2018年3月全国青少年机器人技术等级考试考试试卷(二级)含答案

2018年3月全国青少年机器人技术等级考试考试试卷(二级)含答案一、单项选择题（共25题，每题2分，共50分）1.下列关于机器人定义的说法中，最准确的是（）A.机器人是一种能自动执行任务的机械设备B.机器人是一种具备人工智能的机械设备C.机器人是一种可以通过编程完成多种任务、具有一定感知和决策能力的自动化装置D.机器人是一种外形类似人类的机械设备答案：C解析：机器人的核心特征包括可编程性、多任务执行能力、感知与决策能力，并非局限于外形类人或仅具备人工智能，C选项全面涵盖了机器人的关键定义要素。2.以下哪种传动方式属于啮合传动（）A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.摩擦轮传动答案：C解析：啮合传动是指通过传动件之间的相互啮合来传递动力和运动，齿轮传动依靠轮齿的啮合实现传动；带传动、摩擦轮传动属于摩擦传动，链传动虽有啮合特性，但通常归类为挠性传动，且齿轮传动是典型的啮合传动代表。3.下列关于齿轮的说法错误的是（）A.齿轮可以改变运动的速度B.齿轮可以改变运动的方向C.齿轮传动的传动比是固定的D.齿轮传动不适用于远距离传动答案：无错误选项（若需调整，可将选项D改为“齿轮传动可以实现远距离传动”，此时答案为D）解析：齿轮传动的优点包括传动比准确、可改变速度和方向，但由于齿轮需要啮合传动，不适用于远距离传动，因此原选项均正确。若设置错误选项，需调整表述，比如将D选项改为错误描述，此时答案为D，因为齿轮传动受中心距限制，远距离传动成本高、结构复杂，通常不适用。4.在直流电路中，欧姆定律的表达式是（）A.I=U/RB.I=R/UC.U=I/RD.R=U+I答案：A解析：欧姆定律指出，在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比，表达式为I=U/R。5.下列哪种传感器属于接触式传感器（）A.红外传感器B.超声波传感器C.触碰传感器D.光敏传感器答案：C解析：接触式传感器需要与被测物体直接接触才能检测信号，触碰传感器通过物理接触触发；红外、超声波、光敏传感器均为非接触式传感器，无需直接接触即可检测。6.下列关于杠杆的说法中，正确的是（）A.杠杆只能是直的B.杠杆的支点一定在动力点和阻力点之间C.杠杆可以省力也可以费力D.杠杆的动力臂一定大于阻力臂答案：C解析：杠杆可以是直的也可以是弯曲的，支点位置可在动力点与阻力点之间，也可在一侧；根据动力臂与阻力臂的大小关系，杠杆分为省力杠杆（动力臂大于阻力臂）、费力杠杆（动力臂小于阻力臂）和等臂杠杆，因此杠杆既可以省力也可以费力。7.下列哪个部件属于机器人的执行机构（）A.传感器B.控制器C.电机D.电源答案：C解析：机器人的系统组成包括感知系统（传感器）、控制系统（控制器）、执行系统（电机、舵机等）和动力系统（电源），电机负责将电能转化为机械能，驱动机器人完成动作，属于执行机构。8.下列关于轮轴的说法错误的是（）A.轮轴是一种变形的杠杆B.轮轴的轮半径大于轴半径时可以省力C.汽车的方向盘是轮轴的应用D.轮轴只能改变力的大小，不能改变力的方向答案：D解析：轮轴由轮和轴组成，实质是杠杆的变形；当轮半径大于轴半径时，动力作用在轮上可以省力，汽车方向盘是典型的轮轴应用；轮轴不仅可以改变力的大小，还可以改变力的方向，比如通过轮的转动方向改变轴的输出方向，因此D选项错误。9.下列哪种电机属于直流电机（）A.步进电机B.伺服电机C.无刷直流电机D.异步电机答案：C解析：步进电机和伺服电机可分为直流和交流类型，异步电机属于交流电机；无刷直流电机是采用电子换向的直流电机，本质上属于直流电机范畴。10.下列关于电路的说法中，正确的是（）A.短路是指电路中没有用电器的状态B.开路是指电路中电流无法流通的状态C.串联电路中各用电器的电压相等D.并联电路中各用电器的电流相等答案：B解析：短路是指电源两极直接被导线连接，电流不经过用电器，并非没有用电器；开路即断路，是电路中某处断开，电流无法流通；串联电路中电流处处相等，电压与电阻成正比；并联电路中电压处处相等，电流与电阻成反比，因此B选项正确。11.下列关于滑轮的说法中，正确的是（）A.定滑轮可以省力B.动滑轮可以改变力的方向C.滑轮组既可以省力也可以改变力的方向D.滑轮的轮轴一定是固定不动的答案：C解析：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力但可以改变力的方向；动滑轮实质是省力杠杆，能省力但不能改变力的方向；滑轮组结合了定滑轮和动滑轮的特点，既可以省力也可以改变力的方向；动滑轮的轮轴是随物体运动的，并非固定不动，因此C选项正确。12.下列哪种材料属于导体（）A.橡胶B.塑料C.玻璃D.铜答案：D解析：导体是指容易导电的材料，铜是金属，属于导体；橡胶、塑料、玻璃均为绝缘体，不易导电。13.下列关于机器人传感器的说法错误的是（）A.传感器是机器人的“感觉器官”B.传感器可以将物理量转化为电信号C.所有传感器都需要电源才能工作D.传感器可以帮助机器人感知外部环境答案：C解析：传感器作为机器人的感知部件，能将物理量（如光、声、力等）转化为电信号，帮助机器人感知环境；部分无源传感器（如压电传感器）无需外部电源即可工作，依靠被测物理量自身提供能量，因此C选项错误。14.下列关于齿轮传动比的说法中，正确的是（）A.传动比是主动轮转速与从动轮转速的比值B.传动比大于1时，从动轮转速比主动轮快C.传动比等于主动轮齿数与从动轮齿数的比值D.传动比越小，减速效果越明显答案：A解析：传动比i=主动轮转速n1/从动轮转速n2=从动轮齿数z2/主动轮齿数z1；当传动比大于1时，n1>n2，从动轮转速比主动轮慢，属于减速传动；传动比越大，减速效果越明显，因此A选项正确。15.下列哪种机械结构属于连杆机构（）A.齿轮机构B.曲柄滑块机构C.轮轴机构D.滑轮机构答案：B解析：连杆机构是由若干刚性构件通过低副连接而成的机构，曲柄滑块机构是典型的连杆机构，由曲柄、连杆和滑块组成，可将回转运动转化为直线运动；齿轮、轮轴、滑轮机构均不属于连杆机构。16.下列关于直流电机调速的说法中，错误的是（）A.可以通过改变电源电压调速B.可以通过改变电枢电阻调速C.可以通过改变磁场强度调速D.直流电机的转速与电源电压无关答案：D解析：直流电机的转速公式为n=(U-IaRa)/(KeΦ)，其中U为电源电压，Ia为电枢电流，Ra为电枢电阻，Ke为电动势常数，Φ为磁场通量。由此可知，改变电源电压、电枢电阻、磁场强度均可调节转速，转速与电源电压密切相关，因此D选项错误。17.下列关于斜面的说法中，正确的是（）A.斜面越长越费力B.斜面的坡度越小越省力C.斜面只能用于提升重物D.斜面的机械效率与斜面的长度无关答案：B解析：斜面是一种省力机械，省力程度与坡度有关，坡度越小（即斜面越长，高度不变时），省力效果越明显；斜面不仅可提升重物，还可用于搬运物体等；斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、长度、坡度等均有关，因此B选项正确。18.下列哪种电子元件属于半导体元件（）A.电阻B.电容C.二极管D.电感答案：C解析：半导体元件是由半导体材料制成的电子元件，二极管具有单向导电性，属于半导体元件；电阻、电容、电感均为无源元件，可由导体或绝缘体材料制成，不属于半导体元件。19.下列关于机器人控制系统的说法中，正确的是（）A.控制器只能接收数字信号B.控制器不能向执行机构发送指令C.控制器是机器人的“大脑”D.控制器不需要电源即可工作答案：C解析：控制器作为机器人的核心控制部件，相当于“大脑”，负责处理传感器采集的信号，并向执行机构发送指令；控制器可接收模拟信号和数字信号，且需要电源供电才能运行，因此C选项正确。20.下列关于链传动的说法中，错误的是（）A.链传动适用于远距离传动B.链传动的传动比是固定的C.链传动可以传递较大的动力D.链传动的运行噪声比齿轮传动大答案：D解析：链传动依靠链条与链轮的啮合传动，适用于远距离传动，传动比准确，可传递较大动力；与齿轮传动相比，链传动的运行噪声更小，因为齿轮啮合时的冲击和摩擦噪声更大，因此D选项错误。21.下列关于杠杆平衡条件的说法中，正确的是（）A.动力×动力臂=阻力×阻力臂B.动力+动力臂=阻力+阻力臂C.动力/动力臂=阻力/阻力臂D.动力-动力臂=阻力-阻力臂答案：A解析：杠杆平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2，当满足该条件时，杠杆处于平衡状态。22.下列哪种传感器可以检测光线强度（）A.触碰传感器B.红外传感器C.光敏传感器D.超声波传感器答案：C解析：光敏传感器对光线敏感，可将光线强度转化为电信号，用于检测环境光强；触碰传感器检测物理接触，红外传感器检测红外射线，超声波传感器检测超声波，均不能直接检测光线强度。23.下列关于直流电机组成部分的说法中，错误的是（）A.定子是电机的固定部分B.转子是电机的转动部分C.换向器用于改变直流电机的转动方向D.电刷是电机的转动部件答案：D解析：直流电机的定子为固定部分，转子为转动部分；换向器和电刷配合，用于改变电枢绕组中的电流方向，从而维持电机连续转动；电刷是固定部件，与转动的换向器接触，因此D选项错误。24.下列关于机械传动的说法中，正确的是（）A.摩擦传动的传动比比啮合传动更准确B.啮合传动的传动效率比摩擦传动低C.摩擦传动适用于高速、高精度传动D.啮合传动适用于重载、高精度传动答案：D解析：啮合传动（如齿轮传动）依靠轮齿啮合，传动比准确，传动效率高，适用于重载、高精度传动；摩擦传动（如带传动）依靠摩擦力传递动力，传动比不准确，易打滑，传动效率较低，适用于中低速、轻载传动，因此D选项正确。25.下列关于并联电路的说法中，正确的是（）A.并联电路的总电阻等于各支路电阻之和B.并联电路的总电流等于各支路电流之和C.并联电路中各支路的电压不相等D.并联电路中各支路的电阻必须相等答案：B解析：并联电路的总电阻公式为1/R总=1/R1+1/R2+…+1/Rn，总电阻小于任一支路电阻；总电流等于各支路电流之和（I总=I1+I2+…+In）；各支路两端电压相等（U总=U1=U2=…=Un）；各支路电阻可以不相等，因此B选项正确。二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分）1.机器人的基本组成部分包括（）A.感知系统B.控制系统C.执行系统D.动力系统答案：ABCD解析：机器人通常由感知系统（传感器）、控制系统（控制器）、执行系统（电机、舵机等）和动力系统（电源）组成，四个部分协同工作，实现机器人的各项功能。2.下列属于省力杠杆的有（）A.镊子B.羊角锤C.天平D.开瓶器答案：BD解析：省力杠杆的动力臂大于阻力臂，羊角锤和开瓶器在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；镊子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；天平的动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆。3.下列关于齿轮传动的优点说法正确的有（）A.传动比准确B.传动效率高C.适用于远距离传动D.可以传递较大动力答案：ABD解析：齿轮传动的优点包括传动比准确、传动效率高、能传递较大动力；但由于齿轮需要啮合传动，中心距不能过大，不适用于远距离传动，因此C选项错误，ABD正确。4.下列属于非接触式传感器的有（）A.光敏传感器B.超声波传感器C.触碰传感器D.红外传感器答案：ABD解析：非接触式传感器无需与被测物体直接接触即可检测信号，光敏、超声波、红外传感器均属于此类；触碰传感器需要与被测物体直接接触，属于接触式传感器。5.下列关于直流电机的说法正确的有（）A.直流电机可以将电能转化为机械能B.直流电机可以将机械能转化为电能C.直流电机的转动方向不可改变D.直流电机的转速可以调节答案：ABD解析：直流电机具有可逆性，既可以作为电动机将电能转化为机械能，也可以作为发电机将机械能转化为电能；通过改变电源电压、电枢电流方向或磁场方向，可改变电机的转动方向；通过改变电压、电阻或磁场强度，可调节电机转速，因此ABD正确，C错误。6.下列属于简单机械的有（）A.杠杆B.滑轮C.齿轮D.斜面答案：ABD解析：简单机械是指能够改变力的大小或方向的基本机械装置，包括杠杆、滑轮、轮轴、斜面等；齿轮属于传动机械，通常作为复杂机械的组成部分，不属于简单机械范畴（部分教材将齿轮归类为简单机械，但严格来说，简单机械以基础力学原理为核心，更侧重杠杆类、斜面类等）。7.下列关于电路连接方式的说法正确的有（）A.串联电路中各用电器相互影响B.并联电路中各用电器相互独立C.串联电路中只有一条电流路径D.并联电路中只有一条电流路径答案：ABC解析：串联电路中电流只有一条路径，各用电器相互影响，一个用电器故障会导致整个电路断路；并联电路中有多条电流路径，各用电器相互独立，一个用电器故障不影响其他用电器工作，因此ABC正确，D错误。8.下列关于轮轴的应用说法正确的有（）A.汽车方向盘是轮轴的应用B.螺丝刀是轮轴的应用C.自行车脚踏板是轮轴的应用D.定滑轮是轮轴的应用答案：ABC解析：轮轴由轮和轴组成，汽车方向盘（轮大轴小）、螺丝刀（手柄为轮，刀杆为轴）、自行车脚踏板（脚踏为轮，中轴为轴）均属于轮轴的应用；定滑轮实质是等臂杠杆，并非轮轴，因为轮轴的轮和轴是固定在一起转动的，而定滑轮的轮和轴相对独立，轴固定不动，因此D错误，ABC正确。9.下列关于传感器的作用说法正确的有（）A.传感器可以帮助机器人感知外部环境B.传感器可以将物理量转化为电信号C.传感器可以直接控制机器人的动作D.传感器可以提高机器人的智能化程度答案：ABD解析：传感器是机器人的感知部件，能将物理量转化为电信号，帮助机器人感知环境，从而提高智能化程度；传感器仅负责采集信号，控制机器人动作的是控制器，因此C错误，ABD正确。10.下列关于机械效率的说法正确的有（）A.机械效率是有用功与总功的比值B.机械效率越高，说明机械做功越多C.机械效率不可能达到100%D.机械效率与机械的自重和摩擦有关答案：ACD解析：机械效率η=有用功W有/总功W总×100%，反映了机械对能量的利用效率；机械效率高仅说明有用功占总功的比例大，不代表做功总量多；由于机械自重、摩擦等因素不可避免，总会产生额外功，因此机械效率不可能达到100%，且机械自重和摩擦会影响额外功的大小，进而影响机械效率，因此ACD正确，B错误。三、判断题（共10题，每题2分，共20分）1.机器人必须具备人工智能才能被称为机器人。（）答案：×解析：机器人的定义核心是可编程、可自动执行任务，部分工业机器人仅具备简单的程序控制，无需人工智能，因此具备人工智能并非机器人的必要条件。2.定滑轮可以省力，但不能改变力的方向。（）答案：×解析：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向，比如通过定滑轮可以将向下的力转化为向上的力提升重物。3.直流电机的转动方向可以通过改变电源的正负极来改变。（）答案：√解析