全国青少年机器人技术等级考试(一级)实操大纲

全国青少年机器人技术等级考试（一级）
实际操作考试试卷
一、模型样例
秋千
二、作品简答（30分）
1、请在下面写出模型名称以及用途？（5分）
2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）
（1）找出模型中的稳定结构，并说出其特性。

（5分）
（2）列举上述结构生活中的实例。

（5分）
（3）分析此模型运动过程中的能量转化（15分）
二、作品简答（30分）
1、请在下面写出模型名称以及用途？（5分）
2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）（1）杠杆的五要素。

（5分）
（2）杠杆的平衡条件。

（5分）
（3）简述杠杆使用什么原理分类，并列举生活中的实例（15分）
二、作品简答（30分）
1、请在下面写出模型名称以及用途？（5分）
2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）（1）齿轮传动的组成？（5分）
（2）齿轮啮合的两种方式，写出模型中利用的一种特殊的齿轮？（5分）
（3）什么是轮轴结构？（5分）在哪里用到？（2分）
（4）此机构是加速还是减速结构？（2分）分析力是怎么通过手柄传递的？（6分）
一、模型样例
奇怪的时钟
二、作品简答（30分）
1、请写出奇怪时钟的奇怪之处？（5分）
2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）
（1）齿轮传动的组成分析奇怪的时钟模型，时针分针为何转速不同？写出传动过程模型中由把手提供动力的传递过程？（15分）
（2）模型中把手处运用的是哪种简单机械？（10分）
一、模型样例
烤肉架
二、作品简答（30分）
1、请在下面写出烤肉架的用途？（5分）
3、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25 分）（1）该模型型中多个齿轮传动的作用是什么？（ 5 分）（2）分析各齿轮转动的快慢(10 分）
（3）模型中把手处运用的是哪种简单机械（10 分）
一、模型样例（70 分）
手动风扇
二、作品简答（30 分）
1、请在下面写出风扇的用途（ 5 分）
（1）列表写出加速传动与减速传动中，半径，齿数，转速和传动力的关系。

（15 分）
已知：小齿轮与大齿轮的的半径比为1:3.
齿轮啮合半径齿数转速传动力作用
大齿轮带动
小齿轮
小齿轮带动
大齿轮
（2）模型中把手处运用的是哪种简单机械（10 分）
一、模型样例（70 分）
起重机
二、作品简答（30 分）
1、请在下面写出起重机的用途（ 5 分）
（1）什么是定滑轮？什么是动滑轮？什么是滑轮组？（15分）（2）列出定滑轮、动滑轮的特点。

（10分）
一、模型样例（70分）
履带车
二、作品简答（30分）
1、请在下面写出履带车的用途（5分）
2、请在下面写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）
（1）履带的组成部分有哪些？（10分）
（2）列出链传动的特点。

（15分）
参考答案
《秋千》
1、请在下面写出模型名称以及用途（ 5 分）
答：秋千，一种运动器具，或者是游戏用具，我们在公园，学校或者社区都能见到。

2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25 分）
(1)找出模型中的稳定结构，并说出其特性（ 5 分）
答：支架上的三角形。

三角形具有稳定性，有着稳固、坚定、耐压的特点。

(2)列举上述结构生活中的实例（ 5 分）
答:埃及金字塔、埃菲尔铁塔、斜拉索桥、钢轨、起重机、三角形吊臂、三角形框架、屋顶、篮球架、自行车、
高压电线杆的支架、晾衣架。

(3) 分析秋千运动过程中的能量转化（15 分）
答：秋千运动时，动能和重力势能在相互转化。

动能：物体由于运动而具有的能量。

重力势能：物体被抬高时，由于自身重量而产生的能量。

从最低点到最高点的过程中，速度越来越小：而高度越来越大动能转化为重力势能；到达最高点时，速度为零，
高度最大，所以动能为零，重力势能最大，全部动能转化为重力势能。

从最髙点下降到最低点的过程中，速度越来越大，而高度来越小，这时重力势能转化为动能，到达最低点时，高度最小，速度最大，动能最大，重力势能最小。

《跷跷板》
1、请在下面写出模型名称以及用途（5分）
答：跷跷板、主要应用于户外健身，以及儿童娱乐。

2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）
（1）杠杆的五要素（5分）
答：动力臂、阻力臂、支点、动力、阻力
（2）杠杆平衡的条件（5分）
答：动力×动力臂=阻力×阻力臂；
（3）简述杠杆是用什么原理分类，并列举生活中的实例（15分）
答：杠杆分为等臂杠杆、费力杠杆、省力杠杆（ 3 分））
等臂杠杆：动力臂和阻力臂长度相同；如天平，跷跷板（ 4 分）
费力杠杆：阻力臂长度总是大于动力臂；如镊子、鱼杆、扫帚等（ 4 分）；
省力杠杆：动力臂长度总是大于阻力臂；如门、订书机、板手等（ 4 分）
《搅拌器》
1、请在下面写出模型名称以及用途（5分）
答：搅拌器，帮助我们把东西搅拌的更匀。

2、请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25分）
（1）齿轮传动的组成？（5分）
答：齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮、机架组成。

（2）齿轮啮合的两种方式，写出模型中利用的一种特殊的齿轮？（5分）
答：垂直啮合、水平啮合，冠齿轮。

（3）什么是轮轴结构？（5分）在哪里用到？（2分）
答：轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械叫做轮轴。

外环叫轮，内环叫轴。

轮轴俩个环是同心圆。

在手柄处用到轮轴结构。

（4）此机构是加速还是减速结构？（2分）分析力是怎么通过手柄传递的？（6分）
答：此机构为加速结构，转动手柄，带动大齿轮力通过大齿轮传递到小齿轮上，速度增加，所以是加速，又由于小齿轮和冠齿轮同轴转速相同，冠齿轮和中齿轮垂直啮合，最终把力传递到搅拌器的搅拌抓上。

《奇怪的钟》
1.请写出奇怪时钟的奇怪之处（5分）
答：家里的时钟：时针转动 1 周分针转12 周：而奇怪时钟：时针转动 1 周分针转 5 周。

2.请写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25 分）
(1)分析奇怪时钟模型，时针，分针为何转速不同？写出传动过程模型中由把手提供动力的传递过程？（15 分）
答：由把手提供动力，带动同轴的灰齿轮（小〉转动，灰齿轮（小）分别带动同轴的灰齿轮（中）和啮合的灰
齿轮（大）。

(1)灰齿轮（小）带动同轴的灰齿轮（中），同轴转速不变；灰齿轮（中）通过啮合带动上方的灰齿轮（中）连
同分针一起转动（分针的灰齿轮不固定在轴上），两个大小相同齿轮啮合，转速不变，所以分针的转动速度=把手的转动速度=灰齿轮（小）的转速。

(2)灰齿轮（小）啮合灰齿轮（大）转动，小齿轮带动大齿轮是减速装置，小齿轮与大齿轮的齿数比为1:5,所以大
齿轮转动速度为小齿轮的五分之一；大齿轮带动同轴的时针一起转动，同轴转速不变，所以时针的转动速度= 灰齿轮(大）的转速=灰齿轮（小）转速的五分之一。

所以分针转动速度是时针转动速度的五倍。

(2)模型中把手处运用的是哪种简单机械（10 分）
答：轮轴。

轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械叫做轮轴。

外环叫轮，内环叫轴。

轮轴两个环是同心圆。

轮轴的实质：能够连续旋转的杠杆。

当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆，轮和轴的半径相差越大则越省力, 但越费距离。

动力作用在轴上则轮轴
为费力杠杆，轮和轴的半径相差越大则费力,但越省距离。

《烤肉架》
1.请在下面写出烤肉架的用途（ 5 分）
答：烤肉架一种烧烤食品机械设备，其主要功能是做各种烧烤制品。

主要应用于烧烤店铺、流动烤肉等。

2.请下面写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25 分）
(1)该模型型中多个齿轮传动的作用是什么？（ 5 分）
答：实现远距离传递动力，使烤肉机多个轴一起转动。

(2) 分析各齿轮转动的快慢(10 分）
答：齿轮从下到上依次排号为 1 号，2 号，3 号，4 号。

小齿轮与大齿轮半径比为1:3。

1 号齿轮与把手同轴,转动速度=把手转动速度。

2 号齿轮由 1 号齿轮带动，小齿轮带动大齿轮为减速装置， 2 号齿轮转动速度= 1 号齿轮转速的三分之一=把手
转动速度的三分之一。

3 号齿轮和 1 号齿轮大小相同，所以 3 号齿轮转速=1 号齿轮转速
4 号齿轮和 2 号齿轮大小相同，所以 4 号齿轮转速=2 号齿轮转速
所以 1 号，3 号转动速度快，和把手转动速度相同； 2 号，4 号转动速度慢，为把手转动速度的三分之一
（3）模型中把手处运用的是哪种简单机械（10 分）
答：轮轴，轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械叫做轮轴。

外环叫轮，内环叫轴。

轮轴两个环是同心圆。

轮轴的实质：能够连续旋转的杠杆。

当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆，轮和轴的半径相差越大则越省力，但越费距离。

动力作用在轴上则轮
轴为费力杠杆，轮和轴的半径相差越大则费力，但越省距离。

《手动风扇》
1. 请在下面写出风扇的用途（ 5 分）
答：风扇是指热天借以生风取凉的用具。

用电或者手动驱动使扇叶进行转动，加快周围空气流动达到乘凉效果。

2. 请在下面写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25 分）
（1）列表写出加速传动与减速传动中，半径，齿数，转速和传动力的关系。

（15 分）已知：小齿轮与大齿轮的的半径比为1:3.
齿轮啮合半径齿数转速传动力作用
加速变小
大齿轮带动小齿轮3:1 3:1
加速装置
1:3 3:1
减速变大
小齿轮带动大齿轮1:3 1:3
减速装置
3:1 1:3
（2）模型中把手处运用的是哪种简单机械（10 分）
答：轮轴。

轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械叫做轮轴。

外环叫轮，内环叫轴。

轮轴两个环是同心圆。

轮轴的实质：能够连续旋转的杠杆。

当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆，轮和轴的半径相差越大则越省力，但越费距离。

动力作用在轴上则轮轴
为费力杠杆，轮和轴的半径相差越大则费力，但越省距离。

《起重机》
1、请在下面写出起重机的用途（ 5 分）
答：起重机能在一定范围内垂直提升和水平搬运重物。

2、请在下面写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25 分）
（1）什么是定滑轮？什么是动滑轮？什么是滑轮组？（15 分）
答：定滑轮：轴固定不动的滑轮；
动滑轮：轴随物体一起移动的滑轮；
滑轮组：由多个定滑轮和动滑轮所组成的机械结构。

（2）列出定滑轮、动滑轮的特点。

（10 分）
答：定滑轮：①可以改变力的方向；②不省力也不费力；③拉动距离和物体上升距离相等。

动滑轮：①不改变力的方向；②省一半的力；③拉动距离是物体上升距离的两倍。

滑轮组：①既可以改变力的方向又可以省力；②绕过动滑轮的绳索有几段就只用花几分之一的力；③绕过动滑轮
的绳索有几段，拉动距离就是物体上升距离的几倍。

《履带车》
1、请在下面写出履带的用途（ 5 分）
答：履带多用于低速大负荷的经济型传动场合。

2、请在下面写出该模型中蕴含的知识点（请同学分条作答，25 分）
（1）履带的组成部分有哪些？（10分）
答：履带是由主动轮驱动、围绕着主动轮、负重轮、诱导轮和托带轮的柔性链环。

履带由履带板和履带销等组成。

履带销将各履带板连接起来构成履带链环。

履带板的两端有孔，与主动轮啮合，中部有诱导齿，用来规正履带，
并防止坦克转向或侧倾行驶时履带脱落，在与地面接触的一面有加强防滑筋（简称花纹），以提高履带板的坚固
性和履带与地面的附着力。

（2）列出链传动的特点。

（15分）
答：①传动链必项在同一平面；
②传动链是同向传动；
③传动链变速时反应较慢；
④传动链可自由调节；
⑤传动链可准确无误的递动力；
⑥传动链速度与力的计算与齿轮相同。