热点5 走进人类生活的智能机器人-2025年中考物理【热点·重点·难点】专练（江苏专用）

热点05 走进人类生活的智能机器人 智能机器人是集人工智能、机械工程、传感技术与多模态交互于一体的新一代智能化设备，其发展标志着人类正式迈入“具身智能”时代。自20世纪60年代工业机器人诞生以来，这一领域经历了从单一功能机械臂到具备自主决策能力的通用型智能体的跨越式发展。2025年，随着全球AI大模型技术的突破与产业链成熟，智能机器人已深度融入工业、医疗、家庭服务等场景，成为推动社会生产力变革的核心力量。 具身智能技术使机器人无需精确校准即可适应动态环境，显著提升家庭场景中的适应性。智能机器人在工业领域、医疗领域、家庭服务等方面发展迅猛，智能机器人的仿生多指机械手可完成捏鸡蛋、穿针等精细动作，力控精度达0.1牛·米。通过5G技术支持下，医疗机器人可远程实施手术，工程师可通过VR远程调试工业机器人。全球智能机器人市场规模预计2025年超700亿美元，中国关联产业规模将达千亿元，成为经济增长新引擎。 2025-2030年或为人形机器人量产元年，通用型机器人将逐步替代单一功能设备，实现“一机多能”。2025年，智能机器人不仅是工具，更是人类生活的“共栖伙伴”。从工厂流水线到家庭客厅，从手术台到灾害救援现场，它们以超越人类的精准度与耐力，重塑生产与生活方式。 声波与电磁波 1．（2025•青羊区校级一模）人工智能是新一轮产业变革的核心驱动力。如图是智能机器人和人的互动，下列说法正确的是（　　） A．机器人是高科技产品，它发出的声音不是由物体振动产生的 B．智能机器人与互联网之间通过电磁波来传递信息 C．机器人的声音悦耳动听，所以它发出的声音永远不是噪声 D．机器人的表情的变换说明电磁波可以传递能量 2．（2024秋•拜城县月考）某银行近日迎来了一位特殊的新员工——一台智能机器人，如图所示。这位爱卖萌的“小美女”能用语音与储户进行亲切的交流，并指导储户办理相关业务。人们能根据机器人“说”的话办理相关业务，是因为（　　） A．机器人声音能传递信息 B．机器人的声音不能传递信息 C．机器人的声音能传递能量 D．机器人的声音不能传递能量 3．（2024秋•武昌区期末）2024年5月25日，全国科技活动周正式启动，如图所示，同学们与智能机器人交流互动时，关于机器人的声音，下列说法正确的是（　　） A．不是由物体振动产生的 B．在空气中传播的速度大约为3×108m/s C．频率范围是20～20000Hz D．人听到的响度大小与距离机器人远近无关 力与运动 4．（2024春•岷县期中）在人工智能飞速发展的今天，智能机器人已被广泛使用。如图所示，这是一款送货机器人在水平地面匀速行驶的情景，与机器人所受的重力是一对平衡力的是（　　） A．地面对机器人的支持力 B．机器人受到的牵引力 C．地面对机器人的摩擦力 D．机器人对地面的压力 5．（2025•白银模拟）在2025年春晚舞台上，传统秧歌与智能机器人巧妙融合，呈现出一场精彩绝伦的表演，科技的力量在此刻得到了淋漓尽致的展现。图中展示的是机器人表演转手绢的生动场景。关于机器人表演中蕴含的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．手绢被抛出后，依旧会向上运动，是由于手绢具有惯性 B．手绢上升到最高点时，不受力的作用 C．手绢在空中下降时，运动状态不改变 D．手绢在空中下降时，动能转化为重力势能 6．（2023秋•鼓楼区校级期中）在某次青少年机器人展示活动中，甲、乙、丙三个智能机器人在周长为20米的圆形轨道上进行速度测试活动，它们同时从同一位置出发甲率先跑完5圈此时乙正好落后甲半圈，当乙也跑完5圈时，丙恰好也落后乙半圈，v甲：v乙＝　 　 。假设甲、乙、丙沿圆周轨道运动时速度大小均保持不变，按照大赛的要求3个机器人都要跑完50圈，那么当甲完成任务丙还要跑 　 m。 7．（2022春•涟水县期末）如图所示的智能机器人，其空载时质量为50kg，一次最多可以配送60kg物品，则空载时，机器人受到的重力是 　 　 N，满载行驶与空载相比机器人受到的摩擦力 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）（g取10N/kg）。 功和能 8．（2022春•沙坪坝区校级期末）今天，智能时代日新月异。如图所示，一款智能送餐机器人和货物的总重为4600N。轮子与地面总的接触面积为100cm2。则送餐机器人对地面的压强是 　 　 Pa；如果机器人在水平路面上以1.5m/s的速度沿直线匀速运动15m，机器人的重力做功 　 　 J。 电与磁 9．（2025•济宁一模）人工智能（AI）的核心部件离不开半导体材料。关于半导体材料，说法正确的是（　　） A．在任何情况下都能导电 B．电阻值不随温度变化而变化 C．可以制作具有单向导电性的二极管，在智能机器人电路中控制电流方向 D．导电性能介于导体和绝缘体之间，在智能机器人的电路中作为绝缘体来防止漏电 10．（2021•雨花台区三模）在新冠肺炎防疫战中，为了减小交叉感染，武汉的医院采用智能机器人运送器物。机器人通过电动机驱动，如图中能够说明电动机工作原理的实验装置是（　　） A． B． C． D． 综合应用题 11．（2024•南海区校级模拟）如图所示为快递界的智能分拣机器人——小黄人，它工作时能通过看地面上粘贴的二维码给自己定位和认路。当派件员将快件放在托盘上，小黄人会在一秒内迅速扫码识别信息，读取出其位置译码和目的地信息，每个地址对应不同的下落口，每个下落口对应一个地级市。小黄人依照后台计算生成的结果，规划好机器人要走的路线，实现对包裹路径信息的追踪记录，真正实现了扫码、称重、分拣功能三合一。据悉，1个机器人，可实现1小时内分拣50个快件的作业总量。 （1）小黄人工作时看地面上粘贴的二维码的摄像头相当于 　 　 （选填凸透镜或凹透镜），某次匀速转弯过程中小黄人处于 　 　 （选填“平衡”或“非平衡”）状态； （2）小黄人将快件运到对应的下落口时，就推开托盘，将快件扔进下落口（如图2）。如果将扔快件的托盘抽象为如图4的示意图，小黄人对托盘的推力F始终垂直托盘向上（O为支点），在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上（快件和托盘的质量分布是均匀的）。请根据所学知识分析判断，小黄人在扔快件的过程中所用推力F 　 　 （选填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）如表所示是小黄人铭牌上的部分参数。电池容量4000mAh是指当工作电流为4000mA时，能持续供电1小时。若充满电后，所有电能用于正常工作，则可供机器人持续正常工作 　 　 小时； 项目 指标参数 工作电压 15V 功率 30W 电池容量 4000mAh （4）如图3所示，小黄人设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。则充电过程中，电池相当于 　 　 （选填“电源”或“用电器”），若返回过程中受到的阻力为36N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时，机器人离充电座不能超过 　 　 米？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功） 科普阅读题 12．（2025•如东县校级模拟）阅读短文，回答问题： 智能图书管理员 在某学校图书馆里，智能机器人“小爱”（如图甲）已经辅助图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。机器人“小爱”为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。若当剩余电量减为电池容量的10%时，智能机器人“小爱”会主动寻找充电器充电。下表为该智能机器人图书馆员“小爱”的部分参数： 参数名称 自身质量m/kg 最大负重G/N 提升重物最大高度h/m 脚与地面的总接触面积S/cm2 电源电压U/V 电池容量Q/Ah 数据 50 300 0.6 400 30 20 （1）小明同学向“小爱”咨询图书所在的位置，小明发出声音是由声带 　 　 而产生的，小明让“小爱”提供无线上网服务，它与互联网之间通过 　 　 来传递信息。 （2）关于智能机器人“小爱”，下列说法错误的是 　 　 。 A.脚的下表面有粗糙的花纹，主要是为了增加摩擦 B.托着图书水平匀速直线运动时，机器人对书本没有做功 C.在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用超声波感知障碍物 D.为减轻自重、提升耐用性，最好选择密度和硬度都较大的材料制作 （3）“小爱”把图书匀速托到书架上，一次最多能对图书做功 　 　 J，此时机器人对水平地面的压强为 　 　 Pa。 （4）为确保智能机器人“小爱”能顺利返回充电，离充电器最远路程不能超过180m，若剩余电池容量的30%用于提供克服阻力做功，则该智能机器人返回过程中受到的水平阻力为 　 　 N。 （5）如图乙所示为“小爱”承受图书重力的过载保护电路原理图，图中电源电压为4.5V，RF为压敏电阻，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，放弃执行搬书指令，以免“小爱”受损伤。 ①要求：当“小爱”的负重达到或超过最大值时，系统报警，按照下列步骤调试电路： a.电路接通前，应先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电阻箱调到 　 　 Ω； b.将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器报警； c.保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用。 ②用已调好的报警电路进行测试，若负重为200N，此时该电路中的电流是 　 　 mA。 ③为减轻其最大负重，应将滑动变阻器的阻值适当移向 　 　 （选填“a”或“b”）。 1．（2022•沙坪坝区校级开学）2020年2月自新冠肺炎疫情暴发后，某物流公司自主研发的智能配送机器人投入使用，如图所示，进一步实现无接触配送。下列关于智能机器人的描述正确的是（　　） A．载有物资的机器人受到的自身重力和水平地面对机器人的支持力不是一对平衡力 B．载有物资的机器人对水平地面的压力和水平地面对机器人的支持力是一对平衡力 C．机器人不能瞬间制动，是因为受到了惯性的作用 D．机器人的轮子上刻有粗糙的花纹，是为了减小摩擦 2．（2025春•老城区校级月考）如图所示，重力为500N的智能送餐机器人在餐厅的水平地面上做匀速直线运动，牵引力恒定且F牵＝60N，此时机器人所受力的合力为 　 　 ；若某时刻机器人识别到前方有障碍物，急忙撤去牵引力并用20N的力进行制动，此过程中机器人所受力的合力大小为 　 　 N，合力方向与机器人运动方向 　 　 （选填“相同”或“相反”）。 3．（2024秋•连平县期末）小红在学习物理知识的过程中记录了一些情景和收集了如图所示的几个图像。 （1）随着人工智能的发展，智能机器人（如图甲所示）送餐成为时尚。智能机器人可以灵活地避开障碍物是通过体内的雷达发射 　 　 （选填“超声波”或“次声波”），然后接收障碍物的反射波，确定障碍物的位置。客人可以通过语言来操控机器人，说明声可以传递 　 　 （选填“信息”或“能量”）； （2）智能机器人在某次送餐工作中速度随时间变化的图像如图乙所示，智能机器人在0～6s内的速度为 　 　 m/s，行走的路程是 　 　 m； （3）图丙反映了晶体 　 　 过程中温度随时间的变化； （4）根据图丁可以得出物体的密度为 　 　 kg/m3。 4．（2021•茂名模拟）阅读短文，回答问题。 5G智能机器人 中国移动将5G智能机器人如图甲所示，运用到校园环境监测中，进行红外智能测温以及校园消毒。智能机器人配备了5台高清摄像头和红外热成像测温仪，能够在5m范围内同时扫描多达10人的体温，如果检测到体温异常或者未戴口罩，机器人会向相关人员自动发送警报。机器人当剩余电量减为电池容量的20%时，会主动寻找充电器充电。下表一为某智能机器人的部分参数。 额定工作电压 18V 额定行进功率 200W 电池容量 30Ah 额定喷洒功率 100W 水箱容积 25L 行进速度 0.3～0.6m/s 额定雾化量 15L/h 净重 102kg 机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪，工作时，雾化片产生每秒170万次的高频率振动，将消毒液雾化成大量1μm～5μm的超微粒子，再吹散到空气中进行消杀病毒。其中额定雾化量是指雾化器正常工作1h雾化液体的体积。 （1）机器人在水平路上一边向前匀速直线运动一边喷洒雾状消毒液时，机器人的动能　 　 　 ，机械能　 　 　 （以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （2）下列说法正确的是　 　 　 。 A．机器人巡逻进行广播宣传，说明声音的传播不需要介质 B．红外测温仪工作时发出红外线射向人体再反射回测温仪内进行测温 C．摄像系统智能识别行人是否戴口罩时，成倒立缩小的实像 D．通过遥控器发出超声波来远程控制机器人的前进和后退 （3）若机器人的履带与地面的接触面面积是300cm2，在装满密度为0.9×103kg/m3的消毒液时，以额定雾化量工作时，喷完一箱消毒液最多需要　 　 　 min。 （4）该机器人仅执行消杀任务，以正常工作状态行进，充满电后最多可连续工作　 　 　 min。假设返回充电过程中受到的阻力为360N，剩余电池容量支持正常工作所能做的电功的20%用于克服阻力做功，机器人为确保能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为　 　 　 m。 （5）小明设计了如图乙的模拟智能测温报警电路：电源电压调为18V，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，电阻箱最大阻值为999Ω，热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图丙所示。 ①要求：当所测温度达到或超过37℃时，系统报警，按照下列步骤调试电路： a．电路接通前，应先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电阻箱调到　 　 　 Ω； b．将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至　 　 　 ； c．保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向另一端闭合，报警系统即可正常使用。 ②用①中已调试好的报警电路进行测温，测得某学生的体温为36.5℃，此时该电路中的电流是　 　 　 mA（保留一位小数）。 9 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点05 走进人类生活的智能机器人 智能机器人是集人工智能、机械工程、传感技术与多模态交互于一体的新一代智能化设备，其发展标志着人类正式迈入“具身智能”时代。自20世纪60年代工业机器人诞生以来，这一领域经历了从单一功能机械臂到具备自主决策能力的通用型智能体的跨越式发展。2025年，随着全球AI大模型技术的突破与产业链成熟，智能机器人已深度融入工业、医疗、家庭服务等场景，成为推动社会生产力变革的核心力量。 具身智能技术使机器人无需精确校准即可适应动态环境，显著提升家庭场景中的适应性。智能机器人在工业领域、医疗领域、家庭服务等方面发展迅猛，智能机器人的仿生多指机械手可完成捏鸡蛋、穿针等精细动作，力控精度达0.1牛·米。通过5G技术支持下，医疗机器人可远程实施手术，工程师可通过VR远程调试工业机器人。全球智能机器人市场规模预计2025年超700亿美元，中国关联产业规模将达千亿元，成为经济增长新引擎。 2025-2030年或为人形机器人量产元年，通用型机器人将逐步替代单一功能设备，实现“一机多能”。2025年，智能机器人不仅是工具，更是人类生活的“共栖伙伴”。从工厂流水线到家庭客厅，从手术台到灾害救援现场，它们以超越人类的精准度与耐力，重塑生产与生活方式。 声波与电磁波 1．（2025•青羊区校级一模）人工智能是新一轮产业变革的核心驱动力。如图是智能机器人和人的互动，下列说法正确的是（　　） A．机器人是高科技产品，它发出的声音不是由物体振动产生的 B．智能机器人与互联网之间通过电磁波来传递信息 C．机器人的声音悦耳动听，所以它发出的声音永远不是噪声 D．机器人的表情的变换说明电磁波可以传递能量 【答案】B 【解析】解：A.机器人是高科技产品，它发出的声音也是由物体振动产生的，故A错误； B.智能机器人与互联网之间通过电磁波来传递信息，故B正确； C.机器人的声音悦耳动听，所以它发出的声音也可能是噪声，如影响人们的工作和休息，故C错误； D.机器人的表情的变换说明电磁波可以传递信息，故D错误； 故选：B。 2．（2024秋•拜城县月考）某银行近日迎来了一位特殊的新员工——一台智能机器人，如图所示。这位爱卖萌的“小美女”能用语音与储户进行亲切的交流，并指导储户办理相关业务。人们能根据机器人“说”的话办理相关业务，是因为（　　） A．机器人声音能传递信息 B．机器人的声音不能传递信息 C．机器人的声音能传递能量 D．机器人的声音不能传递能量 【答案】A 【解析】解：“小美女”能用语音与储户进行亲切的交流，并指导储户办理相关业务，说明声音可以传递信息，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 3．（2024秋•武昌区期末）2024年5月25日，全国科技活动周正式启动，如图所示，同学们与智能机器人交流互动时，关于机器人的声音，下列说法正确的是（　　） A．不是由物体振动产生的 B．在空气中传播的速度大约为3×108m/s C．频率范围是20～20000Hz D．人听到的响度大小与距离机器人远近无关 【答案】C 【解析】解：A、机器人的声音是由振动产生的，故A错误； B、声音在空气中的传播速度约为340m/s，故B错误； C、人类的听觉频率范围是20～20000Hz，机器人能与人类交流，说明机器人的发声频率范围是20～20000Hz，故C正确； D、人听到的响度大小与距离机器人远近有关，故D错误。 故选：C。 力与运动 4．（2024春•岷县期中）在人工智能飞速发展的今天，智能机器人已被广泛使用。如图所示，这是一款送货机器人在水平地面匀速行驶的情景，与机器人所受的重力是一对平衡力的是（　　） A．地面对机器人的支持力 B．机器人受到的牵引力 C．地面对机器人的摩擦力 D．机器人对地面的压力 【答案】A 【解析】解：A．机器人在水平地面匀速行驶，受到重力和地面的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，故A符合题意； BC．水平方向上机器人受到向前的牵引力和向后的摩擦力，这两个力是一对平衡力，故BC不符合题意； D．机器人所受的重力和机器人对地面的压力，作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故D不符合题意。 故选：A。 5．（2025•白银模拟）在2025年春晚舞台上，传统秧歌与智能机器人巧妙融合，呈现出一场精彩绝伦的表演，科技的力量在此刻得到了淋漓尽致的展现。图中展示的是机器人表演转手绢的生动场景。关于机器人表演中蕴含的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．手绢被抛出后，依旧会向上运动，是由于手绢具有惯性 B．手绢上升到最高点时，不受力的作用 C．手绢在空中下降时，运动状态不改变 D．手绢在空中下降时，动能转化为重力势能 【答案】A 【解析】解：A、手绢被抛出后，由于手绢具有惯性，会保持原来的运动状态，继续向上运动，故A正确； B、手绢上升到最高点时，会受到重力作用，故B错误； C、手绢在空中下降时，运动速度会发生改变，运动状态改变，故C错误； D、手绢在空中下降时，质量不变，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能，故D错误。 故选：A。 6．（2023秋•鼓楼区校级期中）在某次青少年机器人展示活动中，甲、乙、丙三个智能机器人在周长为20米的圆形轨道上进行速度测试活动，它们同时从同一位置出发甲率先跑完5圈此时乙正好落后甲半圈，当乙也跑完5圈时，丙恰好也落后乙半圈，v甲：v乙＝　10：9　 。假设甲、乙、丙沿圆周轨道运动时速度大小均保持不变，按照大赛的要求3个机器人都要跑完50圈，那么当甲完成任务丙还要跑　190　 m。 【答案】10：9；190 【解析】解：设甲跑完5圈用的时间为t 由v根据题意可知，v甲，v乙， 则v甲：v乙：10：9； 丙通过4.5圈时，乙恰好跑完，丙所用的时间等于乙跑完的时间： v丙， 则甲跑完50圈所用的时间：t甲t＝10t；此时丙通过的路程为：s丙＝v丙×t甲10t＝810m； 剩下的路程为20m×50﹣810m＝190m， 因此丙还需要跑的190m。 故答案为：10：9；190。 7．（2022春•涟水县期末）如图所示的智能机器人，其空载时质量为50kg，一次最多可以配送60kg物品，则空载时，机器人受到的重力是 　500　 N，满载行驶与空载相比机器人受到的摩擦力 　变大　 （选 填“变大”、“变小”或“不变”）（g取10N/kg）。 【答案】500；变大。 【解析】解：机器人空载时的重力为：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N； 滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关，接触面粗糙程度不变时，压力越大，滑动摩擦力越大，满载行驶与空载相比机器人受到的摩擦力变大。 功和能 8．（2022春•沙坪坝区校级期末）今天，智能时代日新月异。如图所示，一款智能送餐机器人和货物的总重为4600N。 轮子与地面总的接触面积为100cm2。则送餐机器人对地面的压强是 　4.6×105　 Pa；如果机器人在水平路面上以1.5m/s的速度沿直线匀速运动15m，机器人的重力做功 　0　 J。 【答案】4.6×105；0。 【解析】解：已知机器人和货物总重为G＝4600N，则对地面的压力为F＝G＝4600N， 轮子与地面总接触面积为S＝100cm2＝0.01m2， 则机器人对地面的压强为：p4.6×105Pa； 机器人在水平路面上沿直线匀速运动时，在重力的方向上没有移动距离，因此机器人的重力做功0J。 故答案为：4.6×105；0。 电与磁 9．（2025•济宁一模）人工智能（AI）的核心部件离不开半导体材料。关于半导体材料，说法正确的是（　　） A．在任何情况下都能导电 B．电阻值不随温度变化而变化 C．可以制作具有单向导电性的二极管，在智能机器人电路中控制电流方向 D．导电性能介于导体和绝缘体之间，在智能机器人的电路中作为绝缘体来防止漏电 【答案】C 【解析】解：A、半导体在一定的条件下能够导电，故A错误； B、半导体的电阻与温度有关，故B错误； C、可以制作具有单向导电性的二极管，在智能机器人电路中控制电流方向，故C正确； D、导电性能介于导体和绝缘体之间，在智能机器人的电路中作为重要的元器件芯片的主要材料，故D错误。 故选：C。 10．（2021•雨花台区三模）在新冠肺炎防疫战中，为了减小交叉感染，武汉的医院采用智能机器人运送器物。机器人通过电动机驱动，如图中能够说明电动机工作原理的实验装置是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】解： A、装置图是演示通电导线在磁场中受力的作用，是电动机的原理，故A正确； B、装置图是奥斯特实验，用来研究电流产生磁场的实验，说明了电流周围存在磁场，故B错误； C、是演示电磁感应现象的实验装置图，是发电机的原理，故C错误； D、装置图中，两电磁铁串联，它们的铁芯和通过的电流相同，但线圈匝数不同，吸引小铁钉的个数不同，是用来研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验，故D错误。 故选：A。 综合应用题 11．（2024•南海区校级模拟）如图所示为快递界的智能分拣机器人——小黄人，它工作时能通过看地面上粘贴的二维码给自己定位和认路。当派件员将快件放在托盘上，小黄人会在一秒内迅速扫码识别信息，读取出其位置译码和目的地信息，每个地址对应不同的下落口，每个下落口对应一个地级市。小黄人依照后台计算生成的结果，规划好机器人要走的路线，实现对包裹路径信息的追踪记录，真正实现了扫码、称重、分拣功能三合一。据悉，1个机器人，可实现1小时内分拣50个快件的作业总量。 （1）小黄人工作时看地面上粘贴的二维码的摄像头相当于 　凸透镜　 （选填凸透镜或凹透镜），某次匀速转弯过程中小黄人处于 　非平衡　 （选填“平衡”或“非平衡”）状态； （2）小黄人将快件运到对应的下落口时，就推开托盘，将快件扔进下落口（如图2）。如果将扔快件的托盘抽象为如图4的示意图，小黄人对托盘的推力F始终垂直托盘向上（O为支点），在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上（快件和托盘的质量分布是均匀的）。请根据所学知识分析判断，小黄人在扔快件的过程中所用推力F 　变小　 （选填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）如表所示是小黄人铭牌上的部分参数。电池容量4000mAh是指当工作电流为4000mA时，能持续供电1小时。若充满电后，所有电能用于正常工作，则可供机器人持续正常工作 　2　 小时； 项目 指标参数 工作电压 15V 功率 30W 电池容量 4000mAh （4）如图3所示，小黄人设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。则充电过程中，电池相当于 　用电器　 （选填“电源”或“用电器”），若返回过程中受到的阻力为36N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时，机器人离充电座不能超过 　240　 米？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功） 【答案】（1）凸透镜；非平衡；（2）变小；（3）2；（4）用电器；240。 【解析】解：（1）摄像头是利用物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小实像的规律工作的，因此，“小黄人”工作时“看”地面上粘贴的二维码的摄像头相当于凸透镜。 在某次匀速转弯过程中，小黄人做的曲线运动，不是处于平衡状态，受到的是非平衡力。 （2）如图所示： 推力F始终垂直托盘向上，可知动力臂OA与阻力大小F2保持不变，在绕O点向上转的过程中，F2的力臂L2逐渐变小，由F•OA＝F2•L2可知，推力F逐渐变小； （3）充满电后，电池储存的电能： W＝UIt＝15V×4A×3600s＝216000J， 可供机器人持续正常工作的时间： t′7200s＝2h。 （4）给电池充电时消耗电能，电池相当于用电器， 则返回过程中克服摩擦力做到功为：W'＝W×10%×40%＝216000J×10%×40%＝8640J； 由W＝fs得，机器人离充电座的距离： s240m。 故答案为：（1）凸透镜；非平衡；（2）变小；（3）2；（4）用电器；240。 科普阅读题 12．（2025•如东县校级模拟）阅读短文，回答问题： 智能图书管理员 在某学校图书馆里，智能机器人“小爱”（如图甲）已经辅助图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。机器人“小爱”为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。若当剩余电量减为电池容量的10%时，智能机器人“小爱”会主动寻找充电器充电。下表为该智能机器人图书馆员“小爱”的部分参数： 参数名称 自身质量m/kg 最大负重G/N 提升重物最大高度h/m 脚与地面的总接触面积S/cm2 电源电压U/V 电池容量Q/Ah 数据 50 300 0.6 400 30 20 （1）小明同学向“小爱”咨询图书所在的位置，小明发出声音是由声带 　振动　 而产生的，小明让“小爱”提供无线上网服务，它与互联网之间通过 　电磁波　 来传递信息。 （2）关于智能机器人“小爱”，下列说法错误的是 　D　 。 A.脚的下表面有粗糙的花纹，主要是为了增加摩擦 B.托着图书水平匀速直线运动时，机器人对书本没有做功 C.在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用超声波感知障碍物 D.为减轻自重、提升耐用性，最好选择密度和硬度都较大的材料制作 （3）“小爱”把图书匀速托到书架上，一次最多能对图书做功 　180　 J，此时机器人对水平地面的压强为 　2×104　 Pa。 （4）为确保智能机器人“小爱”能顺利返回充电，离充电器最远路程不能超过180m，若剩余电池容量的30%用于提供克服阻力做功，则该智能机器人返回过程中受到的水平阻力为 　360　 N。 （5）如图乙所示为“小爱”承受图书重力的过载保护电路原理图，图中电源电压为4.5V，RF为压敏电阻，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，放弃执行搬书指令，以免“小爱”受损伤。 ①要求：当“小爱”的负重达到或超过最大值时，系统报警，按照下列步骤调试电路： a.电路接通前，应先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电阻箱调到 　100　 Ω； b.将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至报警器报警； c.保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用。 ②用已调好的报警电路进行测试，若负重为200N，此时该电路中的电流是 　9　 mA。 ③为减轻其最大负重，应将滑动变阻器的阻值适当移向 　a　 （选填“a”或“b”）。 【答案】（1）振动；电磁波；（2）D；（3）180；2×104；（4）360；（5）①100；②9；③a。 【解析】解： （1）声音是由物体振动产生的，是通过电磁波传递信息的； （2）A.脚的下表面有粗糙的花纹，增大接触面的粗糙程度来增加摩擦的，故A正确； B.托着图书水平匀速直线运动时，机器人对书本在竖直向上没有移动距离，所以没有做功，故B正确； C.超声波是以波的形式传播的，遇到障碍物时会反射从而被机器人接收，光速度太快，传播或反射回来的时间过短，不便于测量，故机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，超声波才能较好感知到障碍物，故C正确； D.为了减轻机器人的自重应选择密度小的材料制作，故D错误； 故选：D。 （3）由表格可知W＝Fs＝300N×0.6m＝180J； 自身重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，水平地面的物体压力等于重力，所以p2×104Pa； （4）电池充满电后储存的电能： W＝UIt＝30V×20A×3600s＝2.16×106J； 由题意可得，智能机器人返回过程中克服摩擦力做的功： W返＝30%W剩＝30%×10%×W＝30%×10%×2.16×106J＝21600J， 由W＝Fs＝fs得，智能机器人返回过程中受到的水平阻力： f360N； （5）①由图丙可知RF与F为一次函数，设关系式为RF＝kF+b， 将（400N，500Ω）和（100N，200Ω）代入上式得， 500Ω＝k×400N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ 200Ω＝k×100N+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅱ 联立ⅠⅡ解得，k＝﹣0.5Ω/N，b＝250Ω， 所以关系式为：RF＝﹣0.5Ω/N×F+250Ω， 由题可知，最大负重300N，代入上式可得压敏电阻的阻值：RF＝﹣0.5Ω/N×300N+250Ω＝100Ω， 所以为使报警电路可正常使用，应先让电阻箱调到压敏电阻达到设定压力时的阻值100Ω，再将开关向c端闭合（电阻箱与滑动变阻器串联），调节滑动变阻器的滑片，直至报警器报警； ②将开关S向d端闭合，报警系统即可正常使用，此时压敏电阻和变阻器Rp串联， 报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，电源电压为U＝4.5V， 此时电路的总电阻：R总450Ω， 则变阻器接入电路的阻值：Rp＝R总﹣RF＝450Ω﹣100Ω＝350Ω； 因RF＝﹣0.5Ω/N×F+250Ω， 则当F′＝200N时，压敏电阻的阻值：RF′＝﹣0.5Ω/N×200N+250Ω＝150Ω； 此时该电路中的电流：I′0.009A＝9mA； ③报警器（电阻不计）通过的10mA电流不变时，R总＝Rp+RF450Ω，既压力减小，RF增大，Rp减小，则应将滑动变阻器的阻值适当移向a端滑动； 答案为：（1）振动；电磁波；（2）D；（3）180；2×104；（4）360；（5）①100；②9；③a。 1．（2022•沙坪坝区校级开学）2020年2月自新冠肺炎疫情暴发后，某物流公司自主研发的智能配送机器人投入使用，如图所示，进一步实现无接触配送。下列关于智能机器人的描述正确的是（　　） A．载有物资的机器人受到的自身重力和水平地面对机器人的支持力不是一对平衡力 B．载有物资的机器人对水平地面的压力和水平地面对机器人的支持力是一对平衡力 C．机器人不能瞬间制动，是因为受到了惯性的作用 D．机器人的轮子上刻有粗糙的花纹，是为了减小摩擦 【答案】A 【解析】解：A、载有物资的机器人受到的自身重力和水平地面对机器人的支持力大小不等，所以不是一对平衡力，故A正确； B、载有物资的机器人对水平地面的压力和水平地面对机器人的支持力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力，故B错误； C、机器人不能瞬间制动，是因为机器人具有惯性，仍要保持原来的运动状态，惯性不是力，不能说受到了惯性的作用，故C错误； D、机器人的轮子上刻有粗糙的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D错误。 故选：A。 2．（2025春•老城区校级月考）如图所示，重力为500N的智能送餐机器人在餐厅的水平地面上做匀速直线运动，牵引力恒定且F牵＝60N，此时机器人所受力的合力为 　0N　 ；若某时刻机器人识别到前方有障碍物，急忙撤去牵引力并用20N的力进行制动，此过程中机器人所受力的合力大小为 　80　 N，合力方向与机器人运动方向 　相反　 （选填“相同”或“相反”）。 【答案】0N；80；相反。 【解析】解：重力为500N的智能送餐机器人在餐厅的水平地面上做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，机器人所受所有力的合力为0N； 送餐机器人在餐厅的水平地面上做匀速直线运动，牵引力恒定且F牵＝60N，此时机器人所受摩擦力与牵引力是一对平衡力，大小为f＝60N， 机器人受到动力F1＝20N，方向与运动方向相反，阻力等于滑动摩擦力，因压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，F2＝f＝60N，方向与机器人运动方向相反，若某时刻机器人识别到前方有障碍物，此过程中机器人所受力的合力大小为：F＝F1+F2＝20N+60N＝80N，合力方向与运动方向相反。 故答案为：0N；80；相反。 3．（2024秋•连平县期末）小红在学习物理知识的过程中记录了一些情景和收集了如图所示的几个图像。 （1）随着人工智能的发展，智能机器人（如图甲所示）送餐成为时尚。智能机器人可以灵活地避开障碍物是通过体内的雷达发射 　超声波　 （选填“超声波”或“次声波”），然后接收障碍物的反射波，确定障碍物的位置。客人可以通过语言来操控机器人，说明声可以传递 　信息　 （选填“信息”或“能量”）； （2）智能机器人在某次送餐工作中速度随时间变化的图像如图乙所示，智能机器人在0～6s内的速度为 　1.2　 m/s，行走的路程是 　7.2　 m； （3）图丙反映了晶体 　凝固　 过程中温度随时间的变化； （4）根据图丁可以得出物体的密度为 　2×103　 kg/m3。 【答案】（1）超声波；信息；（2）1.2；7.2；（3）凝固；（4）2×103。 【解析】解：（1）由题意知，机器人可以灵活地避开障碍物是利用了回声定位，其体内的雷达可以发射超声波，通过接收反射波，确定障碍物的位置，通过语言来操控机器人，说明声可以传递信息； （2）由图像可知，智能机器人在0～6s内的速度为1.2m/s， 由v可得，智能机器人在0～6s内行走的路程： s1＝v1t1＝1.2m/s×6s＝7.2m； （3）根据图丙可知，物质的温度先下降，后不变，再下降，这是晶体的凝固图像； （4）由图像可知，物体质量m＝60g，体积V＝30cm3， 物体的密度： ρ2g/cm3＝2×103kg/m3。 故答案为：（1）超声波；信息；（2）1.2；7.2；（3）凝固；（4）2×103。 4．（2021•茂名模拟）阅读短文，回答问题。 5G智能机器人 中国移动将5G智能机器人如图甲所示，运用到校园环境监测中，进行红外智能测温以及校园消毒。智能机器人配备了5台高清摄像头和红外热成像测温仪，能够在5m范围内同时扫描多达10人的体温，如果检测到体温异常或者未戴口罩，机器人会向相关人员自动发送警报。机器人当剩余电量减为电池容量的20%时，会主动寻找充电器充电。下表一为某智能机器人的部分参数。 额定工作电压 18V 额定行进功率 200W 电池容量 30Ah 额定喷洒功率 100W 水箱容积 25L 行进速度 0.3～0.6m/s 额定雾化量 15L/h 净重 102kg 机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪，工作时，雾化片产生每秒170万次的高频率振动，将消毒液雾化成大量1μm～5μm的超微粒子，再吹散到空气中进行消杀病毒。其中额定雾化量是指雾化器正常工作1h雾化液体的体积。 （1）机器人在水平路上一边向前匀速直线运动一边喷洒雾状消毒液时，机器人的动能　 　变小　 ，机械能　 　变小　 （以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （2）下列说法正确的是　 　C　 。 A．机器人巡逻进行广播宣传，说明声音的传播不需要介质 B．红外测温仪工作时发出红外线射向人体再反射回测温仪内进行测温 C．摄像系统智能识别行人是否戴口罩时，成倒立缩小的实像 D．通过遥控器发出超声波来远程控制机器人的前进和后退 （3）若机器人的履带与地面的接触面面积是300cm2，在装满密度为0.9×103kg/m3的消毒液时，以额定雾化量工作时，喷完一箱消毒液最多需要　 　100　 min。 （4）该机器人仅执行消杀任务，以正常工作状态行进，充满电后最多可连续工作　 　86.4　 min。假设返回充电过程中受到的阻力为360N，剩余电池容量支持正常工作所能做的电功的20%用于克服阻力做功，机器人为确保能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为　 　216　 m。 （5）小明设计了如图乙的模拟智能测温报警电路：电源电压调为18V，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，电阻箱最大阻值为999Ω，热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图丙所示。 ①要求：当所测温度达到或超过37℃时，系统报警，按照下列步骤调试电路： a．电路接通前，应先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电阻箱调到　 　500　 Ω； b．将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至　 　报警器报警　 ； c．保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向另一端闭合，报警系统即可正常使用。 ②用①中已调试好的报警电路进行测温，测得某学生的体温为36.5℃，此时该电路中的电流是　 　9.7　 mA（保留一位小数）。 【答案】（1）变小；变小；（2）C；（3）100；（4）86.4；216；（5）500；报警器报警；9.7。 【解析】解：（1）机器人在水平路上一边向前匀速直线运动一边喷洒雾状消毒液时，速度不变，高度不变，质量减小，则其动能变小，重力势能变小，机械能变小； （2）A、声音的传播需要介质，故A错误； B、红外测温仪工作时接受物体发出的红外线，把红外线的能量转换成电信号从而测量出物体温度，故B错误； C、摄像头与照相机的原理相同，成倒立缩小的实像，故C正确； D、遥控器发出电磁波来远程控制机人的前进和后退，故D错误。 故选：C。 （3）喷完一箱消毒液的时间为：th＝100min； （4）机器人正常工作时的总功率为：P＝P行进+P喷洒＝200W+100W＝300W， 机器人正常工作时的电流为：IA； 自动充电前剩余的电池容量为：Q充＝ηQ＝20%×30Ah＝6Ah， 正常工作消耗的电池容量为：Q工＝Q﹣Q充＝30Ah﹣6Ah＝24Ah， 由电流的定义式可得连续工作时间为：t1.44h＝86.4min； 剩余电量储存的电能为：W剩＝UIt＝18V×6A×3600s＝388800J， 克服摩擦力做的功为：W返＝ηW剩＝20%×388800J＝77760J， 由公式W＝Fs＝fs可得返回时的最远距离为：s216m； （5）在图丙RT﹣T图像中，设它们的关系式为RT＝kT+b，则有： 700Ω＝35℃k+b……① 400Ω＝38℃k+b……② 由①②可得：k＝﹣100Ω/℃，b＝4200Ω，即RT＝﹣100Ω/℃T+4200Ω……③ 由③可得：当T＝37℃时，RT＝500Ω， 要使报警电路正常使用，应让电阻箱的电阻值等于热敏电阻达到设定温度37℃时的电阻值500Ω； 当报警器报警时，电路的总电阻为：R1800Ω， 滑动变阻器接入电路的电阻为：R滑＝R﹣RT＝1800Ω﹣500Ω＝1300Ω， 由③可得：当T'＝36.5℃时，RT'＝550Ω， 此时电路中的电流为：I″0.0097A＝9.7mA。 故答案为：（1）变小；变小；（2）C；（3）100；（4）86.4；216；（5）500；报警器报警；9.7。 9 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$