Question

【題目】小明每天關注著疫情的發展，在我國漸漸接近尾聲時，在國外突然傳來噩耗，在一些發達國家的疫情開始大爆發，小明就想，雖然還是發展中國家，但人民的團結奮戰，很快抑制住了病毒的蔓延，而且我們國家用最少的損失、最短的時間來完成這項艱巨的任務，而人們經常說的擁有高素質人民發達國家，怎么也會讓病毒如果囂張地蔓延呢？小明越來越覺得祖國的強大，于是他又接著想看看我們的國家現在到底有多厲害，他從bilibili上 看到了智能機器人，對它產生了興趣，就去問物理老師，物理老師給了他如下關于智能機器人的信息：

某款機器人	鋰電池	電壓	24 V
		容量	10 A·h
	電動機	額定電壓	24 V
		額定功率	120 W

智能機器人有相當發達的“大腦”，具備形形色色的內部信息傳感器和外部信息傳感器，如視覺、聽覺、 觸覺、嗅覺。此外，它還有效應器，通過電動機使手、腳、鼻子、觸角等動起來。智能機器人能用人類語言同操作者對話，能調整自己的動作以達到操作者所提出的全部要求。機器人往 往使用熔點為200 ℃的玻璃鋼作外殼，有著其他材質不可替代的優點。智能機器人的電源主要有鈉硫電池、鎳 鎘電池、鋰電池等。

隨著智能機器人技術的不斷發展和成熟，它將走進千家萬戶，服務人們的生活。

(1)鋰電池充電時的能量轉化形式為：電能轉化為_____能；

(2)關于智能機器人，下列說法中是正確的是_____；

A．智能機器人的效應器通過電動機使手、腳等動起來時，是將機械能轉化為電能

B．溫度為200℃的玻璃鋼一定是液態

C．智能機器人通過嗅覺能聞到外界的各種氣味，說明分子在做無規則的運動

D．智能機器人能與人語音對話，說明了電磁波能傳遞能量

(3)某智能機器人站著發射超聲波，經過0.02s后收到障礙物的回波，則“小駿”與障礙物間的距離約為_____m。該智能機器人靠底座輪子驅動，其驅動電動機的具體參數如表所示，若該智能機器人的驅動電動機線圈電阻為0.2Ω，則電動機正常工作下的發熱功率為_____W；（設超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s）

(4)若當剩余電量減為電池容量的10%時，該智能機器人會主動尋找充電器充電，則充滿電后至下一次自動充電前，該智能機器人能夠連續正常工作的最長時間為_____h。為確保該智能機器人能順利返回充電，假設需要充電時離充電器最遠路程不能超過600m，則該智能機器人返回過程中受到的水平阻力為_____N。（剩余電池容量的40%用于提供克服阻力做功）。

Answer 1

【答案】化學 C 3.4 5 1.8 57.6

【解析】

(1)[1]鋰電池充電時，消耗電能，產生化學能，將電能轉化為化學能。

(2)[2] A．智能機器人的效應器通過電動機使手、腳等動起來時，是將電能轉化為機械能，A錯誤；

B．熔點為200℃的玻璃鋼可能為液態，也可能為固態，也可能為固液共存，故B錯誤；

C．智能機器人通過嗅覺能聞到外界的各種氣味，說明分子在做無規則的運動，故C正確；

D．智能機器人能與人語音對話，說明了電磁波能傳遞信息，故D錯誤；

故選A。

(3)[3]“小駿”與障礙物間的距離約為

s=vt= 340m/s×=3.4m

[4]電動機正常工作下的電流為

I==5A

電動機正常工作下的發熱功率為

P=I2R=(5A)2×0.2Ω=5W

(4)[5]機器人正常工作時的電流是5A，充滿電后的電池容量

Q1=10Ah

下一次自動充電前的電池容量

Q2=ηQ1=10%×10Ah=1Ah

消耗的電池容量

Q=Q1-Q2=10Ah-1Ah=9Ah

連續正常工作的最長時間

t==1.8h

[6]電池充滿電后儲存的電能為

W=UIt=24V×10A×3600s=8.64×105J

由題意可得，“小駿”返回過程中克服摩擦力做的功為

W返=40%W剩=40%×10%×W=40%×10%×8.64×105J=34560J

因為

W=Fs=fs

為確保能順利返回充電，假設需要充電時離充電器最遠路程不能超過600m，返回過程中受到的水平阻力為

f==57.6N