华北理工大学《信号与系统》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《信号与系统》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、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、在一个电气设备的维修过程中，需要使用万用表进行测量和检测。以下哪个功能不是万用表的常用功能？（）A.测量电压B.测量电流C.测量电阻D.测量功率2、在电力系统的绝缘配合中，需要根据系统的过电压水平和设备的绝缘耐受能力来确定设备的绝缘等级。下列关于绝缘配合原则的描述，错误的是（）A.综合考虑设备造价、运行费用和故障损失，力求经济合理B.对于不同类型的设备，采用相同的绝缘水平C.考虑过电压的幅值、波形和持续时间等因素D.遵循相关的国家标准和行业规范3、在相对论电动力学中，一个电子以速度0.8c运动，已知电子的静止质量为m0，则其动量大小为（c为光速）：（）A.1.33m0cB.0.6m0cC.0.8m0cD.1.67m0c4、在电力系统的短路计算中，通常采用标幺值进行计算。标幺值的定义是实际值与基准值的比值。若选取基准容量为100MVA，基准电压为平均额定电压，一台变压器的额定容量为50MVA，短路电压百分数为10%。则该变压器电抗的标幺值约为（）A.0.2B.0.1C.0.4D.0.55、在一个集成运放构成的绝对值运算电路中，若输入为负电压，则输出电压为：（）A.输入电压的绝对值B.输入电压C.输入电压的相反数D.零6、一个正弦波振荡器由集成运放、电阻和电容组成，若要产生频率为2kHz的正弦波，电容值为0.01μF，那么反馈电阻的值大约应为多少？（）A.79.6kΩB.159.2kΩC.318.4kΩD.636.8kΩ7、在一个工厂的自动化生产线中，需要使用PLC（可编程逻辑控制器）进行控制。以下哪个特点不是PLC的优点？（）A.可靠性高B.编程简单C.处理速度快D.价格便宜8、在一个智能建筑的电气工程中，需要实现对灯光、空调等设备的自动化控制。以下哪种通信协议最适合用于这种场景？（）A.ModbusB.CANC.ZigBeeD.RS4859、在一个数字电路中，使用编码器将8个输入信号编码为3位二进制输出。当8个输入信号中有且仅有第5个输入为高电平时，编码器的输出应该是（）A.010B.101C.100D.00110、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的软启动控制。以下哪种设备可以用于电机的软启动控制？（）A.自耦变压器B.软启动器C.变频器D.以上都是11、在一个电气控制系统中，有一个由PLC控制的温度报警电路。当温度超过设定值时，报警灯应亮起，但实际情况是报警灯闪烁。可能的原因是？（）A.报警灯故障B.PLC输出点接触不良C.控制程序逻辑错误D.以上都有可能12、在一个共源极场效应管放大电路中，若采用分压式偏置电路，以下关于其优点的描述，错误的是：（）A.稳定静态工作点效果好B.输入电阻较高C.适用于各种类型的场效应管D.电路结构复杂13、有一个无限大的导电平面，上方存在垂直于平面的均匀磁场B。一个带电粒子在平面上方平行于平面运动，速度为v。若粒子电荷量为q，质量为m，则粒子运动的轨迹为：（）A.直线B.抛物线C.圆D.椭圆14、在一个工业生产线上的电气控制系统中，有一个PLC控制的输送装置。PLC的输入信号包括各种传感器的检测信号，输出信号控制电机的启停和速度。如果其中一个传感器出现故障，导致输入信号错误，而PLC程序没有相应的错误处理机制，那么系统可能会出现什么情况？（）A.停止运行B.继续正常运行C.运行速度改变D.出现不可预测的动作15、一个采用同步时序逻辑设计的状态机，有三个状态A、B、C，输入信号为X。当处于状态A且X=0时，转换到状态B；处于状态B且X=1时，转换到状态C；处于状态C且X=0时，转换回状态A。若当前状态为A，输入X依次为0、1、0，那么状态机依次转换到的状态是？（）A.B、C、AB.B、C、BC.C、A、BD.C、B、A16、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行滤波和变换。以下哪种算法通常被用于数字滤波？（）A.傅里叶变换B.拉普拉斯变换C.离散傅里叶变换D.齐次变换17、在数字电路设计中，需要考虑电路的可靠性。以下哪种方法可以提高数字电路的可靠性？（）A.增加冗余逻辑B.提高时钟频率C.减少电路的规模D.使用低质量的元件18、在一个直流电源中，桥式整流电路的输出电压平均值为18V，若每个二极管的导通压降为0.7V，那么输入交流电压的有效值约为多少？（）A.16VB.18VC.20VD.22V19、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3V和2V，对应的输入电阻均为20kΩ，反馈电阻为40kΩ，那么输出电压约为多少？（）A.1VB.2VC.3VD.4V20、在一个电气设备的安装过程中，需要进行接地电阻的测量。以下哪个仪器可以用于接地电阻的测量？（）A.万用表B.兆欧表C.接地电阻测试仪D.示波器21、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的正反转控制。以下哪种电路可以实现电机的正反转控制？（）A.接触器互锁电路B.按钮互锁电路C.接触器和按钮双重互锁电路D.以上都不是22、在电磁波的反射和折射中，当电磁波从光疏介质射向光密介质时，反射波相对于入射波会产生：（）A.半波损失B.全波损失C.相位不变D.振幅增大23、某工厂的电力系统中，有一台同步发电机，其额定容量为500kVA，额定电压为10kV，功率因数为0.8（滞后）。当该发电机输出有功功率为400kW时，其输出的无功功率约为（）A.300kVarB.600kVarC.400kVarD.200kVar24、在电动力学中，对于一个线性介质，其极化强度P与电场强度E的关系为P=ε0χeE，其中χe为电极化率。若已知极化强度和电场强度的大小，介质的相对介电常数εr为：（）A.1+χeB.1-χeC.χeD.1/χe25、在一个由多个逻辑门组成的数字电路中，已知输入信号A、B、C的值分别为1、0、1，若该电路实现的逻辑功能为当A和C中有一个为1且B为0时输出为1，否则输出为0。以下哪种逻辑门组合可以实现该功能？（）A.与门和或门B.或门和非门C.与非门和或门D.与门和非门二、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、在数字电路中，以下哪些因素会影响逻辑门的输出电平？（）A.音频处理B.图像处理C.通信系统D.控制系统2、在数字电路的抗干扰设计中，以下哪些方法是有效的？（）A.滤波B.屏蔽C.接地D.采用差分信号传输3、在电力系统的稳定性分析中，以下哪些因素会影响暂态稳定性？（）A.故障类型和位置B.系统的惯性时间常数C.发电机的励磁系统D.负荷的特性4、在集成运放的参数中，以下哪些会影响其实际应用中的性能？（）A.输入失调电压B.输入失调电流C.共模抑制比D.开环增益5、对于电动力学中的电动势能，以下说法合理的有（）A.与电荷的位置和电场有关B.是一个相对量C.可以通过积分计算D.只与电荷的电荷量有关6、在数字电路的可靠性设计中，需要注意（）A.减少噪声的影响B.提高电源的稳定性C.进行电磁兼容性设计D.增加备份电路7、以下哪些是电气控制系统设计的主要内容？A.确定控制方案B.选择电气元件C.绘制电气原理图D.编写控制程序8、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9、以下哪些是电气控制系统中的执行机构？A.气缸B.液压缸C.直线电机D.丝杠螺母副10、在模拟电子技术中，以下哪些元件常用于放大电路中？（）A.三极管B.场效应管C.电阻D.电容三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释磁矢势的定义和其物理意义。2、（本题5分）解释半导体三极管的开关特性，包括饱和导通和截止状态。3、（本题5分）讲解如何设计一个简单的数字时钟电路。4、（本题5分）阐述洛伦兹力的表达式及其物理意义。5、（本题5分）讲解在数字系统中如何进行数据的纠错和检错。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个太阳能光伏发电系统的输出功率受到天气条件和阴影遮挡的影响较大。请详细分析这些因素对系统性能的影响机制，如光照强度变化、温度效应、遮挡导致的失配等，并研究提高光伏发电系统在复杂环境下效率的方法，如