Question

【题目】小明每天关注着疫情的发展，在我国渐渐接近尾声时，在国外突然传来噩耗，在一些发达国家的疫情开始大爆发，小明就想，虽然还是发展中国家，但人民的团结奋战，很快抑制住了病毒的蔓延，而且我们国家用最少的损失、最短的时间来完成这项艰巨的任务，而人们经常说的拥有高素质人民发达国家，怎么也会让病毒如果嚣张地蔓延呢？小明越来越觉得祖国的强大，于是他又接着想看看我们的国家现在到底有多厉害，他从bilibili上 看到了智能机器人，对它产生了兴趣，就去问物理老师，物理老师给了他如下关于智能机器人的信息：

某款机器人	锂电池	电压	24 V
		容量	10 A·h
	电动机	额定电压	24 V
		额定功率	120 W

智能机器人有相当发达的“大脑”，具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、 触觉、嗅觉。此外，它还有效应器，通过电动机使手、脚、鼻子、触角等动起来。智能机器人能用人类语言同操作者对话，能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求。机器人往 往使用熔点为200 ℃的玻璃钢作外壳，有着其他材质不可替代的优点。智能机器人的电源主要有钠硫电池、镍 镉电池、锂电池等。

随着智能机器人技术的不断发展和成熟，它将走进千家万户，服务人们的生活。

(1)锂电池充电时的能量转化形式为：电能转化为_____能；

(2)关于智能机器人，下列说法中是正确的是_____；

A．智能机器人的效应器通过电动机使手、脚等动起来时，是将机械能转化为电能

B．温度为200℃的玻璃钢一定是液态

C．智能机器人通过嗅觉能闻到外界的各种气味，说明分子在做无规则的运动

D．智能机器人能与人语音对话，说明了电磁波能传递能量

(3)某智能机器人站着发射超声波，经过0.02s后收到障碍物的回波，则“小骏”与障碍物间的距离约为_____m。该智能机器人靠底座轮子驱动，其驱动电动机的具体参数如表所示，若该智能机器人的驱动电动机线圈电阻为0.2Ω，则电动机正常工作下的发热功率为_____W；（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）

(4)若当剩余电量减为电池容量的10%时，该智能机器人会主动寻找充电器充电，则充满电后至下一次自动充电前，该智能机器人能够连续正常工作的最长时间为_____h。为确保该智能机器人能顺利返回充电，假设需要充电时离充电器最远路程不能超过600m，则该智能机器人返回过程中受到的水平阻力为_____N。（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）。

Answer 1

【答案】化学 C 3.4 5 1.8 57.6

【解析】

(1)[1]锂电池充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能。

(2)[2] A．智能机器人的效应器通过电动机使手、脚等动起来时，是将电能转化为机械能，A错误；

B．熔点为200℃的玻璃钢可能为液态，也可能为固态，也可能为固液共存，故B错误；

C．智能机器人通过嗅觉能闻到外界的各种气味，说明分子在做无规则的运动，故C正确；

D．智能机器人能与人语音对话，说明了电磁波能传递信息，故D错误；

故选A。

(3)[3]“小骏”与障碍物间的距离约为

s=vt= 340m/s×=3.4m

[4]电动机正常工作下的电流为

I==5A

电动机正常工作下的发热功率为

P=I2R=(5A)2×0.2Ω=5W

(4)[5]机器人正常工作时的电流是5A，充满电后的电池容量

Q1=10Ah

下一次自动充电前的电池容量

Q2=ηQ1=10%×10Ah=1Ah

消耗的电池容量

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

连续正常工作的最长时间

t==1.8h

[6]电池充满电后储存的电能为

W=UIt=24V×10A×3600s=8.64×105J

由题意可得，“小骏”返回过程中克服摩擦力做的功为

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

因为

W=Fs=fs

为确保能顺利返回充电，假设需要充电时离充电器最远路程不能超过600m，返回过程中受到的水平阻力为

f==57.6N