得温度下降至上限以下时，C能保持出1。因此需要将C处的高电平反馈至A处，使其也为高电平，可知选项A符合要求。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10．如图所示，这是断线式报警电路，由于某种因素碰断防盗线A、B后能发声报警。下列说法中正确的是(　　) A．电路中HA为无源蜂鸣器 B．报警后将防盗线重新接好，可停止报警 C．按住电键SB不松开，此时碰断防盗线不会发声报警 D．若搭接电路时C1虚焊，此时碰断防盗线不会发声报警 C 【解析】 选项A，HA前面没有振荡电路，因此为有源蜂鸣器，选项错误；选项B，断线后报警，重新接好后，触发器输入为00，为保持状态，因此不会停止报警，选项错误；选项C，按住电键SB不松开，断线后，触发器输入为11，则输出为00，V1截止，不会报警，选项正确；选项D，C1虚焊，断线后，S＝1，R＝0，Q＝1，仍会报警，选项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11．如图所示的光控电路，闭合K后，无论光线如何，V3都发光。为了找出电路故障，小明断开K后，使用指针式多用电表合适的挡位测量电阻，判断元器件的好坏。考虑周围电路对测量结果的影响，下列电 路检测分析正确且是电路故障原因的是(　　) A．黑表笔搭A点，红表笔搭B点，测得电阻很小，表明V1损坏 B．黑表笔搭B点，红表笔搭E点，测得电阻阻值为R2阻值，表明R3断路 C．黑表笔搭D点，红表笔搭E点，测得电阻很小，V2可能短路 D．黑表笔搭C点，红表笔搭D点，测得电阻小且V3发光，表明R4短路 C 【解析】 黑表笔搭A点，红表笔搭B点，说明V1发射结正偏，电阻很小，而不是V1损坏，选项A错误；黑表笔搭B点，红表笔搭E点，V2集电结反偏，测得阻值为R2阻值，不能表明R3断路，选项B错误；黑表笔搭D点，红表笔搭E点，测得电阻很小，表明V2短路，闭合K后，无论光线如何，V3都发光，选项C正确；黑表笔搭C点，红表笔搭D点，测得电阻小且V3发光，V3正偏，可能是R4阻值小，不一定是R4短路，且R4短路也不是故障原因，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12．小明设计了如图所示的光控实验电路，VT1、VT2均工作在开关状态， S按下时接通，松开后断开。下列说法中不正确的是(　　) A．光线足够强，按下S 松开后，VD1不发光，VD2发光 B．光线足够强，S松开时，VD1、VD2发光状态可能一致 C．光线足够强，VD2发光时，按动S不会改变VD1发光情况 D．按下S，光线变化仅影响VD1发光情况，对VD2无影响 B 【解析】 选项A，光线足够强→RG小→a电位高→V1断路，按下S→d＝0→经由V2传递至c点，令c为低电平(此时VD2发光)→VT1截止→VT1的ce 断路→VT2导通(虽有电流流过VD1，但Ib电流过小，VD1不发光)→VT2的ce连通→VD2发光，松开S后，由于前一时刻VT2导通，VT2的ce连通→c仍旧为低电平，所以VT1仍截止，VT2仍导通，令最终结果为VD1不发光，VD2发光，选项正确；选项B，从选项A的解析中可以看出，由于VT1、VT2都处于开关状态，当VT1导通时，VT1 的ce连通，会令VT2截止；反之，VT2导通时，VT2的ce连通，会令VT1截止，且VT1驱动VD1，VT2驱动VD2，故两个发光状态不可能一致，选项错误；选项C，按下开关会 令VT1 截止，令VT2导通，让VD2发光，故在VD2已经发光的状态下，再去按S没有作用，选项正确；选项D，按下S →VT1截止，此时不论VT2是否导通，VD2都能发光(发光回路：VCC→VD2→R3→V2→开关S→GND)，光照强弱决定了a点电位高低， 是决定VD1是否有机会发光的关键因素(发光回路：VCC→VD1→R2→V1→R1→GND)，但对VD2无作用，选项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 二、非选择题(本大题共3小题，第13题8分，第14题8分，第15题10分，共26分) 13．小明发现教室里的风扇开关比较随意，影响了部分同学身体健康，于是准备设计一个风扇控制电路，当教室里的温度高于27 ℃时，风扇自动启动，当温度低于23 ℃时自动停止。电路原理(部分)如下图所示，已知RT为负温度系数热敏电阻，比较器 的功能是：当V＋＞V－时输出高电平， 当V＋＜V－时输出低电平。请完成以下任务。 (1)下列关于发光二极管VD状态的说法中，正确的是__________(在“A.温度低于下限时，VD发光；B.温度高于下限低于上限时，VD发光；C.温度高于上限时，VD发光”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)若把RP3滑动触点适当上移，温度控制范围变化为__________(在“A.上限降低，下限不变；B.上限降低，下限升高；C.上限不变，下限升高；D.上限不变，下限降低”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 B(2分) A(2分) (3)根据功能要求，请完成虚线框1中电路的连线。 【答案】 如图(全对给4分，错一条线扣2分) 【解析】 (1)RT为NTC，A点的电压随着温度的升高逐渐降低，VB>VC，故A、B、C三点的电压关系如图所示，可知B点负责下限，C点负责上限。只有当温度在上下限范围之间时，VB>VA, F1＝1, VA>VC，F2＝0, VD发光，选项B正确。 (2)RP3向上移，VB不变，VC增大。由图可知，下限不 变，上限降低，选项A正确。 (3)当T在上下限范围之间时，F1＝1，F2＝0，或非门触发器是00保持，所以F1后应接非门。当T低于下限时，F1＝0，F3＝1，F2＝0，此时需要风扇不工作，F＝1。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14．小通在学习了电子控制技术之后，设计了如下图所示的道闸控制实验电路。K1、K2为点动开关，按下K1时，电机正转(电流由“＋”到“－”)，打开道闸；按下K2时，电机反转(电流由“－”到“＋”)，放下道闸。请完成以下任务。 (1)按下K1时，三极管V1和V2的工作状态分 别为___________(A.截止，截止；B.截止，饱和；C.饱和，截止；D.饱和，饱和)。 (2)道闸升起过程中，小通不小心同时按下了K1、K2，则道闸将会 B(2分) __________(A.打开；B.放下；C.停止；D.无法确定)。 (3)小通准备用继电器来控制电机正反转。请你在虚线框1内画出三极管驱动继电器工作的电路，要求三极管采用共发射极接法，继电器标注J1，J2。 C(2分) 【答案】 如图 (4)在电路调试过程中，小通发现控制处理部分的功能可以用教材中学到的逻辑门实现。请你在虚线框2内用最少的逻辑门设计电路，实现控制处理部分的功能。 【解析】 (1)(3)由电路图分析，初始时K1、K2未按下，三极管V1、V2的工作状态是一个饱和导通，另一个截止，对应的道闸状态是打开和关闭；此时按下K1，则V2饱和导通，V1截止，X点电位为1，Y点电位为0，若用NPN三极管驱动继电器，则X点连接J1，Y点连接J2，若用PNP三极管驱动继电器，则X点连接J2，Y点连接J1，可以实现控制道闸打开；松开K1，三极管V1、V2的工作状态不变，相当于自锁。 (2)当K1、K2同时按下时，三极管V1、V2均饱和导通，X点、Y点电位都是0，电机M将停止工作。 (4)分析电路功能可知，当按下K1或K2再松开时，K1点、K2点引出的电位是0，此时相当于触发器的保持状态，所以应该选择或非门触发器。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15．图1是小马设计的电动升旗电路。M为直流电动机，带动旗帜升降。SB1和SB2为旗帜升降按钮。V1亮表示升旗，V2亮表示降旗。SQ1和SQ2为限位开关，分别安装在旗杆的上端和下端，用于设定旗帜上升或下降的位置。请完成以下任务。 (1)SB1和SB2采用复合按钮(按下按钮，常闭 触点断开，常开触点闭合，手松开后复位)，其目的是___________(A.确保两个按钮复位后触发器处于保持状态；B.防止两个按钮同时按下触发器出现不稳定状态)。 B(2分) (2)用于控制升旗的按钮是____________(A.SB1；B.SB2；C.SB1、SB2均有可能)。 (3)为了通过电动机的正反转实现旗帜上升和下降，并当旗帜到达设定位置时打开限位开关，从而关闭电动机的电源。现提供具有2组常开触点的继电器J1和J2，请在图1虚线框1中完成电路连接，并标出继电器触点的相应符号。 【答案】 如图，触点连线正确(电机能正反转) 2分，标注正确(标J1、J2也给分)1分，共3分。 A(2分) (4)小马准备把升旗和降旗改为自动控制，要求仅当白天播放音乐时自动升旗，音乐结束后停止升旗，晚上自动降旗。设播放音乐时输出高电平，音乐结束后输出低电平；测光模块白天输出低电平，晚上输出高电平。请你在图2的虚线框2中用三个2输入与非门画出其电路，以实现上述功能。 测光模块连线正确1分，3个与非门连接正确2分，共3分。 【解析】 (1)如果SB1、SB2同时合上，将会使触发器输入00，00对与非门触发器是不使用，输出不稳定。故答案为B。 (2)升旗时，触发器上方输出1，下方输出0，对应的输入是上方为0，下方为1，所以应是SB1按下，使输入为0。故答案为A。 (3)当升旗时，触发器上方输出1，下方输出0。J1中有电流，J2中无电流。如果电机电流从左到右定义为正转，则连 线为答案1。如果电机电流从右到左定义为 右转，则连线为答案2。 B A   F1 F2 白天　0 有音乐　1 升旗 1 0 晚上　1 X 降旗 0 1 白天　0 音乐结束　0 停止 0 0 感谢聆听，再见！ C． D． 【解析】 只有K闭合(A＝1)，当温度高(C＝1)且湿度低(B＝0)时，加湿装置才开启(F＝1)，所以可以得到的逻辑关系为：F＝A··C。选项A、B、D的逻辑关系均可化简为F＝·C，而选项C的逻辑关系为F＝A＋＋C，所以只有选项C不正确。 根据表格可知，F2＝A＝A，F2＝B。 $$