机器人三级考试理论试题解析（试题解析2023年3月青少年机器人等级考试四级理论真题）

ChatGPT虽然是在22年11月发布的，但在国内火起来应该是23年2月份，而3月份的青少年机器人考题就出现了ChatGPT，明显这道题是临时加进来的，毕竟ChatGPT太火爆了。我还用ChatGPT给孩子写过一篇作文，结果孩子总是不满意，让ChatGPT反复改了好几稿，居然都没有入人家的法眼，最后还是人家自己写了，但机器人等级考试这4分孩子倒是拿到手了。

下面对3月份的四级理论真题（30道题）进行逐一解析，希望能帮助到考级的孩子们。

一、单选题（80分）

1. Arduino C语言中，前缀0x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：二进制前缀0b, 八进制前缀0, 十进制无前缀, 十六进制前缀0x。机器人4级考试一般都有两道左右数制的题目，后面第18题，则是考察数制转换的。

标准答案：D

2. Arduino UNO/Nano主控板，下列选项中，关于A0~A5引脚描述正确的是？

A. 仅用于模拟信号输入

B. 仅用于模拟信号输出

C. 可用于模拟信号输入和输出

D. 可用于数字信号输入和输出以及模拟信号输入

解析：0~13为数字引脚；A0~A5为模拟输入引脚，但同时也可以做数字引脚用；PWM（3、5、6、9、10、11）为模拟输出引脚。

标准答案：D

3. 下列选项中关于break语句和continue语句说法正确的是？

A. 在循环结构中break语句是结束本次循环

B. 在循环结构中continue语句是结束整个循环

C. 在循环结构中break是终止整个程序的运行

D. 在循环结构中break是结束整个循环，continue是结束本次循环

解析：当循环中遇到break语句就立即跳出整个循环，也就是说循环结束了，不再继续后面的循环。而当循环中遇到continue语句，则马上执行下一次循环，而本次循环则不再继续。

标准答案：D

4. Arduino UNO/Nano主控板，电路搭设如下图所示，下列选项中，关于LED控制引脚模式设置正确的是？

4

A. pinMode(6,INPUT);

B. pinMode(6,OUTPUT);

C. pinMode(2,INPUT);

D. pinMode(2,OUTPUT);

解析：黄色引脚为数字引脚，红色是5V引脚，黑色接地，所以要设置黄色数字引脚D6的工作模式，而控制LED需要输出电压，所以工作模式为OUTPUT。

标准答案：B

5. Arduino UNO/Nano主控板，通过引脚3向一个传感器发送一个20微秒的低电平触发信号，如下图所示，下列程序正确的是？

5

A.

A

B.

B

C.

C

D.

D

解析：因为要发送电平，所以工作模式为OUTPUT，A、C排除；delayMicroseconds()是微秒延迟函数，而delay是秒延迟函数，故B也排除。这段其实是超声波的trig引脚触发程序。

标准答案：D

6. Arduino C程序如下，当程序运行时，串口监视器输出结果是？

6

A.0

B.1

C.2

D.3

解析：3和3求余的结果是0，在逻辑判断里，非0为真，0为假，所以执行else分支，打印2。

标准答案：C

7. Arduino C程序如下，当程序运行时，串口监视器输出结果是？

7

A.

A

B.

B

C.

C

D.

D

解析：这类题有个经验，外循环是行数，内循环是列数。外循环1~3，就是三行，排除B、C。接下来看内循环，内循环也是1~3，就是三列。再看打印条件是i%2和j%2同时为真，则打印一个* 。考察的重点是循环、求余、以及逻辑且的判断。

现在看第一行的三列（i为1）：

（1） 第1列，j为1：1%2和1%2同时为真，打印*。

（2）第2列， j为2，2%2余数0为假，打印一个空格。

（3） 第3列，j为3，3%2为真，整体为真，打印一个*，第一行打印“* *”，D排除，答案只剩下B。

答案出来后，就不需要再向下计算剩余两行了，毕竟考试时间只有30分钟。

标准答案：B

8. 2022年底，OpenAI发布了新一代聊天机器人模型，推动人工智能应用达到一个新的高度，该模型的名称是？

A. ChatGPT

B. Keras

C. AlphaFold

D. TensorFlow

解析：ChatGPT虽然是在22年11月发布的，但在国内火起来应该是23年2月份，而3月份的青少年机器人考题就出现了ChatGPT，明显这道题是临时加进来的，毕竟ChatGPT太火爆了。我还用ChatGPT给孩子写过一篇作文，结果孩子总是不满意，让ChatGPT反复改了好几稿，居然都没有入人家的法眼，最后还是人家自己写了，但机器人等级考试这4分倒是拿到手了。

标准答案：A

9. Arduino Nano主控板，通过光敏电阻控制LED灯亮度的变化。电路搭设及部分程序如下图所示，当光照强度逐渐增强时，LED的亮度逐渐减弱，此时红框A对应的程序是？

9-1

9-2

A.

A

B.

B

C.

C

D.

D

解析：光敏电阻连接A0引脚，LED连接D6引脚，光越强阻值越小，A0引脚读取的值ldrVal（0~1023）就越大。如果把ldrVal映射为0~255，则灯亮度也越强；如果反转一下映射为255~0，则灯亮度变弱。

标准答案：B

10. Arduino UNO/Nano主控板，通过电位器控制LED灯亮度的变化，部分程序如下，当电位器从一端旋转至另外一端时，LED灯会亮灭几次？

10

A.1

B.2

C.3

D.4

解析：这里没有做map映射，从一端旋转到另一端，potVal的值从0输出到1023。而LED的analogWrite（模拟输出）范围为0~255，可以把1023分为4段，亮灭4次。

比如：potVal=255的时候最亮，256的时候熄灭，重新开始逐渐变亮。

标准答案：D

11. 下列选项中，可用于保存小数的变量类型是？

A. int

B. byte

C. float

D. boolean

解析：int是整型，byte字节型，保存0~255，boolean是布尔型，0或1，而float是浮点型，支持小数。

标准答案：C

12. Arduino UNO/Nano主控板，下列引脚中既具有模拟信号输出功能，又具有数字信号输出功能的是？

A.0

B.6

C.13

D.A0

解析：PWM支持模拟信号输出，PWM引脚有3、5、6、9、10、11，因此答案是B。所有PWM引脚同时也支持数字信号输出。

标准答案：B

13. 下列图示电路中，属于上拉电阻电路的是？

13

A.a

B.b

C.c

D.d

解析：关于上拉电阻电路、下拉电阻电路、内部上拉电阻电路的区分，我做了一个小视频，反响不错，可以在我头条里找到这个视频看一下就明白了。

这道题中:

a：开关断开时，数字引脚D7通过10KΩ电阻和5V相连，这个10KΩ电阻是上拉电阻，这个电路是上拉电阻电路。

b：开关断开时，数字引脚D7通过10KΩ电阻和地相连，这个10KΩ电阻是下拉电阻，这个电路是下拉电阻电路。

c：开关断开时，数字引脚D7即不能连接5V，也不能接地，是一种悬空状态，这是错误的电路。

d：这个更错了，如果开关闭合，就会短路。

标准答案：A

14. Arduino UNO/Nano主控板，读取超声波传感器的返回值，电路搭设和部分程序如下图所示，程序中A/B/C/D分别是？

14

A. 5/4/HIGH/LOW

B. 4/5/HIGH/LOW

C. 5/4/LOW/HIGH

D. 4/5/LOW/HIGH

解析：超声波这段代码不但理论必考，实操也是大概率考到，所有必须数量掌握，只有这6句代码，多练习几遍记牢就行，没有什么是多练习几篇记不住的哦。

左图可以看到触发引脚trig连接D5，信号引脚echo连接D4，代码中字母A指触发引脚，即5，排除B、D。触发的过程是LOW-HIGH_LOW, 代码中字母C是LOW，D是HIGH，排除A，答案是C。

标准答案：C

15. 关于Arduino UNO/Nano主控板的板载LED灯，下列说法错误的是？

A. 该指示灯由13引脚控制

B. 该指示灯的阳极（正极）和13引脚连接

C. 在Arduino C程序中，可以通过“LED_BUILTIN”标识符来控制该指示灯

D. 当串口接收或发送数据是，该指示灯闪烁

解析：Arduino UNO/Nano通过13引脚连接了一个板载LED，通过13引脚控制LED亮灭，开发板上电，这个板载LED都会闪烁，所以D是错误的。

很多人会好奇这个板载LED到底有什么用？其实它用途就是用来测试开发版是否正常的。比如写一段通过13引脚控制板载LED的程序，不需要连接其他设备就可以测试开发板是否正常。

标准答案：D

16. Arduino C语言中，switch ... case语句属于？

A. 顺序结构

B. 循环结构

C. 选择结构

D. 递归结构

解析：顺序、循环、选择是一定要掌握的，递归算法比较复杂，大学数据结构会学到，这里可以不用去掌握。顺序结构就是一行行代码去写，循环常用的有for，while结构，选择常用的有if ...else、switch ... case这样的结构。

标准答案：C

17. 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熄灭的程序段是？

17

A.

A

B.

B

C.

C

D.

D

解析：必考题，一定会有这样的题目，这类题目，首先要分析出来两个细节：

（1） 判断按键的电路模式是什么？如图，这是上拉电路，判断方法可以参考前面的13题，或者看我的电阻视频（又来推荐我的小视频了，哈哈哈），断开时连5V，返回高电平，读取的值为1；按键按下时接地读取值为0，题目是按下按键，所以是0，可以排除B、D。

（2） 判断LED连接5V还是接地？如图LED连接5V，如果输出底电平，形成电压差，LED点亮；如果熄灭LED，则需要信号输出高电平，两端都是5V，形不成电压差， LED就熄灭。因此选A。

标准答案：A、

18. Arduino C程序如下，该程序运行后在串口监视器显示的内容是？

18

A.1110

B.14

C.16

D.E

解析：0开头是八进制，八进制16转十进制为14。

如何将八进制转十进制公式？

公式：将八进制数的每一位按权展开，分别乘以8的幂次方，再将结果相加即可得到十进制数。

计算步骤：

（1）6（最后一位）×1（8的0次方）=6

（2）1（倒数第二位）×8（8的1次方）=8

（3）6 8=14，答案选B。

标准答案：B

19. 当采用5V电压给LED供电时，需要串联限流电阻。下图电路中，蓝色LED的工作电压为3V，电流为10mA，下列选项中，限流电阻最合理的阻值是 ？

19

A. 150Ω

B. 200Ω

C. 300Ω

D. 500Ω

解析：限流电阻和LED串联在一起，会承担一部分电压，这样通过LED的电流就不会过大。

限流电阻的电压为5V-3V=2V，电流0.01A，我们带入公式R=U/I，计算如下：

2/0.01=200Ω

标准答案：B

20. Arduino UNO/Nano主控板，analogRead()函数返回值的范围是 ？

A. 0/1

B. 0 ~ 5

C. 0 ~ 255

D. 0 ~ 1023

解析：妥妥的送分题，考察的是analogRead函数，这是模拟输入函数，返回值0~1023，在前面9、10已经考察过了。

标准答案：D

二、多选题（10分）

21. 下列选项所示表达式，运算结果为真的有？

A. !false

B. false || true

C. false && true

D. 0 != 2

解析：

A. !false，！为非，假求非，结果是真

B. false || true ||是或的关系，有一个真就为真，后面true为真，所以结果为真

C. false && true &&是且的关系，两个条件需要同时为真，前一个不为真，所以结果为假

D. 0 != 2 条件成立，结果为真。

标准答案：A|B|D

22. 有关晶体三极管，下列说法正确的是？

A. 晶体三极管根据构造，可以分为NPN和PNP两种类型

B. 晶体三极管的三个引脚，分别为基极、集电极和发射极

C. 晶体三极管由两个PN结构成

D. 当NPN晶体三极管工作于开关状态，基极输入低电平时，晶体三极管处于截止

解析：晶体三极管涉及的不深入，仅仅是一些基础，这道题目几乎都覆盖到了。

标准答案：A|B|C|D

23. Arduino UNO/Nano主控板，当引脚作为数字引脚使用时，引脚的工作模式有 ？

A. INPUT

B. OUTPUT

C. INPUT_PULLUP

D. INPUT_PULLDOWN

解析：这里有个前提是Arduino UNO/Nano，INPUT输入模式，OUTPUT输出，INPUT_PULLUP内部上拉输入，内部上拉推荐看下小视频，哈哈说第三遍了，我快魔怔了。

Arduino UNO/Nano不支持INPUT_PULLDOWN，但此模式是存在的，只是Arduino UNO/Nano不支持而已，五级会用到。

标准答案：A|B|C

24. Arduino UNO/Nano主控板，下列选项中，可用于永久保存数据的有？

A. Flash

B. EEPROM

C. SRAM

D. 寄存器

解析：这个推荐看我的3月13号的一篇微头条，做了详细的解读。

Flash：我们手机电脑都是用Flash永久存储数据的，电脑的SSD固态硬盘就是使用NAND Flash作为存储介质的。

EEPROM：带电可擦除可编程只读永久存储器，可随机访问、修改任何一个字节，拥有非常高的可靠性与性能，但是电路复杂，成本高。

SRAM：静态随机存储器，用在单片机上，对应你电脑上的内存DRAM，换句话数，你可以简单理解为内存，断电数据就没有了，不能永久保存数据。

寄存器：整合在芯片内部的，又叫缓存，比如最新的英特尔酷睿™ i9 处理器i9-9900,8核16线程16MB缓存，缓存断电后数据就没有了，也不能永久保存数据。

标准答案：A|B

25. 根据是否对输出量进行检测和反馈，控制系统可分为？

A. 开环控制

B. 闭环控制

C. 非线性控制

D. 线性控制

解析：这类题会在多选或判断中出现，考察的是相关的理论基础。

如果可以对输出量检测和反馈的就是闭环，比如我们国家的东风洲际弹道导弹系列，俄的匕首导弹，以及俄乌战场上的明星-海马斯火箭炮，这类制导武器在发射后，其控制系统会根据对目标的偏差，实时修正弹头的姿态。

如果不能对输出量检测和反馈的就是开环控制，比如俄军在战争初期通过直升机发射的S-8系列无制导火箭弹，发射出去后，控制就结束了，不会再根据目标进行修正，如果目标出现位置变化，命中的精度也就变低了。

标准答案：A|B

三、判断题（10分）

26. Arduino UNO/Nano主控板，analogWrite()函数是通过改变占空比实现模拟输出值的变化。

解析：占空比是指一个脉冲周期内高电平的时间，比如占空比50%，输出2.5v。

标准答案：正确

27. HC-SR04超声波传感器通过Echo引脚返回高电平，高电平的持续时间是超声波从发射到接收的时间。

解析：trig是触发引脚，Echo是信号引脚，通过其返回高电平的时间，换算成对应的距离。换算公式我之前写文章详细说明过。

标准答案：正确

28. Arduino C语言，所有非零值均表示真。

解析：0是假，其他都是真。

标准答案：正确

29. Arduino以闭源的方式进行推广，主要包括硬件控制板和软件IDE。

解析：Arduino的核心精神就是开源。

标准答案：错误

30. Arduino UNO/Nano主控板，当程序运行Serial.println(“Hello world！”);语句时，主控板“Rx”指示灯会点亮。

解析：Rx和Tx是两个特殊的引脚，Rx是接收串口数据引脚，比如上传程序，就是通过Rx引脚完成的，上传程序的时候Rx指示灯闪烁；Tx是发送串口数据引脚，比如执行Serial.print的时候，会把数据串口上传给电脑，此时Tx指示灯闪烁。

标准答案：错误

青少年机器人等级考试4级理论还是有一定难度的，首先它考察的知识面实在太广泛了，从基础理论到实际应用，从软件到硬件，从电阻电路到半导体微控制器，所含众多；其次它重点考察的内容还是具有一定深度和难度的。此外，30分钟的时间也比较紧张。

这篇文章分析了30道题，我本来想半天时间就搞定了，结果断断续续写了两天，最近工作的事情也实在太多了，希望本文能对参加四级考试的家长或孩子有帮助，如果觉得不错，可以分享或转发给其他朋友。

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