Question

【題目】閱讀短文，回答問題：

掃地機器人

掃地機器人是一款能自動清掃的智能家用電器，如圖所示。機器人通過電動機旋轉產生高速氣流，將灰塵、雜物吸入集塵盒，其防滑輪皮采用凸凹材質制成；底部安裝有塑料刷，用于清掃吸附在地板上的灰塵及輕小物體；前端裝有感應器，通過發射、接收超聲波或紅外線來偵測障礙物。當剩余電量減為電池容量的20%時，機器人會主動尋找充電器充電。表一為某掃地機器人的部分參數。電池容量指放電電流與放電總時間的乘積。

表一：

機器人中吸塵電機的吸入功率是衡量其優劣的重要參數，測得某吸塵電機的吸入功率與真空度、風量間的對應關系如表二。真空度指主機內部氣壓與外界的氣壓差。風量指單位時間內通過吸塵電機排出的空氣體積。證明吸塵電機吸入功率與輸入功率的比值叫做效率。

表二：

（1）機器人工作時，主機內部的氣壓_____（選填“大于”、“小于”或“等于”）大氣壓而產生吸力。若該機器人向障礙物垂直發射超聲波，經過0.001s收到回波，則其發射超聲波時與障礙物間的距離約為_____cm．（設超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s）

（2）下列說法中錯誤的是_____

A．地面有靜電時，輕小物體會吸附在地板上而不易清掃

B．采用凸凹材質的輪皮，可增大機器人與地面間的摩擦

C．機器人工作時發出的聲音不會對人的聽力造成損傷

D．當遇到玻璃門等透明障礙物時，使用紅外線感應器效果較好

（3）該機器人正常工作時的電流為_________A；充滿電后至下一次自動充電前能夠連續正常工作的最長時間為_____min。

（4）由表二數據可知，當風量為0.015m3/s時，若吸塵電機的輸入功率為25W，此時其效率為_____%；上述風量下，10min內通過吸塵電機提出的空氣質量為_____kg．（取ρ空氣=1.3kg/m3）

Answer 1

【答案】 小于 17 D 2.5 48 33 11.7

【解析】解：（1）由流體壓強與流速的關系：流速越大的位置壓強越小可知，機器人在工作時，由于轉動的扇葉處氣體的流速大，壓強小，在外界大氣壓的作用下將灰塵、雜物吸入集塵盒，故主機內部的氣壓小于大氣壓而產生吸力。

由得，超聲波從發射到收到回波所通過的總路程：

s總=vt=340m/s×0.001s=0.34m，

則其發射超聲波時與障礙物間的距離：

；

（2）A．地面有靜電時，由于帶電體具有吸引輕小物體的性質，所以輕小物體會吸附在地板上而不易清掃，故A正確；

B．采用凸凹材質的輪皮，是為了在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度來增大機器人與地面間的摩擦，故B正確；

C．為了保護聽力，應控制噪聲不超過90dB，機器人工作時發出的聲音小于50dB，所以不會對人的聽力造成損傷，故C正確；

D．當遇到玻璃門等透明或半透明障礙物時，其將直接穿過而不產生任何回波，這樣掃地機器人就無法感應到前方有障礙物，于是也就無法做出減速的工作了，所以不能使用紅外線感應器，使用超聲波感應器較好，故D錯誤。

故選D。

（3）由P=IU得，機器人正常工作時的電流：

。

充滿電后的電池容量Q1=2500mAh，下一次自動充電前的電池容量Q2=ηQ1=20%×2500mAh=500mAh，

消耗的電池容量Q=Q1﹣Q2=2500mAh﹣500mAh=2000mAh，

正常工作時的電流I=2.5A=2500mA，

由得，連續正常工作的最長時間：；

（4）由表格中數據可知，吸入功率等于真空度與風量的乘積，

當風量為0.015m3/s時，吸塵電機吸入功率：

P吸入=550Pa×0.015m3/s=8.25W，

此時其效率：；

當風量為0.015m3/s時，t=10min=600s，則通過吸塵電機提出的空氣體積：

V=0.015m3/s×600s=9m3，

由得，通過吸塵電機提出的空氣質量：

m=ρ空氣V=1.3kg/m3×9m3=11.7kg。