Question

16．閱讀短文，回答問題．
掃地機(jī)器人      掃地機(jī)器人是一款能自動(dòng)清掃地面的智能家用電器（如圖甲所示）．
機(jī)器人通過電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速氣流，將灰塵、雜物吸入集塵盒；其輪子的防滑皮采用凸凹材質(zhì)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(yīng)器，通過發(fā)射、接收超聲波或紅外線來偵測障礙物．當(dāng)剩余電量減為電池容量的20%時(shí)，機(jī)器人會(huì)主動(dòng)尋找充電器充電．
      機(jī)器人中吸塵電機(jī)的吸入功率、風(fēng)量和真空度是衡量其優(yōu)劣的重要參數(shù)．風(fēng)量指單位時(shí)間內(nèi)通過吸塵電機(jī)排出的空氣體積．真空度指主機(jī)內(nèi)部氣壓與外界的氣壓差．
下表為某掃地機(jī)器人的部分參數(shù)．

額定工作電壓	12V	額定功率	30W
電池容量	2500mAh	工作噪音	＜50dB

（1）機(jī)器人工作時(shí)，主機(jī)內(nèi)部的氣壓小于（大于/小于/等于）大氣壓而產(chǎn)生吸力．
（2）下列說法中錯(cuò)誤的是D
A．地面有靜電時(shí)，輕小物體會(huì)吸附在地板上而不易清掃
B．當(dāng)遇到玻璃門等透明障礙物時(shí)，使用紅外線感應(yīng)器效果較好
C．機(jī)器人工作時(shí)發(fā)出的聲音不會(huì)對人的聽力造成損傷
D．采用凸凹材質(zhì)的輪皮，可增大機(jī)器人與地面間的摩擦
（3）若風(fēng)量為0.015m³/s時(shí)，10min內(nèi)通過吸塵電機(jī)排出的空氣質(zhì)量為11.7kg．（ρ_空氣=1.3kg/m³）
（4）光敏電阻是制作灰塵傳感器的常用元件．圖乙為某光敏電阻的控制電路，電源電壓U₀恒定，R_G為光敏電阻，其阻值隨空氣透光程度的增大而增大，R₀為定值電阻．當(dāng)光敏電阻分別為6Ω和18Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)分別為6V和3V，則R₀=6Ω．
（5）為監(jiān)測空氣的透光程度，現(xiàn)將電壓表表盤的相關(guān)刻度值轉(zhuǎn)化為表示空氣中灰塵數(shù)目的刻度，則轉(zhuǎn)化后表盤上指針偏轉(zhuǎn)程度越大表示空氣中灰塵數(shù)目越多（多/少）．

Answer 1

分析 （1）利用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系分析：流速越大的位置壓強(qiáng)越小；
（2）①靜電現(xiàn)象，帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)；
②增大摩擦的方法：增大壓力和增大接觸面的粗糙程度；
③聲音的強(qiáng)弱等級用分貝來表示．0dB是人能聽到的最微弱的聲音；30-40dB是較為理想的安靜環(huán)境；70dB會(huì)干擾生活、影響工作；長期生活在90dB以上的噪聲環(huán)境中，聽力會(huì)受到嚴(yán)重的影響；超過150dB的噪聲環(huán)境，會(huì)使雙耳完全失去聽力；
④紅外線的物理特性有：熱作用強(qiáng)；穿透云霧的能力強(qiáng)；
（3）根據(jù)風(fēng)量和時(shí)間求出空氣的體積，再利用m=ρ_空氣V通過吸塵電機(jī)提出的空氣質(zhì)量．
（4）根據(jù)串聯(lián)電路電流相等的特點(diǎn)，利用歐姆定律列出光敏電阻在不同阻值的電流方程，聯(lián)立即可解得定值電阻的阻值；
（5）利用歐姆定律找出電壓表示數(shù)與對應(yīng)的總阻值（R₀+R_G）的關(guān)系，即可判斷表盤上從左到右相鄰兩刻度線對應(yīng)阻值的減小量．

解答 解：
（1）由流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大的位置壓強(qiáng)越小可知，機(jī)器人在工作時(shí)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)的扇葉處氣體的流速大，壓強(qiáng)小，
在外界大氣壓的作用下將灰塵、雜物吸入集塵盒，故主機(jī)內(nèi)部的氣壓小于大氣壓而產(chǎn)生吸力．
（2）A．地面有靜電時(shí)，由于帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，所以輕小物體會(huì)吸附在地板上而不易清掃，故A正確；
B．當(dāng)遇到玻璃門等透明或半透明障礙物時(shí)，其將直接穿過而不產(chǎn)生任何回波，這樣掃地機(jī)器人就無法感應(yīng)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(yīng)器，使用超聲波感應(yīng)器較好，故B錯(cuò)誤．
C．為了保護(hù)聽力，應(yīng)控制噪聲不超過90dB，機(jī)器人工作時(shí)發(fā)出的聲音小于50dB，所以不會(huì)對人的聽力造成損傷，故C正確；
D．采用凸凹材質(zhì)的輪皮，是為了在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度來增大機(jī)器人與地面間的摩擦，故D正確；
故選B．
（3）當(dāng)風(fēng)量為0.015m³/s時(shí)，t=10min=600s，則通過吸塵電機(jī)提出的空氣體積：
V=0.015m³/s×600s=9m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，通過吸塵電機(jī)排出的空氣質(zhì)量：
m=ρ_空氣V=1.3kg/m³×9m³=11.7kg．
（4）由電路圖可知，光敏電阻R_G和定值電阻R₀串聯(lián)，電壓表測定值電阻R₀兩端的電壓，
當(dāng)光敏電阻R_G1=6Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)U₁=6V，光敏電阻兩端的電壓U=U₀-U₁，
此時(shí)電路中的電流I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{0}{-U}_{1}}{{R}_{G1}}$，即$\frac{6V}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{0}-6V}{6Ω}$…①
當(dāng)光敏電阻R_G2=18Ω時(shí)，電壓表的示數(shù)U₁=3V，光敏電阻兩端的電壓U′=U₀-U₂，
此時(shí)電路中的電流I₂=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{0}-{U}_{2}}{{R}_{G2}}$，即$\frac{3V}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{0}-3V}{18Ω}$…②
聯(lián)立①②可解得：U₀=12V，R₀=6Ω．
（5）設(shè)電壓表示數(shù)為U，此時(shí)電路中的電流I=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}+{R}_{G}}$，
即U=$\frac{{U}_{0}{R}_{0}}{{R}_{0}+{R}_{G}}$，電源電壓U₀恒定，R₀為定值電阻，
由此可見，電壓表的示數(shù)U與總阻值（R₀+R_G）成反比，則轉(zhuǎn)化后表盤上從左到右相鄰兩刻度線對應(yīng)阻值的減小量將減小，即轉(zhuǎn)化后表盤上指針偏轉(zhuǎn)程度越大表示空氣中灰塵數(shù)目越多．
故答案為：（1）小于；（2）B； （3）11.7；   （4）6；  （5）多．

點(diǎn)評 本題涉及到力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等物理知識較多，跨度大，綜合性很強(qiáng)，有一定的難度，需要仔細(xì)分析判斷，學(xué)生要熟練掌握電功率公式、電流的定義式、效率公式的綜合應(yīng)用．