题目内容
【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)。
【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