2024年12月全國(guó)青少年機(jī)器人等級(jí)考試三級(jí)(真題及答案)一、選擇題（每題2分，共40分）1.以下哪種機(jī)構(gòu)常用于將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)？()A.齒輪機(jī)構(gòu)B.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)C.絲桿螺母機(jī)構(gòu)D.棘輪機(jī)構(gòu)答案：C解析：絲桿螺母機(jī)構(gòu)可以將絲桿的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母的直線運(yùn)動(dòng)。齒輪機(jī)構(gòu)主要用于傳遞動(dòng)力和改變轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等；曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是將圓周運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)相互轉(zhuǎn)換；棘輪機(jī)構(gòu)主要用于實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。所以答案選C。2.若要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂的多自由度運(yùn)動(dòng)，通常會(huì)采用以下哪種機(jī)構(gòu)組合？()A.齒輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)B.凸輪機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)C.絲桿螺母機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)D.以上都不對(duì)答案：A解析：齒輪機(jī)構(gòu)可以改變運(yùn)動(dòng)的方向和速度，連桿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，兩者組合可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂的多自由度運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)主要用于實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，棘輪機(jī)構(gòu)用于間歇運(yùn)動(dòng)，槽輪機(jī)構(gòu)也用于間歇運(yùn)動(dòng)，它們組合不太適合實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手臂多自由度運(yùn)動(dòng)。所以答案選A。3.在機(jī)器人搭建中，用于固定零件且可以靈活調(diào)整角度的連接件是()A.螺絲釘B.銷釘C.螺母D.軸套答案：B解析：銷釘可以將不同的零件連接在一起，并且可以在一定范圍內(nèi)靈活調(diào)整角度。螺絲釘主要用于緊固零件；螺母通常與螺栓配合使用來固定；軸套主要用于保護(hù)軸和減少摩擦。所以答案選B。4.以下關(guān)于傳感器的說法，錯(cuò)誤的是()A.紅外傳感器可以檢測(cè)物體的距離B.超聲波傳感器只能檢測(cè)前方物體C.光線傳感器可以感知環(huán)境光線強(qiáng)度D.溫度傳感器可以測(cè)量環(huán)境溫度答案：B解析：超聲波傳感器可以通過調(diào)整安裝方向來檢測(cè)不同方向的物體，并非只能檢測(cè)前方物體。紅外傳感器可以利用反射原理檢測(cè)物體距離；光線傳感器能感知環(huán)境光線強(qiáng)度；溫度傳感器可測(cè)量環(huán)境溫度。所以答案選B。5.當(dāng)機(jī)器人需要在黑暗環(huán)境中檢測(cè)障礙物時(shí)，優(yōu)先選擇的傳感器是()A.光線傳感器B.紅外傳感器C.超聲波傳感器D.溫度傳感器答案：C解析：超聲波傳感器的工作原理是發(fā)射超聲波并接收反射波來檢測(cè)障礙物，不受光線影響，適合在黑暗環(huán)境中使用。光線傳感器主要用于檢測(cè)光線強(qiáng)度，在黑暗環(huán)境中無法有效檢測(cè)障礙物；紅外傳感器在黑暗環(huán)境中可能會(huì)受到干擾；溫度傳感器主要用于測(cè)量溫度，不能檢測(cè)障礙物。所以答案選C。6.若要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動(dòng)避障功能，需要用到的傳感器是()A.一個(gè)傳感器即可B.至少兩個(gè)傳感器C.三個(gè)傳感器D.越多越好答案：B解析：至少需要兩個(gè)傳感器才能更好地判斷障礙物的位置和方向，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能。一個(gè)傳感器只能檢測(cè)到前方是否有障礙物，無法準(zhǔn)確判斷障礙物的具體位置；三個(gè)或更多傳感器可以更精確地檢測(cè)，但至少兩個(gè)是必要的。所以答案選B。7.以下哪種編程結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人根據(jù)不同的條件執(zhí)行不同的動(dòng)作？()A.順序結(jié)構(gòu)B.選擇結(jié)構(gòu)C.循環(huán)結(jié)構(gòu)D.以上都不對(duì)答案：B解析：選擇結(jié)構(gòu)（如if-else語句）可以根據(jù)條件的真假來決定執(zhí)行不同的代碼塊，從而使機(jī)器人根據(jù)不同的條件執(zhí)行不同的動(dòng)作。順序結(jié)構(gòu)是按照代碼的先后順序依次執(zhí)行；循環(huán)結(jié)構(gòu)是重復(fù)執(zhí)行一段代碼。所以答案選B。8.在編程中，用于重復(fù)執(zhí)行某段代碼的結(jié)構(gòu)是()A.順序結(jié)構(gòu)B.選擇結(jié)構(gòu)C.循環(huán)結(jié)構(gòu)D.跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)答案：C解析：循環(huán)結(jié)構(gòu)（如for循環(huán)、while循環(huán)）的作用就是重復(fù)執(zhí)行某段代碼。順序結(jié)構(gòu)按順序執(zhí)行代碼；選擇結(jié)構(gòu)根據(jù)條件執(zhí)行不同代碼；跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)用于改變程序的執(zhí)行流程。所以答案選C。9.機(jī)器人編程中，變量的作用是()A.存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.執(zhí)行命令C.顯示信息D.以上都不對(duì)答案：A解析：變量是用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，在程序運(yùn)行過程中可以對(duì)其進(jìn)行賦值、讀取等操作。執(zhí)行命令是通過代碼語句來實(shí)現(xiàn)；顯示信息通常使用輸出語句。所以答案選A。10.以下關(guān)于齒輪傳動(dòng)的說法，正確的是()A.齒輪傳動(dòng)的效率較低B.齒輪傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速C.齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比穩(wěn)定D.齒輪傳動(dòng)只能在平行軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)答案：C解析：齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比等于主動(dòng)輪齒數(shù)與從動(dòng)輪齒數(shù)之比，只要齒輪的齒數(shù)確定，傳動(dòng)比就穩(wěn)定。齒輪傳動(dòng)效率較高；齒輪傳動(dòng)一般是有級(jí)變速，不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速；齒輪傳動(dòng)除了可以在平行軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)，還可以在相交軸、交錯(cuò)軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)。所以答案選C。11.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主動(dòng)件時(shí)，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是()A.搖桿做勻速擺動(dòng)B.搖桿做變速擺動(dòng)C.搖桿做圓周運(yùn)動(dòng)D.以上都不對(duì)答案：B解析：在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主動(dòng)件做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，搖桿做變速擺動(dòng)。因?yàn)榍趫A周運(yùn)動(dòng)過程中，搖桿的擺動(dòng)速度會(huì)隨著曲柄的位置變化而變化。所以答案選B。12.以下哪種機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)？()A.齒輪機(jī)構(gòu)B.連桿機(jī)構(gòu)C.棘輪機(jī)構(gòu)D.絲桿螺母機(jī)構(gòu)答案：C解析：棘輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，它通過棘爪和棘輪的配合，使棘輪做單向的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪機(jī)構(gòu)主要用于傳遞動(dòng)力和改變運(yùn)動(dòng)參數(shù)；連桿機(jī)構(gòu)主要用于實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)軌跡的轉(zhuǎn)換；絲桿螺母機(jī)構(gòu)用于將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。所以答案選C。13.在機(jī)器人搭建中，軸的主要作用是()A.傳遞動(dòng)力B.固定零件C.支撐結(jié)構(gòu)D.以上都是答案：D解析：軸在機(jī)器人搭建中可以傳遞動(dòng)力，比如通過軸將電機(jī)的動(dòng)力傳遞給其他部件；可以用于固定零件，將一些零件安裝在軸上；也可以作為支撐結(jié)構(gòu)，支撐整個(gè)機(jī)器人的部分結(jié)構(gòu)。所以答案選D。14.若要使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度加快，可以采取的措施是()A.增大電機(jī)的電壓B.減小電機(jī)的電壓C.增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比D.以上都不對(duì)答案：A解析：增大電機(jī)的電壓可以使電機(jī)的轉(zhuǎn)速加快，從而使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度加快。減小電機(jī)的電壓會(huì)使電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢；增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比可能會(huì)使輸出速度降低。所以答案選A。15.以下關(guān)于傳感器靈敏度的說法，正確的是()A.靈敏度越高越好B.靈敏度越低越好C.靈敏度應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景來確定D.以上都不對(duì)答案：C解析：傳感器的靈敏度應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景來確定。在一些需要精確檢測(cè)微小變化的場(chǎng)景中，高靈敏度的傳感器可能更合適；但在一些對(duì)微小變化不敏感的場(chǎng)景中，過高的靈敏度可能會(huì)導(dǎo)致誤檢測(cè)，此時(shí)較低靈敏度的傳感器可能更合適。所以答案選C。16.機(jī)器人編程中，子程序的作用是()A.提高代碼的復(fù)用性B.使程序結(jié)構(gòu)更復(fù)雜C.降低程序的執(zhí)行效率D.以上都不對(duì)答案：A解析：子程序可以將一段常用的代碼封裝起來，在需要的時(shí)候可以多次調(diào)用，提高了代碼的復(fù)用性。子程序可以使程序結(jié)構(gòu)更加清晰，而不是更復(fù)雜；合理使用子程序一般不會(huì)降低程序的執(zhí)行效率。所以答案選A。17.在齒輪傳動(dòng)中，兩個(gè)相互嚙合的齒輪，其轉(zhuǎn)速與齒數(shù)的關(guān)系是()A.轉(zhuǎn)速與齒數(shù)成正比B.轉(zhuǎn)速與齒數(shù)成反比C.轉(zhuǎn)速與齒數(shù)無關(guān)D.以上都不對(duì)答案：B解析：在齒輪傳動(dòng)中，兩個(gè)相互嚙合的齒輪，其轉(zhuǎn)速與齒數(shù)成反比。即主動(dòng)輪齒數(shù)越多，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速越慢；主動(dòng)輪齒數(shù)越少，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速越快。所以答案選B。18.以下哪種機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的換向？()A.齒輪機(jī)構(gòu)B.連桿機(jī)構(gòu)C.絲桿螺母機(jī)構(gòu)D.以上都可以答案：A解析：齒輪機(jī)構(gòu)可以通過不同的齒輪組合實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的換向，比如使用惰輪等。連桿機(jī)構(gòu)主要用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的轉(zhuǎn)換；絲桿螺母機(jī)構(gòu)主要用于將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，一般不能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的換向。所以答案選A。19.當(dāng)機(jī)器人需要精確控制運(yùn)動(dòng)的角度時(shí)，通常會(huì)使用()A.電位器B.編碼器C.超聲波傳感器D.紅外傳感器答案：B解析：編碼器可以精確地測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)角度的精確控制。電位器主要用于調(diào)節(jié)電壓等；超聲波傳感器用于檢測(cè)距離；紅外傳感器也主要用于檢測(cè)距離或物體。所以答案選B。20.在機(jī)器人編程中，邏輯運(yùn)算符“&&”表示()A.邏輯或B.邏輯與C.邏輯非D.以上都不對(duì)答案：B解析：在機(jī)器人編程中，邏輯運(yùn)算符“&&”表示邏輯與，只有當(dāng)兩邊的條件都為真時(shí)，整個(gè)表達(dá)式才為真。邏輯或用“||”表示；邏輯非用“!”表示。所以答案選B。二、填空題（每題3分，共30分）1.常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)、__________和帶傳動(dòng)等。___答案：絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)2.傳感器是一種能將__________轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。___答案：非電物理量3.機(jī)器人編程中，循環(huán)結(jié)構(gòu)通常分為for循環(huán)、while循環(huán)和__________循環(huán)。___答案：do-while4.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件，曲柄為從動(dòng)件時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)__________位置。___答案：死點(diǎn)5.齒輪傳動(dòng)中，兩個(gè)相互嚙合的齒輪，其模數(shù)必須__________。___答案：相等6.若要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的語音交互功能，需要用到__________傳感器和語音合成模塊。___答案：麥克風(fēng)7.在機(jī)器人搭建中，用于連接軸和齒輪的零件是__________。___答案：鍵8.編程中，變量的命名應(yīng)遵循一定的規(guī)則，通常要具有__________。___答案：可讀性9.絲桿螺母機(jī)構(gòu)中，絲桿的導(dǎo)程越大，螺母的直線運(yùn)動(dòng)速度越__________。___答案：快10.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制通常包括位置控制、速度控制和__________控制。___答案：加速度三、判斷題（每題2分，共20分）1.所有的傳感器都可以直接與機(jī)器人的主控板連接。()答案：×解析：有些傳感器需要經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路等處理后才能與機(jī)器人的主控板連接，并非所有傳感器都可以直接連接。2.齒輪傳動(dòng)中，只要兩個(gè)齒輪的齒數(shù)不同，就可以實(shí)現(xiàn)變速。()答案：√解析：兩個(gè)齒數(shù)不同的齒輪相互嚙合時(shí)，由于轉(zhuǎn)速與齒數(shù)成反比，所以可以實(shí)現(xiàn)變速。3.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)一定能將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)。()答案：×解析：當(dāng)曲柄為主動(dòng)件時(shí)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)可以將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)；但當(dāng)搖桿為主動(dòng)件時(shí)，情況則不同。4.傳感器的精度和靈敏度是同一個(gè)概念。()答案：×解析：精度是指測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值的接近程度，靈敏度是指?jìng)鞲衅鲗?duì)被測(cè)量變化的響應(yīng)能力，二者不是同一個(gè)概念。5.在機(jī)器人編程中，變量一旦定義，其值就不能再改變。()答案：×解析：在編程中，變量可以通過賦值語句改變其值。6.鏈條傳動(dòng)可以在兩軸中心距較遠(yuǎn)的情況下傳遞動(dòng)力。()答案：√解析：鏈條傳動(dòng)的特點(diǎn)之一就是可以在兩軸中心距較遠(yuǎn)的情況下傳遞動(dòng)力。7.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡只能是直線和圓周。()答案：×解析：通過不同的機(jī)構(gòu)組合和編程控制，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，不只是直線和圓周。8.編程中的選擇結(jié)構(gòu)只能有兩個(gè)分支。()答案：×解析：選擇結(jié)構(gòu)可以有多個(gè)分支，如使用elseif語句可以實(shí)現(xiàn)多分支選擇。9.軸套的作用只是為了保護(hù)軸。()答案：×解析：軸套除了保護(hù)軸外，還可以減少軸與其他零件之間的摩擦，起到潤(rùn)滑和定位等作用。10.超聲波傳感器在測(cè)量距離時(shí)，測(cè)量范圍是無限的。()答案：×解析：超聲波傳感器的測(cè)量范圍是有限的，受到其發(fā)射功率、環(huán)境等因素的影響。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共10分）1.請(qǐng)簡(jiǎn)要說明機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障功能的基本原理和主要步驟。(1).基本原理：機(jī)器人通過傳感器（如超聲波傳感器、紅外傳感器等）檢測(cè)周圍環(huán)境中障礙物的信息，將檢測(cè)到的非電物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并傳輸給主控板。主控板根據(jù)預(yù)設(shè)的程序?qū)@些信號(hào)進(jìn)行處理和分析，判斷障礙物的位置、距離等信息。然后，主控板根據(jù)判斷結(jié)果向執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電機(jī)）發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向和速度，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障。(2).主要步驟：(1).傳感器檢測(cè)：機(jī)器人啟動(dòng)后