Question

【题目】阅读短文，回答问题： 扫地机器人
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图所示．机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒，其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物．当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电．表一为某扫地机器人的部分参数．电池容量指放电电流与放电总时间的乘积．
表一：

额定工作电压	12V	额定功率	30W
电池容量	2500mAh	工作噪音	＜50dB

机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二．真空度指主机内部气压与外界的气压差．风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积．证明吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率．
表二：

真空度（Pa）	400	450	500	550	600
风量（m3/s）	0.025	0.02	0.017	0.015	0.013
吸入功率（W）	10.00	9.00	8.50		7.80

（1）机器人工作时，主机内部的气压（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力．若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离约为cm．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（2）下列说法中错误的是
A.地面有静电时，轻小物体会吸附在地板上而不易清扫
B.采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦
C.机器人工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D.当遇到玻璃门等透明障碍物时，使用红外线感应器效果较好
（3）该机器人正常工作时的电流为A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为min．
（4）由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为%；上述风量下，10min内通过吸尘电机提出的空气质量为kg．（取ρ空气=1.3kg/m3）

Answer 1

【答案】
（1）小于；17
（2）D
（3）2.5；48
（4）33；11.7
【解析】解：（1）由流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小可知，机器人在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小， 在外界大气压的作用下将灰尘、杂物吸入集尘盒，故主机内部的气压小于大气压而产生吸力．
由v= 得，超声波从发射到收到回波所通过的总路程：
s总=vt=340m/s×0.001s=0.34m，
则其发射超声波时与障碍物间的距离：
s= = =0.17m=17cm；（2）A．地面有静电时，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以轻小物体会吸附在地板上而不易清扫，故A正确；
B．采用凸凹材质的轮皮，是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大机器人与地面间的摩擦，故B正确；
C．为了保护听力，应控制噪声不超过90dB，机器人工作时发出的声音小于50dB，所以不会对人的听力造成损伤，故C正确；
D．当遇到玻璃门等透明或半透明障碍物时，其将直接穿过而不产生任何回波，这样扫地机器人就无法感应到前方有障碍物，
于是也就无法做出减速的工作了，所以不能使用红外线感应器，使用超声波感应器较好，故D错误．
故选D．（3）由P=IU得，机器人正常工作时的电流：
I= = =2.5A．
充满电后的电池容量Q1=2500mAh，下一次自动充电前的电池容量Q2=ηQ1=20%×2500mAh=500mAh，
消耗的电池容量Q=Q1﹣Q2=2500mAh﹣500mAh=2000mAh，
正常工作时的电流I=2.5A=2500mA，
由I= 得，连续正常工作的最长时间：
t= = =0.8h=48min；（4）由表格中数据可知，吸入功率等于真空度与风量的乘积，
当风量为0.015m3/s时，吸尘电机吸入功率：
P吸入=550Pa×0.015m3/s=8.25W，
此时其效率：
η电机= ×100%= ×100%=33%；
当风量为0.015m3/s时，t=10min=600s，则通过吸尘电机提出的空气体积：
V=0.015m3/s×600s=9m3 ，
由ρ= 得，通过吸尘电机提出的空气质量：
m=ρ空气V=1.3kg/m3×9m3=11.7kg．
所以答案是：（1）小于；17；（2）D；（3）2.5；48；（4）33；11.7．