天津城建大学《仪表与自动化控制》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《仪表与自动化控制》2023-2024学年第一学期期末试卷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、在电动力学中，一个电荷量为q的粒子在电磁场中运动，其拉格朗日量为L。若电磁场的标势为φ，矢势为A，则粒子的哈密顿量为：（）A.H=p·v-L，其中p是动量B.H=p·v+qφ-L，其中p是动量C.H=p·v+qφ+qA·v-L，其中p是动量D.H=p·v+qφ-qA·v-L，其中p是动量2、在一个由理想运放构成的积分运算电路中，输入电压为方波，周期为10ms，幅度为1V，电容为1μF，电阻为100kΩ。经过50ms后，输出电压约为多少？（）A.-5VB.-4VC.4VD.5V3、在电力系统的无功功率平衡中，无功电源包括同步发电机、同步调相机、并联电容器和静止无功补偿器等。下列关于这些无功电源特点的描述，错误的是（）A.同步发电机既能发出有功功率，也能发出无功功率B.同步调相机只能发出无功功率，不能吸收无功功率C.并联电容器输出的无功功率与电压平方成正比D.静止无功补偿器响应速度快，能够平滑调节无功输出4、在一个由集成运放构成的同相比例运算电路中，若反馈电阻短路，此时电路将变成：（）A.反相比例运算电路B.电压跟随器C.加法运算电路D.减法运算电路5、在一个电气控制系统中，有一个直流电源，其输出电压为12V，负载电阻为6Ω。若电源内阻为2Ω，计算电源的输出功率是多少？（）A.8WB.12WC.16WD.20W6、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7、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8、在一个工业生产线上的电气控制系统中，需要对多个执行机构进行顺序控制。例如，先启动某个设备，待其运行稳定后再启动下一个设备。这种顺序控制可以通过编程实现，也可以使用硬件逻辑电路实现。以下关于顺序控制方式的选择，正确的是（）A.编程实现灵活，但调试复杂B.硬件逻辑电路可靠，但修改困难C.对于复杂的顺序控制，应优先选择硬件逻辑电路D.编程实现和硬件逻辑电路效果相同，可随意选择9、在电动力学中，已知一个电磁波的电场强度为E=E0sin(kx-ωt)，则其磁场强度H的表达式为（假设波沿x轴正方向传播，真空磁导率为μ0，真空介电常数为ε0）：（）A.H=(E0/ωμ0)sin(kx-ωt)B.H=(E0/c)sin(kx-ωt)C.H=(E0/ωμ0)cos(kx-ωt)D.H=(E0/c)cos(kx-ωt)10、在一个由多个逻辑门组成的数字电路中，已知当输入信号A=1，B=0，C=1，D=0时，输出为0。现在保持A和D不变，将B改为1，C改为0，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11、在一个由集成运放构成的微分运算电路中，若输入为正弦波信号，输出信号的相位将：（）A.超前输入90度B.滞后输入90度C.超前输入180度D.滞后输入180度12、有一个环形线圈，半径为R，通有电流I。在圆心处的磁感应强度大小为：（）A.μ0I/(2R)B.μ0I/(2πR)C.μ0ID.μ0I/R13、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14、在电动力学中，一个电四极子在远处产生的电势与距离r的关系为：（）A.1/rB.1/r^2C.1/r^3D.1/r^415、在一个模拟电子电路中，需要对微弱的信号进行放大。以下哪种放大器具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗？（）A.共射极放大器B.共基极放大器C.共集电极放大器D.差分放大器16、在一个模拟电子电路中，需要对信号进行放大和滤波。以下哪种放大器和滤波器的组合可以实现较好的性能？（）A.共射极放大器和低通滤波器B.共基极放大器和高通滤波器C.共集电极放大器和带通滤波器D.差分放大器和带阻滤波器17、对于一个差分放大电路，若其差模增益为50，共模增益为0.1，则共模抑制比为：（）A.500B.50C.5000D.518、一个电气控制系统中，有一个由电容和电阻组成的RC滤波电路，用于平滑直流电源的输出电压。若电容的值增大，滤波效果会如何变化？（）A.变好B.变差C.不变D.先变好后变差19、在数字电路设计中，需要考虑电路的功耗和面积之间的平衡。以下哪种方法可以在一定程度上实现这种平衡？（）A.选择低功耗的逻辑门B.优化电路的布局和布线C.减少电路的功能D.以上都是20、一个数字系统使用ADC对一个缓慢变化的模拟信号进行采样，若ADC的转换时间较长，为了减少误差，应该采取什么措施？（）A.增加采样频率B.降低采样频率C.使用更高分辨率的ADCD.使用更快的ADC21、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22、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，2V23、对于一个功率放大电路，在输出功率相同的情况下，乙类功放的效率比甲类功放：（）A.低B.高C.相同D.无法确定24、在一个数字电子电路中，需要实现数据的锁存和传输。以下哪种集成电路可以实现这一功能？（）A.锁存器B.寄存器C.计数器D.译码器25、在电力系统的短路电流计算中，需要考虑短路类型（如三相短路、两相短路等）和短路点的位置。不同的短路类型和短路点位置会影响短路电流的大小和分布。下列关于短路电流计算中考虑因素的描述，错误的是（）A.三相短路电流通常是最大的，对设备的危害也最大B.短路点距离电源越远，短路电流越小C.系统的运行方式（如最大运行方式和最小运行方式）对短路电流没有影响D.变压器的短路阻抗二、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、在光电子技术中，以下哪些器件是常见的？（）A.发光二极管B.激光二极管C.光电二极管D.太阳能电池2、在模拟集成电路的版图设计中，以下哪些因素需要考虑？（）A.器件匹配B.寄生效应C.布线规则D.工艺兼容性3、在三相异步电动机的调速方法中，变极调速的特点包括以下哪些？A.调速平滑性好B.设备简单C.只能有级调速D.适用于不需要无级调速的场合4、在电力系统的运行中，以下哪些因素会影响系统的可靠性评估？（）A.设备的故障率B.设备的维修时间C.系统的运行方式D.环境因素和人为因素。5、在电力系统的运行中，以下哪些情况可能导致系统频率下降？（）A.大功率负荷突然投入B.发电机故障跳闸C.电网发生短路故障D.新能源发电出力减少6、在电子电路的布线中，以下哪些原则有助于减少干扰？（）A.缩短走线长度B.增加走线间距C.避免直角走线D.采用多层板7、在数字系统中，以下关于存储器的描述，正确的有（）A.分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）B.RAM中的数据可以随时读写C.ROM中的数据在断电后不会丢失D.存储器的容量和地址线、数据线的数量有关8、在电气控制线路中，常用的制动方法有哪些？A.能耗制动B.反接制动C.回馈制动D.机械制动9、对于数字电路中的模拟数字转换（ADC），以下哪些因素会影响其性能？（）A.分辨率B.转换速度C.精度D.输入电压范围10、对于电动力学中的超导现象，以下描述恰当的有（）A.电阻为零B.内部磁场为零C.存在临界温度和临界磁场D.电流密度无限大三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释电力系统中的电力工程造价控制的要点和方法。2、（本题5分）阐述直流电动机调速的方法及原理。3、（本题5分）解释如何设计一个简单的数字抢答器电路。4、（本题5分）阐述数字电路中逻辑代数的基本运算规则和定律。5、（本题5分）解释差动放大电路的工作原理及共模抑制比的概念。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个大型住宅小区的供电系统出现故障，部分居民楼停电。经过初步检查，发现变压器油温过高，配电柜内有异味和放电声。请分析可能导致这些故障的原因，如过载、短路、绝缘老化等，并阐述如何通过电气测试和设备检查来确定具体故障点，以及提出相应的维修和改进方案。2、