北京理工大学《光电仪器现代设计》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《光电仪器现代设计》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、假设一个带电粒子在均匀磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径为r，磁感应强度为B，粒子的电荷量为q，质量为m。则粒子运动的角速度为：（）A.qB/(mr)B.qB/(m)C.qBr/mD.qBm/r2、对于一个乙类互补对称功率放大电路，电源电压为±18V，负载电阻为16Ω，三极管的饱和压降忽略不计。假设输入信号为正弦波，那么该电路能输出的最大功率约为多少？（）A.16.875WB.18WC.20.25WD.22.5W3、在一个数字电路中，需要对频率为100kHz的矩形波信号进行分频，得到频率为10kHz的矩形波信号，应该使用哪种计数器实现？（）A.十进制计数器B.二进制计数器C.十六进制计数器D.以上都可以4、一个数字电路的功能是判断输入的6位二进制数中0的个数是否大于3。当输入为100100时，电路输出为1，表示0的个数大于3。现在输入变为011011，电路的输出最可能是（）A.1B.0C.无法确定D.以上都不对5、数字电路中的加法器可以通过不同的方式实现。对于一个行波进位加法器，它的主要缺点是什么？（）A.速度慢B.电路复杂C.功耗高D.占用空间大6、在一个电气设备的控制系统中，需要对温度进行控制。除了采用热电偶和热电阻作为温度传感器外，还可以使用红外线传感器。红外线传感器具有非接触测量、响应速度快等优点，但也存在测量范围有限等缺点。以下关于红外线传感器的描述，正确的是（）A.适用于测量高温物体的温度B.测量精度不受环境温度影响C.对被测物体的表面状态不敏感D.可以实现远距离测量7、在一个由理想运放构成的减法运算电路中，两个输入电压分别为2V和1V，对应的输入电阻均为10kΩ，反馈电阻为20kΩ，那么输出电压约为多少？（）A.1VB.2VC.3VD.4V8、在一个共射极放大电路中，若集电极电阻增大，而其他参数不变，以下关于其性能变化的描述，正确的是：（）A.电压放大倍数增大，输入电阻增大B.电压放大倍数减小，输入电阻减小C.电压放大倍数增大，输入电阻不变D.电压放大倍数减小，输入电阻不变9、对于一个由理想运放构成的加法运算电路，有三个输入电压分别为2V、3V、4V，对应的输入电阻分别为20kΩ、30kΩ、40kΩ，那么输出电压约为多少？（）A.9VB.8VC.7VD.6V10、一个电气控制系统中，使用了一台自耦变压器进行降压启动。自耦变压器的抽头比为60%，电动机的额定电压为380V，启动时加在电动机上的电压是多少？（）A.144VB.196VC.228VD.280V11、在一个多级放大电路中，前级的输出电阻为1kΩ，后级的输入电阻为10kΩ，若前级的开路电压增益为50，后级的短路电流增益为100，那么总的电压增益约为多少？（）A.500B.5000C.50000D.50000012、在一个差分放大电路中，两输入端的信号分别为ui1=10mV，ui2=6mV，差模增益Ad=50，共模抑制比KCMR=1000。请问输出电压uo约为多少？（）A.200mVB.220mVC.400mVD.440mV13、有一个数字电路用于判断输入的7位二进制数是否能被5整除。当输入为1011010时，电路输出为0，表示不能被5整除。若输入变为1101001，那么电路的输出最可能是（）A.0B.1C.无法确定D.以上选项均错误14、某电气控制系统中，需要对一个复杂的逻辑关系进行控制。可以使用组合逻辑电路或者时序逻辑电路来实现。组合逻辑电路输出仅取决于当前输入，时序逻辑电路输出则取决于当前输入和过去的状态。以下关于这两种逻辑电路选择的描述，正确的是（）A.逻辑关系简单时应选择时序逻辑电路B.对输出的时序有要求时应选择组合逻辑电路C.组合逻辑电路的设计比时序逻辑电路简单D.根据具体的逻辑需求和性能要求进行选择15、数字电路中的全加器可以实现两个二进制数的加法运算，并考虑来自低位的进位。对于一个4位全加器，当两个输入分别为1011和0101，低位进位为1时，输出结果是什么？（）A.10000B.01010C.10010D.1101016、在一个光伏发电系统中，太阳能电池板将太阳能转化为电能。以下哪个因素会影响太阳能电池板的输出功率？（）A.天气状况B.安装角度C.电池板的面积D.以上都是17、考虑一个使用计数器和比较器的数字电路，计数器从0开始计数，当计数值达到10时与预设值15进行比较。若此时计数器继续计数到12，那么比较器的输出状态最有可能是（）A.0（表示小于预设值）B.1（表示大于等于预设值）C.不确定D.以上都不对18、在一个自动化生产线上，电气控制系统需要与其他自动化设备进行通信，实现协同工作。常用的通信方式有现场总线、工业以太网等。现场总线具有实时性好、可靠性高的特点，但传输距离有限；工业以太网则传输速度快、扩展性强，但实时性稍逊。以下关于通信方式选择的考虑，正确的是（）A.对实时性要求高的系统应选择工业以太网B.传输距离远时应选择现场总线C.系统规模大、扩展性要求高时应选择工业以太网D.成本是选择通信方式的唯一因素19、考虑一个半径为R的均匀带电球体，电荷体密度为ρ。若将球体的半径增大为原来的2倍，同时电荷体密度减小为原来的一半，球体外一点距离球心为r处的电场强度变为：（）A.E/2B.2EC.E/4D.4E20、在一个RC桥式正弦波振荡电路中，若要提高振荡频率，可以采取的措施是：（）A.增大R的值B.增大C的值C.减小R的值D.减小C的值21、在一个复杂的数字电路系统中，包含多个逻辑门和集成电路芯片。当系统出现故障时，以下哪种方法最有助于快速定位故障点？（）A.逐个更换芯片进行测试B.使用逻辑分析仪观察信号波形C.凭借经验猜测故障位置D.对电路进行随机检查22、一个共集电极放大电路，其输入电阻约为1kΩ，输出电阻约为100Ω，电压增益约为0.99。若输入信号源的内阻为500Ω，负载电阻为1kΩ，请问该电路的源电压增益约为多少？（）A.0.5B.0.9C.0.95D.0.9923、已知一个场效应管的输出特性曲线，在VGS=3V时，漏极电流ID从2mA变化到4mA，对应的VDS从8V变化到10V。请问该场效应管的跨导约为多少？（）A.1000μSB.1500μSC.2000μSD.2500μS24、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行滤波和压缩。以下哪种电路组合可以实现这个功能？（）A.滤波器和放大器B.编码器和解码器C.压缩器和滤波器D.计数器和译码器25、考虑一个时变电磁场，其电场强度E和磁场强度H满足波动方程。若电场强度的表达式为E=E0cos(kx-ωt)，则磁场强度H的表达式为（真空磁导率为μ0，真空介电常数为ε0）：（）A.H=(E0/c)cos(kx-ωt+π/2)B.H=(E0/ωμ0)cos(kx-ωt+π/2)C.H=(E0/c)cos(kx-ωt)D.H=(E0/ωμ0)cos(kx-ωt)26、在电力系统的电压调整中，常用的方法有改变变压器的分接头、投切无功补偿设备和调整发电机的励磁电流等。下列关于这些电压调整方法特点的描述，错误的是（）A.改变变压器分接头属于有级调压B.投切无功补偿设备响应速度较慢C.调整发电机励磁电流可以实现连续调压D.这些方法都能够独立地将电压调整到任意值27、在一个电气自动化系统中，使用了PLC和触摸屏进行控制和监控。触摸屏可以显示系统的运行状态、参数设置等信息，并接收操作人员的输入。PLC则负责执行控制逻辑。以下关于PLC与触摸屏通信的描述，正确的是（）A.通信协议通常由触摸屏厂家确定B.通信速度对系统性能影响不大C.可以通过无线方式进行通信D.通信线路的长度没有限制28、对于一个采用同步清零方式的计数器，在计数过程中，若在清零信号有效时同时有计数脉冲输入，那么计数器的状态会怎样变化？（）A.立即清零B.完成当前计数后清零C.保持不变D.不确定29、一个共源极放大电路，其输入电阻约为1MΩ，输出电阻约为10kΩ，电压增益约为10。若输入信号源的内阻为500kΩ，负载电阻为5kΩ，请问该电路的源电压增益约为多少？（）A.1B.2C.5D.830、某电气控制系统中，有一个由接触器、继电器和行程开关组成的自动往复运动控制电路。当行程开关损坏，无法正常动作时，设备会出现什么情况？（）A.停止运动B.单向运动C.持续往复运动D.运动速度加快二、多选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分．有多个选项是符合题目要求的．）1、在模拟乘法器的性能优化中，以下哪些方面可以改进？（）A.提高输入动态范围B.降低非线性失真C.增加工作频率范围D.减小温度漂移2、对于电子电路的调试，以下哪些工具是常用的？（）A.示波器B.逻辑分析仪C.频谱分析仪D.信号源3、以下关于电磁波在自由空间的传播，说法正确的有（）A.以光速传播B.电场和磁场相互垂直C.振幅不变D.是横波4、对于电子电路中的运算放大器，以下哪些接法可以实现不同的功能？（）A.反相输入B.同相输入C.差分输入D.电压跟随5、在集成运放的电源去耦电路中，以下哪些元件是常用的？（）A.电容B.电感C.电阻D.二极管6、直流电动机的机械特性曲线反映了哪些关系？A.转速与电磁转矩B.转速与电枢电流C.电磁转矩与电枢电流D.电磁转矩与励磁电流7、在放大器的稳定性分析中，以下哪些方法可以提高稳定性？（）A.减小反馈深度B.补偿电容C.降低增益D.改变电路结构8、在工厂的电气安全管理中，以下哪些措施可以预防触电事故？（）A.安装漏电保护器B.做好设备的接地和接零C.加强对电气设备的检查和维护D.对员工进行安全教育和培训9、在电力电子设备的故障诊断中，以下哪些方法可以用于预测设备的故障？（）A.状态监测和数据分析B.可靠性评估和寿命预测C.故障树分析和模式识别D.专家系统和神经网络10、在三相异步电动机的正反转控制电路中，为了避免相间短路，通常采取哪些措施？A.采用接触器联锁B.采用按钮联锁C.采用机械联锁D.采用时间继电器延时三、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述电气控制系统中现场总线的类型和应用场景。2、（本题5分）简述电气控制系统中故障诊断与预警系统的构建。3、（本题5分）解释静磁场的安培环路定理，并给出应用实例。4、（本题5分）解释架空输电线路的参数计算和等值电路。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某电力系统的继电保护装置出现误动作，影响了电力系统