2025年青少年机器人技术等级考试一级考试试题及答案

2025年青少年机器人技术等级考试一级考试试题及答案一、单选题1.下列哪种简单机械可以改变力的方向？()A.杠杆B.滑轮C.轮轴D.斜面答案：B解析：定滑轮可以改变力的方向，动滑轮能省力但不改变力的方向，滑轮是可以改变力的方向的简单机械。杠杆可以省力或省距离，但不一定改变力的方向；轮轴主要是省力；斜面也是省力机械。所以答案选B。2.当我们用螺丝刀拧螺丝时，运用了哪种简单机械原理？()A.杠杆B.滑轮C.轮轴D.斜面答案：C解析：螺丝刀拧螺丝时，螺丝刀的手柄相当于轮，螺丝相当于轴，这是轮轴的应用。杠杆是在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒；滑轮是周边有槽，能够绕轴转动的小轮；斜面是一种倾斜的平面。所以答案是C。3.以下哪种结构具有稳定性？()A.三角形B.四边形C.五边形D.六边形答案：A解析：三角形具有稳定性，在生活和工程中经常利用三角形的这一特性来构建稳定的结构。而四边形、五边形、六边形等多边形不具有稳定性，容易变形。所以答案选A。4.一个物体在水平面上受到5N的拉力做匀速直线运动，它受到的摩擦力是()A.大于5NB.小于5NC.等于5ND.无法确定答案：C解析：当物体做匀速直线运动时，处于平衡状态，在水平方向上拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。已知拉力为5N，所以摩擦力也为5N。故答案是C。5.下列关于齿轮传动的说法，错误的是()A.可以改变运动的方向B.可以改变运动的速度C.两个相互啮合的齿轮转动方向相同D.可以传递动力答案：C解析：两个相互啮合的齿轮转动方向是相反的，而不是相同。齿轮传动可以改变运动的方向、速度，并且能够传递动力。所以答案选C。6.若要使机器人手臂能灵活地做各种动作，最好采用哪种连接方式？()A.固定连接B.铰接C.焊接D.粘贴答案：B解析：铰接可以使部件之间能够相对转动，能让机器人手臂灵活地做各种动作。固定连接、焊接、粘贴都会使部件之间相对固定，无法实现灵活的运动。所以答案是B。7.下列哪种能源属于可再生能源？()A.煤炭B.石油C.太阳能D.天然气答案：C解析：太阳能是可再生能源，它取之不尽、用之不竭。而煤炭、石油、天然气都属于不可再生能源，它们的形成需要漫长的地质年代，储量是有限的。所以答案选C。8.当我们推动一个箱子在地面上移动时，箱子受到的摩擦力是()A.静摩擦力B.滑动摩擦力C.滚动摩擦力D.没有摩擦力答案：B解析：箱子在地面上滑动，此时箱子与地面之间产生的摩擦力是滑动摩擦力。静摩擦力是物体有相对运动趋势但没有相对运动时产生的；滚动摩擦力是物体滚动时产生的；箱子在移动，肯定受到摩擦力。所以答案是B。9.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，最多能省()的力。A.二分之一B.三分之一C.四分之一D.五分之一答案：B解析：一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，有两种绕线方式，当绳子段数为3时最省力，此时能省三分之二的力，即最多能省三分之一的力。所以答案选B。10.下列哪种材料适合制作机器人的外壳？()A.玻璃B.泡沫塑料C.铝合金D.纸张答案：C解析：铝合金具有强度高、质量轻、耐腐蚀等特点，适合制作机器人的外壳。玻璃易碎；泡沫塑料强度低；纸张不耐用且防水性差。所以答案是C。11.机器人的传感器就像人的()A.大脑B.四肢C.眼睛、耳朵等感觉器官D.心脏答案：C解析：机器人的传感器能够感知外界的信息，就像人的眼睛、耳朵等感觉器官一样，能获取周围环境的各种信息。大脑是处理信息的中枢；四肢用于运动；心脏是血液循环的动力器官。所以答案选C。12.若要使机器人向前行走，应该控制机器人的()A.驱动轮向前转动B.驱动轮向后转动C.所有轮子都不转动D.部分轮子转动答案：A解析：机器人的驱动轮向前转动时，会给机器人一个向前的动力，从而使机器人向前行走。驱动轮向后转动会使机器人向后行走；所有轮子都不转动机器人不会移动；部分轮子转动可能无法实现机器人的正常行走。所以答案是A。13.下列关于杠杆的说法，正确的是()A.杠杆只能省力B.杠杆只能省距离C.杠杆既可以省力也可以省距离D.省力杠杆一定费距离答案：D解析：杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。省力杠杆省力但费距离，费力杠杆费力但省距离，等臂杠杆不省力也不省距离。所以省力杠杆一定费距离，答案选D。14.当两个齿轮的齿数比为3:1时，主动轮转动1圈，从动轮转动()A.1圈B.3圈C.三分之一圈D.二分之一圈答案：B解析：两个相互啮合的齿轮，齿数与转速成反比。当齿数比为3:1时，主动轮齿数多，从动轮齿数少，主动轮转动1圈，从动轮转动3圈。所以答案选B。15.下列哪种结构可以增加物体的抗弯曲能力？()A.增加厚度B.减少长度C.改变形状D.以上都是答案：D解析：增加物体的厚度、减少长度、改变形状都可以增加物体的抗弯曲能力。增加厚度可以增强物体的强度；减少长度能使物体更不容易弯曲；改变形状，如将平板变成“工”字形等，可以在不增加材料的情况下提高抗弯曲能力。所以答案是D。16.机器人的动力源可以是()A.电动机B.发动机C.电池D.以上都是答案：D解析：电动机可以将电能转化为机械能，为机器人提供动力；发动机可以将燃料的化学能转化为机械能；电池可以为机器人的各种部件提供电能，作为动力的来源。所以答案选D。17.若要使机器人能够识别颜色，应该安装()A.温度传感器B.声音传感器C.颜色传感器D.距离传感器答案：C解析：颜色传感器能够识别不同的颜色，温度传感器用于测量温度；声音传感器用于感知声音；距离传感器用于测量距离。所以要使机器人能够识别颜色，应安装颜色传感器，答案是C。18.一个物体在斜面上静止，它受到的力有()A.重力、支持力B.重力、支持力、摩擦力C.重力、摩擦力D.支持力、摩擦力答案：B解析：物体在斜面上静止，受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力，由于物体有向下滑动的趋势，所以还受到沿斜面向上的摩擦力。所以答案选B。19.下列关于滑轮组的说法，正确的是()A.滑轮组的绳子段数越多越省力B.滑轮组的绳子段数越多越费距离C.滑轮组既能省力又能改变力的方向D.以上都是答案：D解析：滑轮组的绳子段数越多，承担重物的绳子段数就越多，越省力；同时，根据功的原理，省力的机械一定费距离，所以绳子段数越多越费距离；滑轮组通过合理的绕线方式既能省力又能改变力的方向。所以答案是D。20.制作机器人的框架时，为了保证结构的牢固性，通常会采用()A.空心结构B.实心结构C.蜂窝结构D.以上都可以答案：B解析：实心结构的强度和稳定性较高，制作机器人框架时采用实心结构能保证结构的牢固性。空心结构虽然质量轻，但强度相对较低；蜂窝结构主要是在保证一定强度的情况下减轻质量，常用于一些特殊设计。所以答案选B。二、多选题1.下列属于简单机械的有()A.杠杆B.滑轮C.轮轴D.斜面答案：ABCD解析：杠杆、滑轮、轮轴、斜面都属于简单机械。杠杆是在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒；滑轮是周边有槽，能够绕轴转动的小轮；轮轴是由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械；斜面是一种倾斜的平面。所以ABCD选项都正确。2.以下哪些方法可以减小摩擦力？()A.增加接触面的粗糙程度B.减小压力C.使接触面分离D.变滑动为滚动答案：BCD解析：减小摩擦力的方法有减小压力、使接触面分离、变滑动为滚动等。而增加接触面的粗糙程度会增大摩擦力。所以答案选BCD。3.机器人可以应用在哪些领域？()A.工业生产B.医疗服务C.家庭服务D.太空探索答案：ABCD解析：机器人在工业生产中可以进行自动化生产；在医疗服务中可以辅助手术、护理等；在家庭服务中可以扫地、陪伴等；在太空探索中可以进行探测等工作。所以ABCD选项都是机器人的应用领域。4.下列关于齿轮的说法，正确的有()A.齿轮可以传递动力B.齿轮可以改变运动的速度C.齿轮可以改变运动的方向D.齿轮传动比链条传动更稳定答案：ABCD解析：齿轮可以传递动力，将一个轴的动力传递到另一个轴；可以通过不同齿数的齿轮组合改变运动的速度和方向；与链条传动相比，齿轮传动更稳定，传动精度更高。所以ABCD选项都正确。5.为了让机器人更好地适应不同的环境，需要给机器人安装不同的传感器，以下传感器与功能对应正确的有()A.超声波传感器-测量距离B.光线传感器-感知光线强度C.红外传感器-检测物体的存在D.湿度传感器-测量空气湿度答案：ABCD解析：超声波传感器通过发射和接收超声波来测量距离；光线传感器可以感知光线的强度；红外传感器可以检测物体的存在，当有物体遮挡红外光线时会有信号变化；湿度传感器用于测量空气的湿度。所以ABCD选项的对应都是正确的。6.下列结构中，具有稳定性的有()A.三角形框架B.正方形框架加斜杆C.六边形框架D.梯形框架加斜杆答案：ABD解析：三角形具有稳定性，三角形框架是稳定的；正方形框架和梯形框架本身不稳定，但加上斜杆后可以形成三角形结构，从而具有稳定性；六边形框架不具有稳定性。所以答案选ABD。7.机器人的控制系统可以()A.接收传感器的信号B.处理信息C.发出指令控制执行器D.存储数据答案：ABCD解析：机器人的控制系统可以接收传感器传来的信号，对这些信号进行处理分析，然后根据处理结果发出指令控制执行器的动作，同时还可以存储相关的数据。所以ABCD选项都正确。8.以下哪些是提高材料抗弯曲能力的有效方法？()A.增加材料的宽度B.增加材料的厚度C.改变材料的形状D.减少材料的长度答案：ABCD解析：增加材料的宽度、厚度，改变材料的形状，减少材料的长度都可以提高材料的抗弯曲能力。增加宽度和厚度能增强材料的强度；改变形状，如将平板变成“L”形等，可以在不增加材料的情况下提高抗弯曲能力；减少长度能使材料更不容易弯曲。所以答案是ABCD。9.下列关于滑轮组的描述，正确的有()A.滑轮组由定滑轮和动滑轮组成B.滑轮组可以省力C.滑轮组可以改变力的方向D.滑轮组的省力情况与绳子段数有关答案：ABCD解析：滑轮组是由定滑轮和动滑轮组成的；通过合理的绕线方式，滑轮组可以省力，省力情况与承担重物的绳子段数有关；同时也可以改变力的方向。所以ABCD选项都正确。10.机器人的动力系统可以包括()A.电池B.电动机C.发动机D.太阳能板答案：ABCD解析：电池可以为机器人提供电能；电动机可以将电能转化为机械能，为机器人提供动力；发动机可以将燃料的化学能转化为机械能；太阳能板可以将太阳能转化为电能，为机器人系统供电。所以ABCD选项都可以是机器人动力系统的组成部分。三、判断题1.只要有力作用在物体上，物体就一定会运动。()答案：×解析：当物体受到平衡力的作用时，物体可能保持静止状态。只有当物体受到非平衡力的作用时，物体的运动状态才会改变，才可能运动。所以该说法错误。2.杠杆的支点一定在杠杆的中间。()答案：×解析：杠杆的支点可以在杠杆的任何位置，不一定在中间。例如，用羊角锤拔钉子时，支点在锤与地面接触的地方，不在中间。所以该说法错误。3.所有的滑轮都能省力。()答案：×解析：定滑轮不能省力，只能改变力的方向；动滑轮能省力，但不改变力的方向。所以不是所有的滑轮都能省力，该说法错误。4.机器人只能按照预先编写的程序运行，不能自主学习。()答案：×解析：现在的一些先进机器人具有自主学习的能力，它们可以通过机器学习等技术，从环境中获取信息并不断调整自己的行为和策略。所以该说法错误。5.增加物体的重量可以提高物体的稳定性。()答案：×解析：物体的稳定性与物体的重心位置、支撑面大小等因素有关，而不是单纯由重量决定。例如，一个高而细的物体，即使增加重量，也不一定能提高稳定性。所以该说法错误。6.齿轮传动中，大齿轮带动小齿轮转动时，小齿轮的转速比大齿轮快。()答案：√解析：在齿轮传动中，齿数与转速成反比。大齿轮齿数多，小齿轮齿数少，大齿轮带动小齿轮转动时，小齿轮的转速比大齿轮快。所以该说法正确。7.机器人的传感器越多，它对环境的感知能力就越强。()答案：√解析：传感器可以让机器人感知外界的各种信息，传感器越多，能获取的信息就越全面，机器人对环境的感知能力也就越强。所以该说法正确。8.只要物体在运动，就一定受到力的作用。()答案：×解析：根据牛顿第一定律，物体在不受力或受到平衡力的作用时，也可能保持匀速直线运动状态。所以物体在运动不一定受到力的作用，该说法错误。9.用滚动代替滑动可以减小摩擦力。()答案：√解析：滚动摩擦力比滑动摩擦力小很多，用滚动代替滑动可以减小摩擦力。例如，在箱子下面安装轮子，推动箱子就更省力。所以该说法正确。10.机器人的外壳材料越硬越好。()答案：×解析：机器人的外壳材料需要综合考虑多种因素，如硬度、重量、成本、加工性能等。并不是越硬越好，太硬的材料可能重量大、加工困难等。所以该说法错误。四、简答题1.请简述简单机械在生活中的应用实例。(1).杠杆：生活中常见的杠杆有跷跷板，其支点在中间，两端分别坐人，通过人的重量和位置变化实现上下运动；还有剪刀，利用杠杆原理可以更轻松地裁剪物品。(2).滑轮：升旗杆顶部的定滑轮，它可以改变力的方向，方便人们将旗帜升起；起重机上会使用滑轮组，既能省力又能改变力的方向，便于吊起重物。(3).轮轴：汽车的方向盘是轮轴的应用，通过转动较大的方向盘（轮）可以轻松控制较小的转向轴（轴）；水龙头也是轮轴，旋转手柄（轮）可以控制水的开关和流量。(4).斜面：楼梯就是一种斜面，人们沿着楼梯向上走比直接垂直攀爬更省力；盘山公路也是斜面的应用，车辆沿着盘山公路行驶可以减小坡度，更轻松地上山。2.说明齿轮传动的特点和应用场景。(1).特点：可以传递动力，将一个轴的动力传递到另一个轴，实现能量的传输。能够改变运动的方向，两个相互啮合的齿轮转动方向相反。可以改变运动的速度，通过不同齿数的齿轮组合，实现转速的变化，如大齿轮带动小齿轮转动，小齿轮转速变快。传动精度高，能准确地传递运动和动力，工作可靠。(2).应用场景：机械手表中，通过一系列的齿轮传动，实现时针、分针、秒针的不同转速，准确显示时间。汽车的变速箱利用齿轮传动，根据不同的行驶需求，改变齿轮的组合，实现不同的车速和扭矩。机床中，齿轮传动用于传递动力和改变转速，使刀具能够完成各种加工任务。3.解释为什么三角形结构具有稳定性。(1).从几何角度看，三角形的三条边长度确定后，其形状和大小就完全确定了，不会发生变形。而四边形等多边形，即使边长确定，其形状也可以改变。(2).当三角形受到外力作用时，力会沿着三条边分散传递，使得每个边都能承受一定的力，从而保持整体结构的稳定。例如，在一个三角形框架上施加一个外力，这个力会通过三条边传递和分散，不会导致某个部位过度受力而变形。4.描述机器人传感器的作用和常见类型。(1).作用：机器人传感器就像人的感觉器官，能够感知外界环境的各种信息，如温度、湿度、光线、距离、声音等。这些信息被传感器获取后，传输给机器人的控制系统，控制系统根据这些信息进行分析和判断，然后发出相应的指令，控制机器人的动作和行为，使机器人能够适应不同的环境和完成各种任务。(2).常见类型：超声波传感器：用于测量距离，通过发射超声波并接收反射波来计算与物体之间的距离。光线传感器：可以感知光线的强度，常用于自动调节机器人的亮度或判断环境的明暗程度。红外传感器：能够检测物体的存在，当有物体遮挡红外光线时，传感器会产生信号变化。温度传感器：用于测量环境的温度，使机器人能够在不同温度环境下正常工作或执行相关任务。湿度传感器：测量空气的湿度，在一些对湿度有要求的应用场景中使用，如农业大棚中的机器人。5.如何提高机器人的运动灵活性？(1).优化关节设计：采用铰接等灵活的连接方式，使机器人的各个关节能够自由转动，增加运动的自由度。例如，在机器人手臂的关节处使用高质量的轴承和连接件，减少摩擦，提高转动的灵活性。(2).合理布局动力系统：选择合适的电动机和传动装置，确保机器人的各个部位能够获得足够的动力，并且能够精确地控制运动速度和方向。例如，使用伺服电机可以更精确地控制机器人的运动。(3).安装合适的传感器：通过安装多种传感器，如角度传感器、加速度传感器等，让机器人能够实时感知自身的运动状态和位置，从而根据环境和任务的要求及时