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通用技术来源:浙江省选考科目考试绍兴市适应性试卷(2026年4月)

第 30 题

答案与解析

电路工作原理

探针 A 接电源正极,是水中导电通路的公共端;探针 B、C 分别控制 V2、V1。水位低于 A 时,即使 B 仍浸在水中,也没有经过 A 的导电通路,V1、V2 均截止。V1 截止时 P 为低电平;V2 截止时,PNP 型 V3 导通,Q 为高电平。水位在 A、C 之间时,A、B 经水接通,V2 导通,使 V3 截止,Q 为低电平;C 未浸水,V1 截止,P 仍为低电平。水位高于 C 时,V1 也导通,P 变为高电平。

原图 a 检测支路在未接入第(3)问保持支路时,各状态如下,1 表示高电平,0 表示低电平。

水位 V1 V2 V3 P Q 报警输出 F
低于 A 截止 截止 导通 0 1 1
A、C 之间 截止 导通 截止 0 0 0
高于 C 导通 导通 截止 1 0 1

过低或过高都要报警,因此虚线框1应实现或逻辑,即 F=P+Q。正常水位时 F 为低电平,指示灯不亮;过低或过高时 F 为高电平,指示灯亮。

第(1)小题

参考答案

A

低水位检测的关键是探针 A 是否浸水。水位下降到 A 以下时,A、B 间的导电通路已经断开,V2 截止、V3 导通,Q 输出高电平并触发报警,不必等到水位低于 B。

第(2)小题

参考答案
  1. B

  2. D

选项分析

A

能实现。或门直接得到 F=P+Q,任一水位报警信号为高电平时,F 都为高电平。

B

不能实现。与非门输出 \overline{PQ},后接的 NPN 三极管共射极电路再反相,得到 F=PQ。过高、过低水位下 P、Q 都是一高一低,F 均为低电平,无法报警。

C

能实现。或非门输出 \overline{P+Q},后接三极管反相电路,得到 F=P+Q。

D

不能实现。两个二极管的阳极接公共输出端,阴极分别接 P、Q,输出端经电阻接电源。任一输入为低电平时,相应二极管导通,将输出端钳位在低电平附近,构成与逻辑。

E

能实现。两个二极管的阳极分别接 P、Q,阴极汇合后经串联电阻接 F。任一输入为高电平时,电流经相应二极管和电阻进入图 a 后级三极管的基极,使其导通,指示灯报警;两个输入均为低电平时,后级三极管截止。

第(3)小题

参考答案

见下图。

解析配图
点击图片查看原图

图中左侧 PNP 三极管记为 T1,中间 PNP 三极管记为 T2,右下 NPN 三极管记为 T3。低水位时 Q 的高电平可经原有基极电阻使 T3 导通,驱动继电器吸合。要让水位上升越过 A 后继续注水,需要增加自锁支路;到达高水位时,再由 P 的高电平解除自锁并停止水泵。

P 为高电平时,T1 截止,因此将 T1 集电极同时接到 R4 上端和 T2 发射极,用 T1 控制继电器及自锁支路的供电。T3 导通时,其集电极电位降低,可用这一变化使 T2 导通:将 T2 基极电阻的空端接 T3 集电极,再将 T2 集电极接 Q 点。T2 的集电极电流经 Q 点及原有的 T3 基极电阻,使 T3 维持导通,两管形成自锁结构。

水位低于 A 时,P 为低电平,T1 导通;检测支路的 V3 导通,通过 Q 驱动 T3,继电器 J 吸合、触点 J1 闭合,水泵启动。T3 集电极的低电位又使 T2 导通,自锁建立。

水位上升到 A、C 之间时,检测支路的 V3 截止,但 T2 仍经 Q 向 T3 提供基极电流,继电器保持吸合,水泵继续运行。这里接入自锁支路后的 Q 点仍为高电平。

水位升至 C 以上时,P 变为高电平,T1 截止,切断继电器及 T2 的供电。继电器释放、J1 断开,水泵停止,自锁解除。水位下降到 A、C 之间后,T1 恢复导通,但 V3、T3 仍截止;T3 集电极电位较高,T2 也截止,水泵保持停止,直至水位再次低于 A。

第(4)小题

参考答案

见下图。

解析配图
点击图片查看原图

报警时 F 为高电平,正常水位时 F 为低电平,需要用 F 控制振荡是否发生。原图两个与非门各有一个输入端接到同一条上方导线,因此把 F 的空端与该导线相连。将第一门另一输入端记为 X、输出端记为 Y,第二门的另一输入端已接 Y,有

Y=\overline{F\cdot X},\qquad V_o=\overline{F\cdot Y}。

F=1 时,两级门分别起反相作用,Y 与 Vo 电平相反;F=0 时,两门输出均保持高电平,不产生周期信号。

要使 X 的电位反复越过门电路的转换电平,将定时电阻接在 Y 与 X 之间,电容接在 Vo 与 X 之间。将 S 与 R6 并联,再与 R5 串联:S 断开时,定时电阻为 R_5+R_6;S 闭合时,R6 被短接,定时电阻变为 R_5,充放电加快,振荡频率升高。

按这一关系,将第一门的 X 端、电容下端与右侧支路相连;将 R5 下端接左侧支路,再把 S 左端接左侧支路、R6 右端接右侧支路。图中的拱桥形跨线表示两条导线不相连。

F=1 时,若 Y 为高电平、Vo 为低电平,电流由 Y 经 R5、R6(S 闭合时经 S)流向 X,再经电容流向 Vo,X 电位逐渐升高,方向如橙色箭头所示。达到转换电平后,Y 变低、Vo 变高,电容使 X 电位随 Vo 的跳变抬高;随后电流由 Vo 经电容流向 X,再经定时电阻流向 Y,X 电位逐渐降低,方向如蓝色箭头所示。再次达到转换电平后,两级门又翻转,形成持续振荡。