全國(guó)青少年機(jī)器人技術(shù)等級(jí)考試?yán)碚摼C合試卷及答案(三級(jí))2024一、選擇題（每題2分，共40分）1.以下哪種傳感器可以檢測(cè)光線(xiàn)的強(qiáng)度？()A.超聲波傳感器B.紅外傳感器C.光敏傳感器D.溫度傳感器答案：C解析：光敏傳感器是對(duì)光敏感的傳感器，能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而檢測(cè)光線(xiàn)的強(qiáng)度。超聲波傳感器主要用于測(cè)量距離；紅外傳感器常用于檢測(cè)物體的存在、距離等；溫度傳感器用于測(cè)量溫度。所以本題選C。2.一個(gè)齒輪的齒數(shù)為20，另一個(gè)與之嚙合的齒輪齒數(shù)為40，當(dāng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)2圈時(shí)，大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)（）圈。A.1B.2C.4D.0.5答案：A解析：兩個(gè)相互嚙合的齒輪，在相同時(shí)間內(nèi)，它們走過(guò)的齒數(shù)是相同的。設(shè)小齒輪齒數(shù)為(z_1=20)，轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為(n_1=2)；大齒輪齒數(shù)為(z_2=40)，轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為(n_2)。根據(jù)(z_1n_1=z_2n_2)，可得(20×2=40×n_2)，解得(n_2=1)圈。所以本題選A。3.在機(jī)器人編程中，“if-else”語(yǔ)句的作用是（）。A.循環(huán)執(zhí)行某段代碼B.根據(jù)條件判斷執(zhí)行不同的代碼塊C.定義一個(gè)函數(shù)D.調(diào)用一個(gè)函數(shù)答案：B解析：“if-else”語(yǔ)句是一種條件判斷語(yǔ)句，當(dāng)“if”后面的條件為真時(shí)，執(zhí)行“if”后面的代碼塊；當(dāng)條件為假時(shí)，執(zhí)行“else”后面的代碼塊。循環(huán)執(zhí)行某段代碼通常使用“for”或“while”循環(huán)；定義一個(gè)函數(shù)有特定的函數(shù)定義語(yǔ)法；調(diào)用一個(gè)函數(shù)是通過(guò)函數(shù)名和參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以本題選B。4.以下哪種傳動(dòng)方式可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的動(dòng)力傳遞？()A.齒輪傳動(dòng)B.鏈條傳動(dòng)C.帶傳動(dòng)D.蝸桿傳動(dòng)答案：C解析：帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng)，它可以在兩軸中心距較大的情況下傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，適合遠(yuǎn)距離的動(dòng)力傳遞。齒輪傳動(dòng)一般適用于兩軸距離較近的情況；鏈條傳動(dòng)雖然也可用于一定距離的傳動(dòng)，但相比帶傳動(dòng)，其遠(yuǎn)距離傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì)不如帶傳動(dòng)明顯；蝸桿傳動(dòng)主要用于減速和改變傳動(dòng)方向，通常用于短距離傳動(dòng)。所以本題選C。5.機(jī)器人的舵機(jī)通常用于控制（）。A.機(jī)器人的行走速度B.機(jī)器人的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度C.機(jī)器人的抓取力度D.機(jī)器人的傳感器數(shù)據(jù)采集答案：B解析：舵機(jī)是一種位置（角度）伺服的驅(qū)動(dòng)器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。在機(jī)器人中，舵機(jī)主要用于控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的各種動(dòng)作姿態(tài)?？刂茩C(jī)器人的行走速度一般通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制；機(jī)器人的抓取力度通常通過(guò)專(zhuān)門(mén)的力傳感器和相關(guān)的控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)；傳感器數(shù)據(jù)采集是由各種傳感器完成的，與舵機(jī)無(wú)關(guān)。所以本題選B。6.以下哪種結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)機(jī)器人的穩(wěn)定性？()A.三角形結(jié)構(gòu)B.四邊形結(jié)構(gòu)C.圓形結(jié)構(gòu)D.多邊形結(jié)構(gòu)答案：A解析：三角形結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性，在機(jī)器人設(shè)計(jì)中，采用三角形結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)機(jī)器人的穩(wěn)定性。四邊形結(jié)構(gòu)具有不穩(wěn)定性，容易變形；圓形結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于一些需要旋轉(zhuǎn)或滾動(dòng)的部件；多邊形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性取決于其具體的形狀和連接方式，一般不如三角形結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。所以本題選A。7.在編程中，變量的作用是（）。A.存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.定義函數(shù)C.控制程序流程D.顯示輸出信息答案：A解析：變量是在程序中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的容器，可以存儲(chǔ)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，如整數(shù)、小數(shù)、字符等。定義函數(shù)有專(zhuān)門(mén)的函數(shù)定義語(yǔ)法；控制程序流程通常使用條件語(yǔ)句（如“if-else”）和循環(huán)語(yǔ)句（如“for”“while”）；顯示輸出信息一般使用輸出語(yǔ)句（如“print”）。所以本題選A。8.一個(gè)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)避障功能，通常需要用到（）傳感器。A.溫度傳感器B.濕度傳感器C.超聲波傳感器D.顏色傳感器答案：C解析：超聲波傳感器可以通過(guò)發(fā)射超聲波并接收反射回來(lái)的超聲波來(lái)測(cè)量與障礙物之間的距離，從而幫助機(jī)器人判斷前方是否有障礙物，實(shí)現(xiàn)避障功能。溫度傳感器用于測(cè)量溫度；濕度傳感器用于測(cè)量濕度；顏色傳感器用于識(shí)別物體的顏色，它們都不能直接用于避障。所以本題選C。9.以下哪種電機(jī)適合用于需要精確控制轉(zhuǎn)速和位置的機(jī)器人系統(tǒng)？()A.直流電機(jī)B.步進(jìn)電機(jī)C.交流電機(jī)D.伺服電機(jī)答案：B解析：步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移或線(xiàn)位移的開(kāi)環(huán)控制電機(jī)。它可以通過(guò)控制脈沖信號(hào)的數(shù)量和頻率來(lái)精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)速，非常適合用于需要精確控制轉(zhuǎn)速和位置的機(jī)器人系統(tǒng)。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制相對(duì)較難精確；交流電機(jī)一般用于功率較大、對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求不是特別高的場(chǎng)合；伺服電機(jī)雖然也能精確控制，但步進(jìn)電機(jī)在一些對(duì)成本和精度要求適中的機(jī)器人系統(tǒng)中更為常用。所以本題選B。10.在機(jī)器人搭建中，螺絲和螺母的配合使用是為了（）。A.增加結(jié)構(gòu)的美觀(guān)性B.方便拆卸和組裝C.提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度D.減少結(jié)構(gòu)的重量答案：C解析：螺絲和螺母通過(guò)擰緊的方式將不同的部件連接在一起，能夠使結(jié)構(gòu)更加牢固，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。雖然螺絲和螺母的使用在一定程度上也方便了拆卸和組裝，但這不是其主要目的；增加結(jié)構(gòu)的美觀(guān)性并不是螺絲和螺母配合使用的主要作用；螺絲和螺母的使用會(huì)增加結(jié)構(gòu)的重量，而不是減少。所以本題選C。11.以下哪種編程邏輯可以實(shí)現(xiàn)讓機(jī)器人重復(fù)執(zhí)行某段動(dòng)作？()A.順序邏輯B.條件邏輯C.循環(huán)邏輯D.選擇邏輯答案：C解析：循環(huán)邏輯是指在滿(mǎn)足一定條件的情況下，重復(fù)執(zhí)行某一段代碼或操作。順序邏輯是按照代碼的先后順序依次執(zhí)行；條件邏輯（如“if-else”）是根據(jù)條件判斷執(zhí)行不同的代碼塊；選擇邏輯和條件邏輯類(lèi)似，也是根據(jù)條件進(jìn)行選擇執(zhí)行。所以本題選C。12.機(jī)器人的傳感器可以將（）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。A.物理量B.化學(xué)量C.生物量D.以上都是答案：D解析：傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出。物理量（如溫度、壓力、光線(xiàn)強(qiáng)度等）、化學(xué)量（如氣體濃度等）、生物量（如生物電信號(hào)等）都可以通過(guò)相應(yīng)的傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所以本題選D。13.當(dāng)兩個(gè)齒輪的模數(shù)相等時(shí)，它們（）。A.可以正確嚙合B.齒數(shù)一定相等C.轉(zhuǎn)速一定相等D.直徑一定相等答案：A解析：模數(shù)是齒輪的一個(gè)重要參數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪的模數(shù)相等時(shí)，它們的齒形和尺寸相匹配，可以正確嚙合。模數(shù)相等并不意味著齒數(shù)一定相等，因?yàn)辇X輪的直徑還與齒數(shù)有關(guān)（(d=mz)，其中(d)為直徑，(m)為模數(shù)，(z)為齒數(shù)）；兩個(gè)齒輪嚙合時(shí)，轉(zhuǎn)速與齒數(shù)成反比，模數(shù)相等不能得出轉(zhuǎn)速一定相等；同理，模數(shù)相等也不能得出直徑一定相等。所以本題選A。14.在機(jī)器人編程中，“while”循環(huán)語(yǔ)句的特點(diǎn)是（）。A.先判斷條件，再執(zhí)行循環(huán)體B.先執(zhí)行循環(huán)體，再判斷條件C.循環(huán)體至少執(zhí)行一次D.循環(huán)次數(shù)是固定的答案：A解析：“while”循環(huán)語(yǔ)句在執(zhí)行循環(huán)體之前，先判斷“while”后面的條件是否為真，如果條件為真，則執(zhí)行循環(huán)體；如果條件為假，則不執(zhí)行循環(huán)體?！癲o-while”循環(huán)是先執(zhí)行循環(huán)體，再判斷條件，且循環(huán)體至少執(zhí)行一次；“for”循環(huán)通常用于循環(huán)次數(shù)固定的情況，而“while”循環(huán)的循環(huán)次數(shù)可以根據(jù)條件動(dòng)態(tài)變化。所以本題選A。15.以下哪種機(jī)械結(jié)構(gòu)可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)？()A.齒輪傳動(dòng)B.鏈條傳動(dòng)C.絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)D.帶傳動(dòng)答案：C解析：絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)是一種常見(jiàn)的將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母會(huì)沿著絲桿做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)主要用于傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和改變轉(zhuǎn)速、扭矩；鏈條傳動(dòng)也是用于傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；帶傳動(dòng)同樣是傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所以本題選C。16.機(jī)器人的電池容量通常用（）來(lái)表示。A.伏特（V）B.安培（A）C.毫安時(shí)（mAh）D.瓦（W）答案：C解析：電池容量是指電池能夠存儲(chǔ)的電荷量，通常用毫安時(shí)（mAh）來(lái)表示。伏特（V）是電壓的單位；安培（A）是電流的單位；瓦（W）是功率的單位。所以本題選C。17.在編程中，以下哪個(gè)關(guān)鍵字用于跳出當(dāng)前循環(huán)？()A.“continue”B.“break”C.“return”D.“exit”答案：B解析：“break”關(guān)鍵字用于跳出當(dāng)前所在的循環(huán)，結(jié)束整個(gè)循環(huán)過(guò)程。“continue”關(guān)鍵字用于跳過(guò)本次循環(huán)中剩余的代碼，直接進(jìn)入下一次循環(huán)；“return”關(guān)鍵字通常用于從函數(shù)中返回值，并結(jié)束函數(shù)的執(zhí)行；“exit”一般用于終止整個(gè)程序的運(yùn)行。所以本題選B。18.以下哪種傳感器可以檢測(cè)物體的接近或遠(yuǎn)離？()A.壓力傳感器B.霍爾傳感器C.電容式接近傳感器D.聲音傳感器答案：C解析：電容式接近傳感器是一種能夠檢測(cè)物體接近或遠(yuǎn)離的傳感器。它通過(guò)檢測(cè)物體與傳感器之間電容的變化來(lái)判斷物體的接近或遠(yuǎn)離。壓力傳感器主要用于測(cè)量壓力；霍爾傳感器常用于檢測(cè)磁場(chǎng)的變化，可用于測(cè)量轉(zhuǎn)速、位置等；聲音傳感器用于檢測(cè)聲音信號(hào)。所以本題選C。19.機(jī)器人的機(jī)械臂通常采用（）結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)多自由度的運(yùn)動(dòng)。A.串聯(lián)B.并聯(lián)C.混合D.以上都可以答案：D解析：機(jī)器人的機(jī)械臂可以采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)多自由度的運(yùn)動(dòng)。串聯(lián)結(jié)構(gòu)的機(jī)械臂各個(gè)關(guān)節(jié)依次連接，具有較大的工作空間和靈活性；并聯(lián)結(jié)構(gòu)的機(jī)械臂具有較高的剛度和承載能力；混合結(jié)構(gòu)則結(jié)合了串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。所以本題選D。20.在編程中，以下哪個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型可以用于存儲(chǔ)小數(shù)？()A.整數(shù)型（int）B.字符型（char）C.浮點(diǎn)型（float）D.布爾型（bool）答案：C解析：浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)類(lèi)型（float）可以用于存儲(chǔ)小數(shù)。整數(shù)型（int）用于存儲(chǔ)整數(shù)；字符型（char）用于存儲(chǔ)單個(gè)字符；布爾型（bool）用于存儲(chǔ)邏輯值（真或假）。所以本題選C。二、填空題（每題2分，共20分）1.機(jī)器人編程中常用的三種基本邏輯結(jié)構(gòu)是順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和______。答案：循環(huán)結(jié)構(gòu)2.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是傳動(dòng)比______，工作可靠，效率高。答案：準(zhǔn)確3.傳感器的主要作用是將______轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。答案：非電物理量（或被測(cè)量信息）4.在機(jī)器人搭建中，常用的連接方式有螺絲連接、______連接等。答案：卡扣5.步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與輸入的______數(shù)量成正比。答案：脈沖6.帶傳動(dòng)根據(jù)帶的截面形狀可分為平帶傳動(dòng)、______傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)。答案：V帶7.編程中，變量在使用之前需要先______。答案：定義8.機(jī)器人的動(dòng)力源通常有電池、______等。答案：電源適配器9.一個(gè)完整的機(jī)器人系統(tǒng)通常由機(jī)械結(jié)構(gòu)、______和控制系統(tǒng)三部分組成。答案：傳感器系統(tǒng)10.在“if-else”語(yǔ)句中，“else”后面不需要再寫(xiě)______。答案：條件三、判斷題（每題2分，共20分）1.所有的機(jī)器人都需要編程才能運(yùn)行。()答案：√解析：機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)特定的功能和動(dòng)作，需要通過(guò)編程來(lái)控制其各個(gè)部件的運(yùn)行，所以所有的機(jī)器人都需要編程才能運(yùn)行。2.齒輪傳動(dòng)只能傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不能改變運(yùn)動(dòng)方向。()答案：×解析：齒輪傳動(dòng)不僅可以傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，還可以通過(guò)不同的齒輪組合（如錐齒輪）來(lái)改變運(yùn)動(dòng)方向。3.溫度傳感器只能測(cè)量環(huán)境溫度，不能測(cè)量物體的溫度。()答案：×解析：溫度傳感器既可以測(cè)量環(huán)境溫度，也可以測(cè)量物體的溫度，只要將傳感器與物體接觸或通過(guò)合適的方式感應(yīng)物體的溫度即可。4.在編程中，變量名可以使用任何字符。()答案：×解析：在編程中，變量名有一定的命名規(guī)則，通常只能使用字母、數(shù)字和下劃線(xiàn)，且不能以數(shù)字開(kāi)頭，不能使用編程語(yǔ)言的關(guān)鍵字等。5.鏈條傳動(dòng)比帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高。()答案：√解析：鏈條傳動(dòng)是通過(guò)鏈條與鏈輪的嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力，不存在帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)現(xiàn)象，所以傳動(dòng)效率相對(duì)較高。6.機(jī)器人的舵機(jī)可以實(shí)現(xiàn)360度的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。()答案：×解析：普通舵機(jī)一般不能實(shí)現(xiàn)360度的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，它通常只能在一定的角度范圍內(nèi)（如0-180度）進(jìn)行精確的角度控制。而連續(xù)旋轉(zhuǎn)舵機(jī)可以實(shí)現(xiàn)360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)，但它與普通舵機(jī)的控制方式和功能有所不同。7.程序中的“for”循環(huán)和“while”循環(huán)可以相互轉(zhuǎn)換。()答案：√解析：“for”循環(huán)和“while”循環(huán)在功能上是可以相互轉(zhuǎn)換的，它們都可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)執(zhí)行代碼的功能，只是語(yǔ)法形式和適用場(chǎng)景略有不同。8.機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其性能就一定越好。()答案：×解析：機(jī)器人的性能不僅僅取決于機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，還與控制系統(tǒng)、傳感器的精度、動(dòng)力系統(tǒng)等多個(gè)因素有關(guān)。過(guò)于復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)可能會(huì)增加成本、降低可靠性等。9.傳感器的精度越高，機(jī)器人的性能就越好。()答案：×解析：傳感器的精度是影響機(jī)器人性能的一個(gè)重要因素，但不是唯一因素。機(jī)器人的性能還受到機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、算法等多種因素的綜合影響。即使傳感器精度很高，如果其他方面存在問(wèn)題，機(jī)器人的性能也不一定好。10.在編程中，“==”和“=”的作用是相同的。()答案：×解析：在編程中，“=”是賦值運(yùn)算符，用于將右邊的值賦給左邊的變量；“==”是比較運(yùn)算符，用于比較兩個(gè)值是否相等。它們的作用是不同的。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.請(qǐng)簡(jiǎn)述齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)。(1).優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)比準(zhǔn)確，能保證恒定的傳動(dòng)比，可用于需要精確傳動(dòng)的場(chǎng)合，如機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)。工作可靠，使用壽命長(zhǎng)。齒輪的材料和制造工藝使其能夠承受較大的載荷和沖擊力，在長(zhǎng)期使用中性能穩(wěn)定。效率高，一般可達(dá)95%-98%，能量損失較小，能夠有效地傳遞動(dòng)力。結(jié)構(gòu)緊湊，在相同的傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比下，齒輪傳動(dòng)所占的空間相對(duì)較小。可以實(shí)現(xiàn)平行軸、相交軸和交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)，適用范圍廣。(2).缺點(diǎn)：制造和安裝精度要求高，需要專(zhuān)門(mén)的加工設(shè)備和工藝，制造成本較高