1. 如图21.1-1所示,在2025年春节联欢晚会上的《秧BOT》节目中,机器人运用3D激光雷达定位,在秧歌的旋律中翩翩起舞,把红手绢转起来后扔出去再接回,行云流水。彰显我国在人工智能和机器人技术领域的卓越成就。请回答问题:

图21.1-1
(1)电动机使机器人舞动,电动机转动时主要将电能转化为
(2)机器人采用
图21.1-1
(1)电动机使机器人舞动,电动机转动时主要将电能转化为
机械
能。人们通过手机也能观看直播,手机信号传输是利用了电磁
波。(2)机器人采用
密度
较小的合金材料制作,可使机器人体积一定时质量较小。机器人利用激光雷达定位,激光从机器人身上发射,碰到障碍物后反射回机器人,共用时$4×10^{-8}\ \mathrm{s}$,则机器人与障碍物相距6
$\mathrm{m}$。(光速取$3×10^{8}\ \mathrm{m/s}$)答案
1.(1)机械 电磁 (2)密度 6
解析
【分析】
本题结合科技热点考查物理基础知识的应用,需逐一分析每个小问对应的物理原理:
(1) 电动机的能量转化是常见考点,手机无线信号的传输载体为电磁波;
(2) 体积一定时,物体质量与密度相关,激光测距需注意是往返时间,计算时要取单程时间。
【解析】
(1) 电动机工作时消耗电能,使机器人运动获得机械能,因此主要将电能转化为机械能;手机直播的信号是通过电磁波传递信息的,所以手机信号传输利用了电磁波。
(2) 根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,当机器人体积一定时,材料的密度越小,其质量越小,因此采用密度较小的合金材料;
激光从机器人到障碍物再返回,总时间为$4×10^{-8}\ \mathrm{s}$,则激光从机器人到障碍物的单程时间$t=\frac{4×10^{-8}\ \mathrm{s}}{2}=2×10^{-8}\ \mathrm{s}$,
由速度公式$v=\frac{s}{t}$,可得机器人与障碍物的距离$s=vt=3×10^{8}\ \mathrm{m/s}×2×10^{-8}\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) 机械;电磁 (2) 密度;6
【知识点】
能量转化;电磁波;密度;光速计算
【点评】
本题将物理知识与实际科技应用结合,考查基础知识点的理解与应用,难度适中,体现了物理与生活、科技的联系。
【难度系数】
0.7
本题结合科技热点考查物理基础知识的应用,需逐一分析每个小问对应的物理原理:
(1) 电动机的能量转化是常见考点,手机无线信号的传输载体为电磁波;
(2) 体积一定时,物体质量与密度相关,激光测距需注意是往返时间,计算时要取单程时间。
【解析】
(1) 电动机工作时消耗电能,使机器人运动获得机械能,因此主要将电能转化为机械能;手机直播的信号是通过电磁波传递信息的,所以手机信号传输利用了电磁波。
(2) 根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,当机器人体积一定时,材料的密度越小,其质量越小,因此采用密度较小的合金材料;
激光从机器人到障碍物再返回,总时间为$4×10^{-8}\ \mathrm{s}$,则激光从机器人到障碍物的单程时间$t=\frac{4×10^{-8}\ \mathrm{s}}{2}=2×10^{-8}\ \mathrm{s}$,
由速度公式$v=\frac{s}{t}$,可得机器人与障碍物的距离$s=vt=3×10^{8}\ \mathrm{m/s}×2×10^{-8}\ \mathrm{s}=6\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) 机械;电磁 (2) 密度;6
【知识点】
能量转化;电磁波;密度;光速计算
【点评】
本题将物理知识与实际科技应用结合,考查基础知识点的理解与应用,难度适中,体现了物理与生活、科技的联系。
【难度系数】
0.7
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