清华大学《光电信息综合实验》2025-2026学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页清华大学《光电信息综合实验》2025-2026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、有一个电力系统，其负荷特性呈现明显的季节性变化。在夏季，负荷峰值较高，而在冬季，负荷峰值较低。为了保证电力系统的可靠运行，在进行电源规划时，需要考虑这种负荷特性的变化。下列关于电源规划中考虑负荷季节性变化的措施，不正确的是（）A.配置不同类型的电源，以适应不同季节的负荷需求B.增加调峰电源的容量，以应对夏季的高峰负荷C.减少备用电源的容量，以降低冬季的运行成本D.建设储能设施，用于在负荷低谷时储存电能，在高峰时释放2、在一个电力系统中，需要对电力负荷进行预测。以下哪种方法不是常用的电力负荷预测方法？（）A.时间序列分析法B.回归分析法C.神经网络法D.随机抽样法3、在一个电气控制系统的故障诊断中，需要对各种故障现象进行分析和判断。可以采用直观检查、仪器测量、故障代码读取等方法。直观检查可以快速发现一些明显的故障，仪器测量能够准确获取电气参数，故障代码读取则依赖于系统的自诊断功能。以下关于故障诊断方法的描述，错误的是（）A.应综合使用多种方法进行故障诊断B.故障代码读取是最准确可靠的诊断方法C.仪器测量需要专业的设备和技术人员D.直观检查在某些情况下可以快速定位故障4、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的调速控制。以下哪种调速方式不属于电机的调速方式？（）A.液压调速B.变频调速C.变极调速D.改变转差率调速5、某数字电路用于将4位格雷码转换为二进制数。当输入的格雷码为1010时，经过电路转换后的二进制数输出最有可能是（）A.1100B.1010C.1001D.11106、电气控制系统中，常常会出现电磁干扰的问题。电磁干扰可能会导致控制信号失真、设备误动作等。为了减少电磁干扰的影响，可以采取多种措施，如屏蔽、滤波、接地等。以下关于电磁干扰抑制措施的描述，错误的是（）A.屏蔽可以完全消除电磁干扰B.滤波能够去除特定频率的干扰信号C.良好的接地有助于提高系统的抗干扰能力D.综合使用多种措施可以更有效地抑制电磁干扰7、在一个数字电路实验中，需要测量信号的频率。以下哪种仪器最适合用于这个目的？（）A.示波器B.万用表C.频率计D.逻辑分析仪8、电气控制系统中，经常会遇到干扰问题。干扰源可能来自电源、空间电磁场、接地等。为了减少干扰对系统的影响，可以采取隔离措施，如光电隔离、磁隔离等。以下关于隔离措施的描述，错误的是（）A.光电隔离可以有效阻断电信号的传输B.磁隔离适用于高频信号的隔离C.隔离措施会增加系统的成本和复杂性D.隔离后系统的抗干扰能力一定能得到显著提高9、在一个由三极管构成的放大电路中，若输出电阻增大，而其他参数不变，以下关于其性能变化的描述，正确的是：（）A.带负载能力增强B.带负载能力减弱C.电压放大倍数增大D.电压放大倍数减小10、在一个电力系统中，需要对电力电缆进行故障检测和定位。以下哪种方法不是电力电缆故障检测和定位的常用方法？（）A.电桥法B.脉冲反射法C.音频感应法D.颜色识别法11、在一个电力系统中，需要对电力设备进行故障诊断和分析。以下哪种方法不是电力设备故障诊断和分析的常用方法？（）A.振动分析法B.温度分析法C.声音分析法D.颜色分析法12、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13、在一个自动化生产线上的电气控制系统中，需要对物料的位置进行精确检测。可以使用接近开关来实现这一功能。接近开关分为电感式、电容式、霍尔式等不同类型。以下关于接近开关选择的描述，错误的是（）A.电感式接近开关适用于检测金属物体B.电容式接近开关可以检测非金属物体C.霍尔式接近开关对磁场敏感D.接近开关的检测距离越远越好14、有一个平行板电容器，两板间距为d，极板面积为S，中间填充了相对介电常数为εr的电介质。若将极板间距减小为原来的一半，同时电介质的相对介电常数增大为原来的2倍，电容器的电容变为：（）A.2CB.4CC.C/2D.C/415、在一个RC低通滤波电路中，电阻为30kΩ，电容为0.05μF，输入信号的频率为200Hz，那么该电路的输出电压与输入电压的比值约为多少？（）A.0.866B.0.707C.0.5D.0.2516、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的启动和停止控制。以下哪种设备不属于电机启动和停止控制设备？（）A.接触器B.继电器C.变频器D.变压器17、在数字电路设计中，需要考虑电路的可靠性和可维护性。以下哪种设计方法可以提高电路的可靠性和可维护性？（）A.使用复杂的电路结构B.减少电路的功能C.采用标准化的元件和接口D.降低电路的性能18、有一个由移位寄存器构成的串行-并行数据转换电路，若要将串行输入的8位数据转换为并行输出，需要多少个时钟脉冲？（）A.8B.16C.4D.不一定19、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.2500μS20、某数字电路用于将格雷码1101转换为二进制码，转换后的二进制码最有可能是（）A.1010B.1001C.1100D.101121、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22、在电力系统的防雷保护中，避雷针和避雷线是常见的防雷装置。它们的作用是将雷电吸引到自身，并通过接地装置将雷电流引入大地。下列关于避雷针和避雷线保护范围计算方法的描述，错误的是（）A.保护范围的大小与避雷针和避雷线的高度成正比B.保护范围的形状通常是一个圆锥体或圆柱体C.计算保护范围时需要考虑被保护物体的高度D.保护范围的确定与雷电的强度和极性无关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、考虑一个计数器电路，其计数范围是从0到15，采用4位二进制编码。当计数器处于状态1010时，再输入一个时钟脉冲，计数器将变为多少？（）A.1011B.0000C.1010D.000125、在电动力学中，考虑一个无限长直导线，通有恒定电流。已知在距离导线为r处的磁感应强度为B，若电流增大为原来的2倍，同时距离导线增大为原来的3倍，此时该处的磁感应强度变为：（）A.2B/9B.2B/3C.6BD.9B/226、在一个电子设备的控制系统中，需要实现对电机的精确控制。以下哪种电子元件可以用于电机的速度控制？（）A.电位器B.编码器C.驱动器D.传感器27、电气控制中，常常需要对电路进行保护。除了断路器和熔断器外，还可以使用漏电保护器。漏电保护器能够检测到电路中的漏电电流，并及时切断电源，保护人身安全。以下关于漏电保护器的描述，错误的是（）A.适用于所有的电气电路B.动作电流和动作时间可以调整C.安装时应注意接线正确D.定期需要进行测试和维护28、在一个串联型稳压电路中，调整管的压降为4V，输出电压为12V，负载电流为200mA。若取样电阻的分压比为0.2，那么基准电压约为多少？（）A.2VB.2.4VC.2.8VD.3.2V29、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30、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/χe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PLC通信网络中，常见的通信方式有哪些？A.串口通信B.以太网通信C.现场总线通信D.无线通信2、在工厂的电气设备选型中，需要考虑以下哪些因素？（）A.设备的功能和性能B.设备的可靠性和维护性C.设备的成本和效益D.设备的安装和使用环境3、以下属于数字电路中的模拟-数字转换（ADC）的主要指标的有（）A.分辨率B.转换速度C.精度D.线性度4、交流接触器在运行中产生噪声的原因可能有哪些？A.铁芯接触面有污垢或生锈B.短路环断裂C.电源电压过低D.触点压力过大5、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6、在工厂的电气设备维护中，以下哪些工作是重要的？（）A.定期检查设备的运行状态B.及时处理设备的故障C.对设备进行清洁和保养D.记录设备的维护情况7、以下哪些是电气控制系统的设计步骤？A.工艺分析B.拟定控制方案C.选择电器元件D.编写使用说明书8、数字电路中的乘法器在数字信号处理中的应用包括（）A.快速傅里叶变换（FFT）B.数字滤波C.图像压缩D.音频处理9、在电动力学中，以下哪些方法常用于求解边值问题（）A.有限元法B.边界元法C.有限差分法D.解析法10、以下关于数字电路中的FPGA（现场可编程门阵列）的描述，正确的是（）A.具有可编程性，可以实现各种数字逻辑功能B.开发过程相对灵活C.适合小批量、快速原型开发D.性能通常低于专用集成电路三、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述单稳态触发器的暂稳态持续时间的计算方法。2、（本题5分）计算一个乙类互补对称功率放大电路在给定电源电压和负载电阻下的最大输出功率。3、（本题5分）用硬件描述语言实现一个能实现4位二进制数加法和减法的运算电路。4、（本题5分）阐述电力系统中的电力营销业务和策略。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个工业园区的污水处理厂电气控制系统出现故障，导致污水处理流程中断。经过对控制系统硬件、软件和传感器的检查，发现了一些导