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南通市3年中考物理压轴题解析（解析版）

2020年中考第21题

阅读短文。回答问题。

智能防疫机器人

我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温、移动、避障等功能.

机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转化为热图象，实现对人群的体温检测。当发现超温人员。系统会自动语音报警，并在显示屏上用红色框标性人的脸部。

机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度。控制驱动电机运转。圈甲为控制电机运转的原理电路，U为输入电压。RB为磁敏电阻。阻值随外加磁场强弱的变化而改变。

机器人为有效避障。在移动过程中会发射、按收超声波(或激光)来征测障碍物信息。当感如到障碍物时。机器人依靠减速器进行减速。井重新规划行驶路线。

下表为机器人的部分参数。“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能，“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。

电池的质量

10kg

减速器的减速比

30：1

电池比能量

140W?h/kg

驱动电机的输入总功率

400W

移动速度

0.1m/s-1m/s

驱动电机将电能转化为机械能的效率

60%

（1）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时。利用___(选填“超声波或“激先”)才能较好感知到障得物。以移动机器人为障碍物。障碍物是______的。

（2）下列关于机器人的说法中。错误的是______

A.菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜

B.菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的电磁波

C．图甲中电磁铁的上端为N极

D.机器人发现体温380C的人会语音报警并识别

（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线站动7min，此过程中机器人受到的阻力为_____N.酒耗的电能占电池所能输出总电能的_____%

（4）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙。当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在一定值附近微小变化。从而使控制电路中的电机稳定转动。则磁敏电阻的正常工作区对应图中___(选填“ab”或“bc)段.已知无磁场时RB阻值为200Ω，R1的阻值为400Ω.线圈电阻忽略不计。当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32w.则R1两端的电压是______v.

（5）图丙是机器人测速系统的部分装置简化图。磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧。当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0.某次当驱动电机的齿轮匀速转动时。电缆输出如图丁所示的周期性变化的电流。则1s内对准传感器的齿间隙共有__个，若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为_______r/min。

【答案】21.（1）超声波运动（2）A（3）2403.3（4）ab16（5）10010

【解析】

(1)机器人在遇到玻璃等透明障碍物时，者利用激光，则激光透过碌碍物,使机器人不能感知障碍物.故只能利用超声波，靠透明障碍物反射的超声波，来感知障碍物:

以移动的机器人为参照物.障碍物的位置是变化的.故障碍物是运动的.

(2)由题意，菲涅尔透镜将不可见光红外线聚集，说明菲涅尔透镜的作用相当于凸透镜.故A错误.红外线是人体辐射出来的.红外线属于电磁波,故B正确.由图甲，电磁铁线圈中的电流从下端流人，由安培定则得出，电磁铁的上端是N极,故C正确.由题意，机器人发现体温38°C的人会语音报警并识别,故D正确.

(3)由题意,机器人移动的距离s=vt=1m/sX7X60s=420m,

消耗的电能W电=P电t=400WX7X60s=1.68X105J;

机器人移动消耗的机械能W机=ηW电=60%X1.68X105J=1.008X105J,

机器人受到的阻力与机器人的牵引力是一对平衡力,W机=Fs,

则受到的阻力f=F=W

电池所能输出总电能W总=140W?h/kgX10kg=1400w?h=140WX360s=5.04X106J.

则消耗的电能占电池所能输出总电能的比值η=W

（4）由题意,欲使U1变化不大，电路中的电流变化范围较小，由图乙可知，在磁场较弱的一个范围内（ab范围)，磁敏电阻阻值变化不大，都约等于无磁场时的阻值，故磁敏电阻的正常工作区应是ab段.当U=24V时，电路的电流较小，电磁铁磁性较弱，故此时可以认为

RB阻值不变，即RB=200Ω.则电路中的电流I=PRB=0.32W200Ω=0.04A,R1两端的电压U1

(5)由图丁，可知周期为10-2s,则1s内的周期数:1s10

由图丙，齿轮有20个齿，所以齿轮1s转5转,即Sr/s，合300r/min.

减速器的减速比为30：1，则经减速器减速后的齿轮转速为10r/min.

2019年中考第21题．（