深耕专业教研,探索前沿技术
通用技术来源:2025学年第二学期精诚联盟高三适应性联考

第 30 题

答案与解析

电路工作原理

S1闭合后,灯组2经R1接入电源,持续发光。555的2、6脚相连,4、8脚接电源正极:2、6脚电位低于\frac13V_{CC}时,3脚输出高电平;高于\frac23V_{CC}时,3脚输出低电平;处于两阈值之间时,输出保持原状态。

原电路中,灯组1接在电源正极与R6之间,3脚输出低电平时,电流从电源正极经灯组1、R6流入3脚,灯组1亮;灯组3接在R6与地之间,3脚输出高电平时,电流从3脚经R6、灯组3流向地,灯组3亮。

第(1)小题

参考答案

A

按下K1,因R2阻值很小,2、6脚电位接近电源电压,3脚输出低电平,灯组1亮。按下K2,因R3阻值很小,2、6脚电位接近0,3脚输出高电平,灯组3亮。因此选A。

第(2)小题

参考答案
  1. A

  2. D

松开按键后,2、6脚电位由R4、R5分压决定:

U_{2,6}=\frac{R_5}{R_4+R_5}V_{CC}.

要保持按键选定的输出状态,分压须满足

\frac13V_{CC}<U_{2,6}<\frac23V_{CC}.

A的分压为\frac12V_{CC},D为\frac58V_{CC},均在保持区间内。B为\frac56V_{CC},松开后会使3脚输出低电平;C为\frac16V_{CC},松开后会使3脚输出高电平,均不能保持两种按键选择的状态。

第(3)小题

参考答案

红线为虚线框1内的新增连线。

解析配图
点击图片查看原图

电路工作原理

两组非门分别与R8、C2及R7、C3组成振荡电路。要保留方向选择功能,555输出低电平时应让上方电路振荡、下方电路停振;输出高电平时则相反。灯组1的负极经R9接地,驱动端输出高电平时可发光。

上方电路在第一级非门输入为高电平时,后续三级非门的输出依次为低、高、低,灯组1熄灭。因此,上方二极管正极接R6右端,负极接上方振荡电路输入端,使555输出高电平时将该输入端钳位为高电平。

下方电路在第一级非门输入为低电平时,两级非门的输出依次为高、低,灯组3熄灭。因此,下方二极管正极接下方振荡电路输入端,负极接R6右端,使555输出低电平时将该输入端钳位为低电平。

这样,按K1后上方振荡电路工作,灯组1闪烁,灯组3熄灭;按K2后下方振荡电路工作,灯组3闪烁,灯组1熄灭。

题图限制:原题及当前重绘图中,灯组3的正极朝向公共接地点。在通常以地为0 V、非门输出为0~Vcc的条件下,该支路不能获得正常的正向驱动电压。上面的接线按官方图片答案保留;灯组3的正常闪烁功能不能仅由现有题图证明。

第(4)小题

参考答案

红线为虚线框2内的新增连线。

解析配图
点击图片查看原图

要使灯组在每次脉冲到来时迅速亮起、随后逐渐变暗,应把电容串联在振荡输出端与灯组限流电阻之间。两组均将输出端接电容下端,电容上端接对应电阻的空端和二极管的悬空端。上方二极管负极接该节点、正极接地;下方二极管正极接该节点、负极接地。

以灯组1为例,输出由低电平跳变为高电平时,电容两端电压不能突变,其上端电位随之迅速升高,二极管反向截止。充电电流从非门输出端经电容、电阻、灯组1流向地,灯组立即发光。随着电容充电,电容上端电位下降,流过灯组的电流逐渐减小,亮度逐渐降低。

输出变为低电平时,电容上端电位随之降低到地电位以下,二极管正向导通,形成由地经二极管、电容返回低电平输出端的放电通路,使电容恢复到下一次脉冲到来前的状态。灯组3与其并联二极管的极性均与上方相反:输出由高变低时,电容上端电位下降到地电位以下,电流从地经灯组3、电阻、电容流向低电平输出端,灯组3亮起后逐渐变暗;输出由低变高时,下方二极管导通,使电容恢复,为下一次下降沿作准备。