北京理工大学《光电仪器原理与设计》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《光电仪器原理与设计》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25个小题，每小题1分，共25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、电气控制系统中，为了提高功率因数，常常使用无功补偿装置。无功补偿装置可以减少无功功率的传输，提高电网的效率。以下关于无功补偿装置的描述，错误的是（）A.可以降低电网的损耗B.会增加系统的复杂性C.对有功功率的传输没有影响D.适用于所有类型的电气系统2、在一个电子设备的电源管理系统中，需要实现对电池的充电和放电控制。以下哪种电子元件可以用于电池的充电管理？（）A.充电器芯片B.稳压器C.二极管D.晶体管3、在一个数字电路实验中，需要观察信号的时序关系。以下哪种仪器最适合用于这个目的？（）A.示波器B.万用表C.信号发生器D.逻辑分析仪4、在某电气控制系统中，需要对一个温度进行精确控制。采用了热电偶作为温度传感器，温控仪作为控制器，电加热装置作为执行器。若热电偶的测量误差较大，会对整个控制系统的控制精度产生怎样的影响？（）A.无影响B.精度略有降低C.精度严重降低D.系统失控5、在一个工业自动化控制系统中，需要对电机的转速进行精确控制。以下哪种控制方式最适合用于这种场景？（）A.开环控制B.闭环控制C.模糊控制D.神经网络控制6、考虑一个用于实现加法运算的数字电路，输入为两个4位二进制数。当输入分别为0101和1010时，电路输出为1111。若输入变为1001和0110，那么电路的输出最有可能是（）A.1111B.1011C.1110D.10007、某电气控制系统用于控制一台起重机的升降和行走。起重机的升降电机采用了绕线式异步电动机，通过外接电阻进行调速。当外接电阻增大时，电机的转速会如何变化？（）A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低8、在一个数字电路中，使用比较器对两个4位二进制数进行比较，若两个数相等，比较器的输出是什么电平？（）A.高电平B.低电平C.不确定D.高阻态9、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.2500μS10、一个共源极放大电路，输入电阻约为2MΩ，输出电阻约为20kΩ，电压增益约为15。若输入信号源内阻为1MΩ，负载电阻为10kΩ，请问该电路的源电压增益约为多少？（）A.3B.5C.7.5D.1011、在一个数字电子电路中，需要实现对数据的存储和读取。以下哪种集成电路可以实现这一功能？（）A.计数器B.译码器C.寄存器D.加法器12、对于一个场效应管，其开启电压为2V，当栅源电压为1.5V时，该场效应管处于：（）A.截止区B.可变电阻区C.恒流区D.不确定13、在一个电力系统中，需要对无功功率进行补偿。以下哪种设备可以用于无功功率补偿？（）A.电容器B.电抗器C.变压器D.发电机14、数字电路中的译码器可以将输入的二进制代码转换为特定的输出信号。对于一个3线-8线译码器，当输入代码为全零时，会有几个输出为高电平？（）A.0个B.1个C.7个D.8个15、在一个音频信号处理电路中，需要对音频信号进行压缩和扩展。以下哪种电子元件可以用于实现音频压缩和扩展？（）A.运算放大器B.比较器C.乘法器D.除法器16、在一个由三极管构成的共射极放大电路中，若基极电流增大，而其他参数不变，集电极电流将：（）A.不变B.减小C.增大D.先增大后减小17、某集成运放的开环增益为120dB，共模抑制比为100dB。若输入一个共模电压为2V的信号，差模电压为20mV的信号，请问输出电压约为多少？（）A.2VB.20VC.200VD.2000V18、在一个电子设备的控制系统中，需要实现对温度的监测和控制。以下哪种传感器可以用于温度测量？（）A.热敏电阻B.光敏电阻C.压敏电阻D.气敏电阻19、在一个由或门和与门组成的数字电路中，有四个输入信号A、B、C、D。已知当A=1，B=0，C=1，D=0时，输出为1。现在保持A和C不变，将B改为1，D改为1，那么新的输出结果最有可能是（）A.0B.1C.取决于其他因素D.无法判断20、某电力系统发生故障，短路电流的周期分量在经过一定时间后逐渐衰减为零，而短路电流的非周期分量则按指数规律衰减。下列关于短路电流周期分量和非周期分量衰减时间常数的描述，正确的是（）A.周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电阻B.非周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电抗C.周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电抗D.非周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电阻21、在相对论电动力学中，一个光子的能量为E，动量为p，则其频率ν与波长λ的关系为（h为普朗克常数）：（）A.ν=E/h，λ=h/pB.ν=h/E，λ=p/hC.ν=p/h，λ=E/hD.ν=h/p，λ=E/h22、在一个数字电子电路中，需要实现数据的比较和判断。以下哪种集成电路可以实现这一功能？（）A.比较器B.加法器C.减法器D.乘法器23、对于一个采用脉冲异步时序电路设计的计数器，当输入脉冲的频率过高时，可能会出现什么问题？（）A.计数错误B.电路损坏C.性能下降D.以上都有可能24、某场效应管的转移特性曲线如图所示（给出具体图形描述），请问该场效应管的类型和阈值电压约为多少？（）A.N沟道增强型，2VB.N沟道耗尽型，-2VC.P沟道增强型，-2VD.P沟道耗尽型，2V25、在一个数字电路中，使用4选1数据选择器实现逻辑函数F=AB+BC。已知数据选择器的输入为I0到I3，选择控制端为S1和S0，那么应该如何连接输入和控制端才能实现该函数？（）A.具体连接方式较为复杂B.连接方式取决于其他因素C.按照特定规律连接D.无法通过该数据选择器实现二、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、对于电动力学中的介电常数和磁导率，以下说法合理的有（）A.描述介质的电磁特性B.一般为复数C.与频率有关D.是常量2、对于数字电路的设计流程，以下哪些步骤是常见的？（）A.需求分析B.逻辑设计C.电路实现D.性能测试3、数字电路中的三态门可以实现（）A.高电平输出B.低电平输出C.高阻态输出D.脉冲输出4、在模拟集成电路的设计中，以下哪些工艺技术是常用的？（）A.CMOS工艺B.Bipolar工艺C.BiCMOS工艺D.GaAs工艺5、电气控制线路中，导线的选择应考虑哪些因素？A.电流大小B.工作环境C.机械强度D.成本6、在数字系统的设计过程中，需要考虑的性能指标包括（）A.速度B.功耗C.成本D.可扩展性7、在直流稳压电源的效率提升中，以下哪些方法可以采用？（）A.采用高效的整流器件B.优化变压器设计C.降低调整管的压降D.减少滤波电容的容量8、对于功率放大器，以下哪些特点是需要重点考虑的？（）A.输出功率B.效率C.非线性失真D.输入电阻9、在研究电磁波的辐射时，以下哪些因素会对辐射场产生影响（）A.电荷的运动速度B.电荷的加速度C.介质的电磁特性D.观测点与辐射源的距离10、电力系统中的谐波源主要有（）A.电力电子设备B.电弧炉C.变压器的铁芯饱和D.异步电动机三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述电气控制系统中冗余设计的概念和实现方式。2、（本题5分）阐述编码器和译码器的工作原理，以及它们在数字电路中的应用场景。3、（本题5分）说明电气控制系统中传感器的分类和作用。4、（本题5分）简述电力系统中的新能源发电技术主要有哪些？其发展前景如何？5、（本题5分）设计一个能对两个2位二进制数进行乘法运算的电路。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）新能源发电技术（如太阳能、风能、水能等）的发展为电气工程带来了新的机遇和挑战。请分析一种新能源发电