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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