2025年青少年等级考试机器人理论一级真题(试题及答案)

2025年青少年等级考试机器人理论一级练习题(试题及答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.以下关于机器人基本组成的描述中，正确的是（）A.机器人只需具备执行器即可完成任务B.控制器是接收外界信息的核心部件C.传感器负责将电信号转化为机械动作D.完整的机器人系统通常包含感知、控制、执行三部分答案：D2.小明想制作一个能检测光线强弱的机器人模块，应选择的传感器是（）A.超声波传感器B.光敏电阻C.温度传感器D.触碰开关答案：B3.下列机械结构中，主要用于改变力的方向的是（）A.定滑轮B.动滑轮C.齿轮组D.杠杆答案：A4.关于直流电机的使用，错误的操作是（）A.连接电源时区分正负极B.长时间堵转（电机转子被卡住）C.定期清理电机轴上的灰尘D.使用前检查导线是否破损答案：B5.某机器人需要检测前方是否有障碍物，最适合的传感器是（）A.湿度传感器B.红外测距传感器C.声音传感器D.气压传感器答案：B6.齿轮传动中，若主动轮有20齿，从动轮有40齿，传动比为（）A.1:1B.1:2C.2:1D.4:1答案：B（传动比=从动轮齿数/主动轮齿数=40/20=2，通常表示为主动轮与从动轮的转速比，即从动轮转速是主动轮的1/2，故传动比为1:2）7.以下不属于机器人编程语言特点的是（）A.指令需明确顺序B.支持循环结构重复操作C.所有指令必须实时响应D.可通过条件判断改变执行流程答案：C8.制作一个自动避障小车时，核心控制逻辑通常不包括（）A.传感器检测障碍物B.控制器比较阈值C.执行器调整电机转速D.摄像头拍摄环境图像答案：D（一级考试通常不涉及图像识别）9.关于杠杆原理的应用，正确的是（）A.筷子属于省力杠杆B.天平是等臂杠杆的典型C.镊子的支点在阻力点和用力点之间D.开瓶器的动力臂小于阻力臂答案：B10.以下哪种组件属于执行器？（）A.陀螺仪B.步进电机C.加速度计D.蜂鸣器答案：B（执行器将电信号转化为动作，步进电机是典型执行器；蜂鸣器属于输出设备但非执行机械动作）11.机器人完成“前进1米后停止”的任务，需要用到的核心技术是（）A.距离测量与电机控制B.图像识别与路径规划C.语音交互与情感计算D.温度监测与环境调节答案：A12.关于滑轮组的说法，错误的是（）A.动滑轮可以省力但不能改变方向B.定滑轮与动滑轮组合可同时省力和变向C.滑轮组的省力倍数等于动滑轮的数量D.使用滑轮组时需考虑绳子的绕法答案：C（省力倍数等于承担物重的绳子段数）13.设计一个自动浇花机器人，不需要的传感器是（）A.土壤湿度传感器B.光照传感器C.温度传感器D.气体浓度传感器答案：D14.以下编程逻辑中，能实现“重复执行5次前进动作”的是（）A.顺序结构B.分支结构C.循环结构（次数循环）D.循环结构（条件循环）答案：C15.关于安全操作机器人的规范，正确的是（）A.带电状态下直接插拔传感器B.使用前检查电池是否漏液C.将机器人放置在高温炉旁测试D.用湿手操作电子元件答案：B16.某机器人的舵机在转动时发出异常噪音，可能的原因是（）A.舵机型号与控制器匹配B.舵机转轴润滑良好C.舵机连接导线接触不良D.程序中设置的角度范围正常答案：C17.以下机械结构中，用于传递动力并改变运动形式（如旋转变直线）的是（）A.齿轮齿条B.平皮带传动C.涡轮蜗杆D.同步带传动答案：A18.制作一个会亮灯的机器人头部，需要的基本组件不包括（）A.LED灯珠B.电源模块C.电机驱动板D.开关按钮答案：C（亮灯不需要电机驱动）19.关于传感器的描述，正确的是（）A.所有传感器输出的都是数字信号B.传感器是机器人的“大脑”C.传感器能将物理量转化为电信号D.传感器不需要电源即可工作答案：C20.机器人完成“听到掌声后播放音乐”的任务，需要用到（）A.声音传感器和扬声器B.温度传感器和电机C.红外传感器和LED灯D.湿度传感器和蜂鸣器答案：A二、判断题（每题1分，共10分）1.机器人必须具备人形外观才能称为机器人。（）答案：×2.齿轮传动中，小齿轮带动大齿轮会降低转速但增大扭矩。（）答案：√3.光敏电阻的阻值会随光照强度增加而增大。（）答案：×（光照越强，阻值越小）4.超声波传感器通过发射和接收声波来测量距离。（）答案：√5.编程中的“如果…那么…”语句属于循环结构。（）答案：×（属于分支结构）6.动滑轮的支点在滑轮的边缘。（）答案：√7.机器人的执行器可以直接接收外界环境信息。（）答案：×（执行器接收的是控制器的指令）8.使用电池时，正负极反接不会损坏电子元件。（）答案：×（可能导致短路或元件烧毁）9.杠杆的省力情况只与支点位置有关，与力的作用点无关。（）答案：×（还与动力臂和阻力臂的长度有关）10.简单机器人系统可以不包含控制器，仅通过机械结构实现功能。（）答案：√（如机械钟表式机器人）三、简答题（每题6分，共30分）1.请简述机器人中“传感器-控制器-执行器”的工作流程。答案：传感器首先检测外界环境信息（如距离、光线、温度等），并将其转化为电信号传递给控制器；控制器对接收的信号进行处理（如比较阈值、逻辑运算），提供控制指令；执行器根据指令执行具体动作（如电机转动、LED亮灭、机械臂摆动），最终实现机器人与环境的交互。2.列举三种常见的传动机构，并说明其特点。答案：①齿轮传动：通过齿轮啮合传递动力，可精确控制转速和扭矩，传动效率高但需润滑；②皮带传动：利用皮带与带轮的摩擦力传递动力，可缓冲振动但易打滑；③蜗轮蜗杆传动：能实现大传动比，结构紧凑，但传动效率较低且有自锁性（蜗杆可带动蜗轮，反之不能）。3.设计一个“自动感应灯”机器人模块，需要哪些组件？请说明各组件的作用。答案：需要光敏电阻（检测环境光照强度）、LED灯（作为光源输出）、控制器（如Arduino开发板，比较光敏电阻信号与设定阈值）、电源模块（提供电能）、电阻（与光敏电阻组成分压电路，将光信号转化为电压信号）。工作时，光敏电阻检测到光线不足时，控制器输出高电平点亮LED；光线充足时关闭LED。4.为什么机器人编程中需要使用循环结构？请举例说明。答案：循环结构可以重复执行相同或相似的指令，避免代码冗余，提高效率。例如，设计一个“机器人前进10秒后停止”的任务，若使用顺序结构需编写10条“前进1秒”的指令；而使用循环结构只需编写“重复执行10次（前进1秒）”，代码更简洁且易于修改。5.简述使用机器人时的三项安全注意事项。答案：①避免带电插拔电子元件，防止短路或触电；②测试前检查电池正负极是否正确连接，避免反接损坏设备；③机器人运行时不要用手阻挡执行器（如电机轴、机械臂），防止夹伤；④远离高温、潮湿或强磁场环境，避免元件失效。四、综合应用题（每题10分，共20分）1.设计一个“智能垃圾分类小机器人”，要求能识别纸质垃圾（浅色）和塑料垃圾（深色）并分别放入不同的收纳箱。请描述所需组件及工作流程。答案：组件：颜色传感器（检测垃圾颜色）、双轮驱动电机（控制机器人移动）、机械臂（抓取垃圾）、两个收纳箱（标注“纸质”“塑料”）、控制器（处理颜色信号并发送指令）、电源模块。工作流程：①机器人移动至垃圾前，颜色传感器发射光线并接收反射光，获取颜色数据；②控制器将颜色数据与预设阈值比较（浅色判定为纸质，深色判定为塑料）；③若为纸质，机械臂抓取垃圾放入标有“纸质”的收纳箱；若为塑料，放入“塑料”收纳箱；④完成分拣后，机器人返回初始位置等待下一次任务。2.某机器人在测试时出现“前进时左右轮速度不一致，导致偏向一侧”的问题，请分析可能原因及解决方法。答案：可能原因：①左右电机型号不同，输出扭矩或转速存在差异；②电机与车轮的连接轴松动，导致动力传递不均；③车轮磨损程度不同（如一侧轮