1.下雨天同学们带雨具到教室,但没有地方放,请你设计一个“雨具架”用于放雨伞。
要求:(1)结构简单、稳固、易于制作 (2)便于摆放在教室中 (3)价格低廉
设计内容:⑴用草图及文字说明设计方案
⑵说明选用的材料、结构、连接方式
⑶说明作品的特点
答:全不锈钢制作不生锈,下置集水盘,四个脚保持一定的支撑面以提高稳定性,用焊接方式连接,简单且牢固可靠,外形简洁、美观漂亮,结构紧凑,占地小。
2.下雨天,同学们会带来各种各样的雨具。为了放好这些雨具,让教室更加整洁,需要在教室里放置一个雨具架。请从结构的稳定性、强度、材料、使用方法以及美观等方面综合考虑,设计一个雨具架,以方便放置雨具。
(1)结合设计的一般过程写出设计思路。
(2)用草图表达你的设计思想,并写出必要的说明。
(3)针对你的设计方案,列出加工所需的工具和材料。
(4)画出具体的加工流程图。
答:(1)A.发现与明确问题——雨具凌乱放置不方便、不卫生、不安全,需要设计一个统一放置雨具的设备;B.制定设计方案——进行设计分析,选定材料,确定大小、颜色、形状、功能等,并画出草图;C.制作原型或模型——绘制三视图,制作模型;D.测试、评估、优化。
(2)略。
(3)工具:木工尺、框锯、木工刨、羊角锤等。材料:木条、铁钉。
(4)
3.作为一名高二学生,请结合你在学校所使用的课桌发现的缺陷和不足,根据设计的创新性、实用性、经济性、美观性等原则,为学校设计一张更适合高中生使用的课桌。
(1)简述设计的一般过程
(2)根据你发现和明确的问题,提出具有一定可行性的设计要求
(3)综合考虑人、物、环境三个方面,提出设计应主要考虑的因素
(4)请运用草图法、模仿法、联想法、奇特性构思法中的一种或几种,构思出一个方案。并用草图及必要的文字说明你的方案
答:①简述设计的一般过程 发现与明确问题、 制定设计方案、 制作模型或原型、 测试、评估及优化、 产品的使用和维护。
②提出你的设计要求
A.功能要求:具备基本的功能,同时具备桌脚可升降、桌面可倾斜(符合人体工程学)、空间拓展可存放更多书本的功能等等;
B.技术要求:课桌基本高度适当、木料材质表面处理工艺等等;
C.外观要求:大方、明快等等;
D.耐用性:结构稳固,经久耐用等等;
E.成本要求:200元人民币以内等等;
F.其他方面的要求。
③综合考虑人、物、环境三个方面,提出设计应主要考虑的因素
产品设计三要素 分析 考虑的因素
人(高中生) 学习任务重 经久耐用、利于高效学习
处于生长发育期 高度适中或可升降调节、桌面可倾斜避免脊柱生长不良(生理上考虑)
明快、大方(心理上考虑)
安全意识弱 各零部件不易造成对人体的伤害
物(课桌) 功能 基本功能、附加功能等
材料 木质、塑料、合金等
造型 形状传统、色彩柔和、质地细腻或其他,等
环境(教室) 适应性 摆放稳定、体积适中等
环境保护 无污染等
④请运用草图法、模仿法、联想法、奇特性构思法中的一种或几种,构思出一个方案。并用草图及必要的文字说明你的方案。
方案一文字说明:
A. 木质材料;
B. 桌面通过支架可倾斜放置或水平放置;
C. 桌脚可通过活动螺丝调节课桌高度;
D. 其他。
方案二 方案三
4.为了整治学校周边环境,要在学校门口竖立一块长3米,宽1.5米的告示牌,请你选用下列材料,从设计的创新性、实用性、经济性、稳固性、美观性的角度,为学校设计一块告示牌。要求: 画出告示牌的草图,并标注尺寸。
说明告示牌结构各部分所选用的材料、规格。
计算出告示牌的材料造价。
各种材料目前市场参考价格:
材料 木板 镀锌铁板 玻璃 塑料板 高密度复合板
单价(元 / 平米 ) 50 元 35 元 27 元 45 元 25
材料 木条 铁条( L 型) 铁 管
规格(毫米) 60 × 60 50 × 50 30 × 30 40 × 40 30 × 30 20 × 20 Φ 60 Φ 30 Φ 20
单价(元 / 米) 25 元 22 元 15 元 12 元 9 元 6 元 30 元 27 元 8 元
答:说明:(能从设计的创新性、实用性、经济性、稳固性、美观性的角度画出草图)
告示牌的外框和支架部分选用40X40mm2的L型铁条,内框衔架选用30X30mm2的L型铁条。告示牌板面选用镀锌铁板。(内框衔架必须有加强条,但不能过多或过少)
材料造价:L型铁条(3×2+2.5×2+1.8×2+0.7×2)m×12元/m=192元
(3+1.5×2)m×9元/m=54元镀锌铁板1.5×3m2×35元/m2= 157元
答:告示牌的材料造价一共503元。
5.现有四种材料,分别是木条、三合板、竹片和有机玻璃,要求设计一个能够放在写字台上的简易相框。请你根据所提供的材料完成以下任务:
(1)使用不同材料构思一个设计方案,并画出草图(注明所用材料)。
(2) 根据设计的方案,分别从相框结构设计,相框的稳定性的角度,对其进行设计分析。
答:(1)相片架的结构分为两个部分,即相框和支架。相框采用木条制作成长方形,可采用玻璃胶连接。相框木条具有一定的截面形状,因为前部需要放有机玻璃,后面需放三合板,并保证一定的强度。支架的作用在于能支撑相框不易翻倒,故在相框背部添架木条,用以支撑相框。支架与框之间采用铰接。
草图为:
(2)为了增加相框的结构强度,在四个角的位置可用细木条进行固定。增加相框稳定性就是让相框的重心落在相框边与支架所围成的三角形之中,支架木条与相框连接处不能太低,最少也应该连接在中间位置
6.同学们随着社会的发展电脑已经进入平常百姓家,人们对电脑的设计要求越来越高但是对电脑桌的设计要求有点疏忽,直到进入二十一世纪人们才开始意识到电脑桌对使用者身心与健康都有很多的影响作用,为了让使用者更舒适与健康有很多
设计者在不断的努力设计各式各样的电脑桌,例如如图,假如你是一个设计者
(1)说出你设计电脑桌的一般原则有那些?
(2)说出你设计电脑桌的一般过程是什么?
(3)说出根据你设计的电脑桌的方案制作模型的一般步骤?,
答:(1)设计的一般原则:创新原则、实用原则、经济原则、美观原则、道德原则、技术规范原则、可持续发展原则。
(2)设计的一般过程:1、发现与明确问题 2、制定设计方案 3、制作模型或原型 4、测试、评估及优化 5、产品的使用和维护。
(3)模型的制作的一般步骤:(1)选择合适的材料 (2)准备工具和设备 (3)划线 (4)加工 (5)装配 (6)表面处理 (7)评价 (8)表面润色
7.2008年奥运会在中国北京举行,学校需要设计一个宣传告示栏,请同学们结合学过的知识进行加工、制作和安装。
(1)结合设计的一般原则写出设计思路。
(2)用草图表达你的设计思想,并写出必要的说明。
(3)针对你的设计方杂案,列出加工所需的 主要工具和主要材料。
(4)画出具体的加工流程
答:1)、有提到设计一般原则具有创新原则、实用原则、经济原则、美观原则、技术规范原则和可持续发展原则七大原则的给3分;在自己的作品中有根据这些原则中的某几个原则进行设计的给3分;
2)、有画出设计草图的给分;并付有相应文字说明的给分;
3)、有给出设计方案的给分,列出所需工具的给分;如采用落地式的宣传栏、壁挂式等不同结构,所列工具如铁锤、钢锯、卷尺、水平尺等,材料有角钢、木板、塑料板、木线条、铁钉。
4)、由于不同设计方案,制作流程不同,大致制作流程是:备料→材料加工→制作,视详略情况酌情给分。
8.为了保护环境减少白色污染,建议禁止或减少一次性塑料袋的使用;因此请你设计一种菜蓝子,代替目前使用的一次性塑料袋。
(1)你是怎样设计菜蓝子的功能和结构的?
(2)请你对菜蓝子的筐底、筐架、提手进行设计分析。
(3)用草图展示你的设计。
(4)针对你的设计方案,列出加工所需要的工具和材料
(5)用方框流程图画出具体的加工流程图
答:(1)竹蓝子的功能:代替一次性袋子,装盛物品
竹蓝子的结构:以框架结构为主,比较柔性
(2)竹蓝子的筐底:(如可折、四方、圆形等)
竹蓝子的筐架:(如可拆、刚性、柔性等)
竹蓝子的提手:(单提手、双提手、叉提手等)
(3)草图略
(4)结合设计的竹蓝子的具体实际进行说明。
(5)串行工序和并行工序都可
9.小明在学校住宿,但由于宿舍的空间有限,没有位置摆放书籍,请同学们帮助小明设计一个既不占太多的地方又结实耐用的书架,要求按照设计的一般过程来设计,并画出草图。
答:设计一个壁挂式书架,既结实又节省地方
设计过程:
1、发现与明确问题:
根据题目要求,我们知道,要设计一个在宿舍中使用的既结实又省地方的方便书架。由于是学生使用,所以成本就应该较低,并方便制作。
2、制定设计方案:
根据所见过的一些书架以及环境等方面的考虑,设计的产品所选用的材料有:厚木板,2个合页,八个螺丝,2个铁制支架等材料,采用壁挂式。
草图:(略)
3、制作模型或原形:
由于制作方法简单易行,所以直接制作原形。
首先利用合页及螺丝将厚木板固定在位置适当的墙上,然后再将支架分别支撑在墙面以及木板的下面。
4、测试、评估及优化:
将书放在书架上,观察木板的弯曲程度,根据木板厚度及支架的质量判断书架能放多少书。最后可以在书架上刷一层彩色的油漆或铺一层包装纸以达到优化的目的。
5、产品的使用及维护:
在使用书架的过程中,不能放过多的书籍在上面,要经常擦拭,保持清洁即可。
10.同学们的书桌上通常都有5-6本常用书和工具书,7-8支各种笔,3-4本练习本,直尺,圆规,三角板……以及其他学习用具.为了放好这些用具方便拿取,请同学们设计一个多功能学习用品架.要求: 画出草图,并说说设计的一般过程。
答:1.发现与明确问题——学习用品太杂乱,需一用品架来摆放.自己有能力制作一个用品架。
2.制定设计方案——选定材料,确定大小,颜色形状……分析遇到的问题,解决的方法
3.制作原形或模型——画出草图
4.测试,评估.优化
5.使用和维护
11.设计一张公园使用的长椅。用草图展示你的设计,并举出你设计该长椅时所考虑的五个因素。
答:设计长椅时应考虑功能、结构、材料、环保、耐久性、成本等。草图表达清晰、结构合理可得6分。每答对1个设计考虑的因素可得2分,超过5个因素的按前5个给分。应结合所设计的长椅例举所考虑的因素,没结合或因素与分析脱节的答案,只给0.5分。其它答案只要合理,可以参照评分标准给分。
长椅面料采用新型环保塑胶木,具有木材的质感和美观,而且有效解决了木材在室外容易开裂、腐朽、生虫等缺陷。椅架采用钢铝制型材,所有产品构件均采用严格的表面除油、除锈和磷化工艺处理形成可靠防锈底层,增强附著力,然后再选用进口优质户外粉末,在金属表面披覆一层乙烯基聚合树脂。看上去高档美观大方,可提升周围环境的档次,耐候性强;不易剥落;易维护;使用年限至少8年以上;价格也不高;圆形护手更有特色。
12.小张家里装修完以后,觉得在房间进门处(玄关)缺少一个鞋柜,进门处可利用的空间尺寸为长800mm、宽250mm、高2800mm。请你为小张设计制作一个方便又实用的鞋柜。
(1)结合设计的一般过程写出设计思路。
(2)用草图表达你的设计思想,说明该作品的总体尺寸(长、宽、高)。
(3)为检测鞋柜的强度设计一个小试验,简述试验步骤。
(4)写出具体的加工流程图。
答:(1)结合设计的一般过程写出设计思路。
A、发现与明确问题——鞋子放置不方便、不雅观,需要设计一个统一放置鞋子的设备;
B、制定设计方案——选定材料,确定大小、形状、结构、功能等,分析在制作过程中可能会遇到的问题,该如何解决?画出草图。
C、制作原形或模型——绘制三视图,进行制作。
D、测试、评估、优化。(点到即可)
E、使用和维护。(点到即可)
(2)用草图表达你的设计思想,说明该作品的总体尺寸(长、宽、高)。
草图略。答题提示:能画出简易的草图,并作适当说明就给分,质量好的给高分。要求:比例适当、布局合理、清晰明了。
作品总体尺寸大于空间尺寸,不给分。高度设计得过高,长与宽尺寸合理,
(3)为检测鞋柜的强度设计一个小试验,简述试验步骤。
如:用手抓在鞋柜一侧,左右方向推拉鞋柜,应无明显晃动和变形;
两手分别抓在鞋柜两侧的中间位置,在前后方向推拉鞋柜,应无明显变形;
两手分别抓在鞋柜两侧,一手前一手后反方向推拉鞋柜,应无明显的扭曲变形。
(只要合理即可给分)
(4)写出具体的加工流程图。
如:
其他合理答案均可给分,无方框、无箭头扣分
13.人与机之间存在着复杂的关系,我们在设计中考虑人机关系,需要注意处理哪些方面的关系?学生佩带眼镜的过程中,应考虑哪些方面的人机关系?(写出3个以上)
答:普通人与特殊人群,静态的人与动态的人,人的生理需求与人的心理需求,信息的交互等等(可给4分)。学生佩带眼镜的过程中,应考虑眼睛与镜片的关系,鼻托与鼻梁的关系,镜框与耳的关系等等。(3分)
14.“大东方号”事例说明了什么?(8分)
19世纪50 年代,英国设计制造了一艘以庞大蒸汽发动机为动力的铁壳轮船——“大东方号”。“大东方号”集中了当时造船技术的精华。运用了所有能运用的动力装置,成为当时世界上最大的远航轮船。但是,“大东方号”并没有进行模型的制作就投入了生产。结果,动力设备与庞大船体的动力需要不匹配,首航便告失败。 当时参与设计的工程师威廉.弗劳德 从中吸取教训:制造船舶时一定要制造模型进行试验。他仿造了“大东方号”轮船模型,在水槽中进行试验,测出真船所需的发动机动力数据,该数据与真船的数据惊人的一致!
答:分析:导致“大东方号”轮船首航失败的根本原因。
任何一项技术在投入生产之前都要通过模型制作,并对模型进行技术试验。只有通过对模型的制作和试验,才能使设计对象具体化;帮助分析设计的可行性。防止出现重大事故。
15.原先,人们到银行或储蓄所取款,需要人工填单、记账,保存纸质的账单。自从引入了计算机管理系统,改进了取款的流程,减少了中间环节,大大提高了工作效率。在银行的自动柜员机完成一次取款流程主要有以下的几个环节:确认注意事项、选择取款业务、领取钞票、确定金额、输入卡的密码、取走银行卡(以上环节没有按正常时序排列)。银行为了保证卡的持有人的安全,设置了有限次数的密码输入,一般情况下,当密码输入错误次数超过3次,柜员机会把银行卡回收并通知卡主一些时候处理方法,本次取款业务结束。
请你根据以上材料,回答以下问题:
1.输入密码时和密码输入错误这两个地方都存在着判断,在方框流程图当中,请把表示判断的符号画出。
2.请用所学的方框流程图,把在自动柜员机完成一次取款业务的流程图表示出来。
16.试验分析:(6分)
下图是两位同学制作的筷子支架结构。为什么右边这个只能支撑一个5千克的铅球,而左边这个却能支撑两个共8千克的铅球?请分析原因。
答:因为结构的强度与结构的形状有关。左边的结构内部有三角形支撑结构,所以它的强度更强,能支撑2个铅球。而右边结构的内部没有三角形支撑结构,所以它只能支撑1个铅球。(3分)
左边的结构更加稳定,因为它的支撑面积比右边的大。(3分)
17.(12分)如图所示是水箱液位控制系统,当水箱出水量大时,水位下降浮子下沉,带动活塞偏离进水口位置,此 时进行补水直到水箱里的水位上升到给定水位,浮子上浮,活塞归位。在这个系统中,浮子、活塞以及两者之间的连杆机构组成一个杠杆系统。试回答以下问题:
(1)该控制系统是开环控制还是闭环控制?
(2)该控制系统的输入量和输出量分别是什么?
(3)该控制系统中浮子起什么作用?
(4)画出控制系统的框图。
答:(1)该控制系统是闭环控制系统2分
(2)该控制系统的输入量给定水位,(5分)输出量是实际水位4分
(3)该控制系统中浮子起反馈调节作用,当水位下降时浮子下沉通过杠杆系统将活塞下拉,使水位回升到给定值。3分
(4)3分
给定水位 比较器 控制器 进水 水流量 水箱 水位
检测装置(浮球)
18.为你家设计一张单人床
(1)、请你对你的设计进行设计分析。如功能、结构、人机关系等
(2)、用草图展示你的设计
(3)、请你对你的设计作品进行设计评价
答:利用制定设计方案中的基本过程:应该包括收集信息、设计分析、方案构思、方案呈现、方案筛选等完成对单人床的设计过程,最后对设计产品或者设计过程进行评价。(评分按照学生完成上述要求的情况酌情给分。)
19. 如图所示的形体,长为20mm,宽为8mm,高为9mm,曲面的半径为4mm。
(1)根据已有的正等轴测图和左视图,补充完成主视图和俯视图。(2分)
(2)在完成的三视图上标注相应的尺寸。(4分)
20.分析题(30分)
(1)某班同学,在学习流程中的环节时产生了争论,(上午的课程依次安排为:数学、物理、化学、体育)
A同学说:今天上午的课应该划分为2个环节,从中间大休息的地方为界限;B同学说:今天上午的课应该划分为3个环节;你认为哪个同学说的有道理,为什么?(8分)
答:a、 两个人的观点都是对的 b、 环节是个相对的概
(2).声光自动控制白炽灯开关的基本工作原理如下:白天或夜晚光线较亮时,光控部分将开关自动关断,声控部分不起作用。当光线较暗时,光控部分将开关自动打开,负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通,取决于声音信号强度。当声强达到一定程度时,电路自动接通,点亮白炽灯,并开始延时,延时时间到,开关自动关断,等待下一次声音信号触发。这样,通过对环境声光信号的检测与处理,完成电路通断的自动开关控制。请根据以上分析,画出声控灯的控制方框图。(10分)
(3)北京奥运会火炬长72厘米,重985克,燃烧时间15分钟,在零风速下火焰高度25至30厘米,在强光和日光情况下均可识别和拍摄。在工艺方面使用锥体曲面异型一次成型技术和铝材腐蚀、着色技术。火炬外形制作材料为可回收的环保材料。
北京奥运会火炬在燃烧稳定性与外界环境适应性方面达到了新的技术高度,能在每小时65公里的强风和每小时50毫米的大雨情况下保持燃烧。在工艺上采用轻薄高品质铝合金和中空塑件设计,十分轻盈。下半部喷涂高触感塑胶漆,手感舒适不易滑落。北京奥运会火炬是我国自主设计研发的产物,拥有完全的知识产权。
北京奥运会火炬使用燃料为丙烷,这是一种价格低廉
的常用燃料。其主要成分是碳和氢,燃烧后只有二氧化
碳和水,没有其他物质,不会对环境造成污染。
请回答:祥云火炬的设计主要体现了技术的哪些特性?(4分)
从结构和使用的材料上分析祥云火炬的特点和所体现的设计原则。(8分)
答:创新性(北京奥运会火炬在燃烧稳定性与外界环境适应性方面达到了新的技术高度)
综合性(综合运用多种知识);专利性(拥有完全的知识产权);目的性(在强光和日光情况下均可识别和拍摄)(写出4个得8分)
特点 设计原则
使用锥体曲面异型一次成型技术 创新原则
中空塑件设计,壳体结构 经济原则
下半部喷涂高触感塑胶漆,手感舒适不易滑落。 美观原则
火炬外形制作材料为可回收的环保材料 可持续发展原则
在强光和日光情况下均可识别和拍摄 实用原则
21.设计题(24分)
为了保护环境减少白色污染,建议禁止或减少一次性塑料袋的使用;因此请你设计一种菜蓝子,代替目前使用的一次性塑料袋。
(1)你是怎样设计菜蓝子的功能和结构的?
(2)请你对菜蓝子的筐底、筐架、提手进行设计分析。
(3)用草图展示你的设计。
(4)针对你的设计方案,列出加工所需要的工具和材料
(5)用方框流程图画出具体的加工流程图
答:(1)竹蓝子的功能:代替一次性袋子,装盛物品
竹蓝子的结构:以框架结构为主,比较柔性
(2)竹蓝子的筐底:(如可折、四方、圆形等)
竹蓝子的筐架:(如可拆、刚性、柔性等)
竹蓝子的提手:(单提手、双提手、叉提手等)
(3)草图略
(4)结合设计的竹蓝子的具体实际进行说明。
(5)串行工序和并行工序都可
22.问答题:某中学设有两个学生食堂,正常情况下每个食堂能容纳的就餐人数是500人。近两年,随着学校办学规模的扩大,就餐人数随之增加,每个食堂就餐人数达到670人左右,每到中午就餐时间,学生们排着长队等待就餐。如何减少学生就餐的排队时间?请你提出解决这个问题的几种方案,并通过适当方法对各种方案进行分析、比较,然后确定使用方案。(25分)
方案 优点 缺点
统一菜式,以班级为单位派2~4人去领取事先准备好的饭菜。 大大缩短了就餐排队等候的时间,提高了劳动利用率 学生不能根据自己的喜好选择自己想吃的饭菜,不够人性化。
把窗口进行调整,分为套餐窗口和自由窗口,套餐窗口只提供事先搭配好的几种类型的菜式,自由窗口可以根据学生的喜好,临时搭配菜式。 缩短了就餐排队等候的时间,学生能够部分地根据自己的喜好进行选择。 套餐窗口提供的几种类型的搭配必须事先摸底调查,找到能为部分学生接受的组合方式,有一定的难度。
扩大食堂的规模 缩短了就餐排队等候的时间,学生能够完全根据自己喜好进行选择。 饭堂要增加投入,而且需要一定的工期。
综合各种方案的优点和缺点,在短期内选择第二个方案比较合适,长期来看,要选择第三个方案。
23.小南发现一般抽纸盒都是上面开口,因此人们使用时要将卷纸里面的硬纸壳抽掉,再放入盒中从中间抽取纸巾.这样费力又不方便。因此,为解决这一问题,南设计了一个从侧向开口的纸盒。如果你是小南,请根据你的现有条件进行设计,写出你的解决方法,并画出草图。
参考解答:(1)只要学生能说出解决方法的,均可得3分;
(2)画出草图(3分)右侧如图
24.案例分析
1. 纸张的结构造型与强度的关系的试验报告(8分)
高一(3)班赵梅同学在完成了纸张的结构造型与强度的试验之后撰写了如下的试验报告。
试验目的:探究纸张的结构造型与强度的关系。
试验准备:
大小相同的张纸若干,胶水,高度相同的木块两块(用做支架),不同质量的砝码若干,试验记录纸,试验报告书。
试验过程:
1.取一张纸片放在支架上,再将砝码放于纸片上,观察试验现象并记录纸片所能承受的砝码的质量。
2.将其余纸张通过折叠、卷曲等操作,制作成不同的造型(必要时用胶水粘贴),再放于支架上,然后放上砝码,分别记录不同造型的纸张所能承受的砝码的质量。
3.列表比较各次试验中不同结构造型的纸张的强度。
试验总结:
物体的造型对强度有很大的影响,在现实生活中,有很多事例都是通过改变物体的结构造型来增加物体的强度的。
①这个试验报告中包含哪些内容?(3分)
这个试验报告中包含的内容:试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结
②技术试验是一种探索性的实践活动,试验者应具备什么品质?(3分)
试验者应具备科学的精神、严谨的态度、顽强的毅力
③试验报告的文字有什么要求?(2分)
力求简明扼要
2.环保餐具的设计
塑料包装袋引发的白色污染日前严重,并且威胁人类的生存环境和社会发展,人们希望采取有效的措施,减少白色污染对环境造成的压力。可降解无污染的餐具正为实现目的而设计出的一种替代品。其主要原料为价廉、易得的农副产品的不被食用的部分,利用小麦、玉米、高粱、红薯等各种农作物的秸杆、稻壳、花生壳、杂草等,制成各种可供一次或多次使用的盒、筷、杯、盘、碗、勺等餐具。环保餐具质硬、耐热、卫生、无污染,而且使用后还可以作饲料或有机肥料。
⑴国家为什么提倡人们使用环保餐具,而禁止使用泡沫快餐盒?(2分)
塑料包装袋引发的白色污染日前严重,并且威胁人类的生存环境和社会发展,人们希望采取有效的措施,减少白色污染对环境造成的压力。可降解无污染的餐具正为实现目的而设计出的一种替代品,这种快餐盒由稻划、麦秸、谷糠、甘蔗渣制作的盒、碗、盘等制成,不仅原料来源广阔,经济实用,可充分回收利用,形成良性循环,而且完全符合中国国情,市场前景看好。
⑵可降解无污染的餐具的原料有哪些?(3分)
可降解无污染的餐具的原料有:小麦、玉米、高粱、红薯等各种农作物的秸杆、稻壳、花生壳、杂草等
⑶现在市面上的快餐盒的盖子上有“降解”二字,这种快餐盒真的是可降解无污染的餐具?请说出判断方法?(3分)
①由于可降解无污染快餐盒使用后可以作饲料或有机肥料,使用完后给家禽吃,若不吃,则说明是泡沫快餐盒。
②一个泡沫快餐盒只需6分钱,一个可降解无污染快餐盒需3~4角,如果分别购买600个饭盒,泡沫快餐盒需36元,可降解快餐盒需180~240元。作为一个商家不可能进贵的饭盒,否则会亏本。
25.高一(1)班的同学在教室里布置了一些花草,他们把直杆AB的一端固定在墙上将吊兰挂起来,如右图所示。
(1)结构受力的基本形式有压力、拉力、弯曲力和剪切力等。请说出AB杆的主要受力形式。(1分)
(2)简述这个结构存在的缺陷。(2分)
(3)在不改变杆的固定点A和悬挂点B的前提下,简述你对
这个结构提出的改进方法?并在原图上标注改进方案。(3分)
答:(1) 受到弯曲力
(2) 花盆过重时,AB杆可能由于弯曲过度而断裂
(3) 加拉杆或支撑杆
26.某科技小组制作一只台灯的工序和所需时间如下图
(1)这一流程是可以改进的,为什么?(2分)
(2)用图示法描述改进的流程(3分)
答:(1) 作为一个小组,在工作过程中买电子元件、焊底座、做灯罩
这三个工作环节可以同时并行进行
(2)
27. “有一段时间内我们常走的街道由于被连续挖开了几次,造成了人力物力资源浪费,同时也给我们的生活造成了极大的不便,究其原因是几个不同的部门在这段时间里分别进行了各自的工程施工”,
(1)问题产生的原因是什么?(3分)
这是由于几个不同的部门各自为政,封闭工作造成的问题。
(2)从系统分析的角度来看,如何安排更合理?(4分)
作为路面这一个整体系统,在其基础上进行的工作要从全局出发,要具有系统整体性原则这一统筹观点,统一协调工作,才能减少浪费避免不良影响。几个不同的部门同时协商,一次性完成工作。
28. 游泳池注水控制系统中,如果进水管单位时间水流量一定,那么游泳池水位的高低与进水的时间是一一对应的,可以通过设定注水时间,使水位达到希望的标准,但有时水流量会受到水压的影响,我们可以在水池中增加一个监测装置,以保证游泳池的水位能够达到标准,请分别为游泳池的进水系统设计绘制一个开环控制系统(3分)和一个闭环控制系统(4分)。
答:开环控制系统
29.设计一个中学生随身携带的水壶,该如何进行设计分析?请写出影响设计的主要因素
答:对于一个中学生随身携带的水壶,我们应该从三个方面入手:即人、物、环境,这里的人——中学生;物——水壶;环境——随身携带。从水壶分析,水壶壁需要能隔热,避免烫伤学生;这就要求在选材时选用既环保安全的材料而且隔热性能好,或者在水壶壁上增加隔热层;壶盖需要选择隔热的,由于中学生好运动,壶盖和壶身要连在一起,不容易丢失;而且水壶需要有背带,壶的容量不要太大,易于携带。
30.标准件是指经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件。学生戴的眼镜中包括哪些标准件?使用标准件的好处主要有哪些呢?
答: 眼镜中的螺丝、镜架、鼻托等都是标准件,使用标准件主要是能简化制作过程,又能实现通用通换,方便产品的维修和保养,延长产品的使用寿命。
31.在交通法规中规定,驾乘两轮摩托车必须戴好安全帽,否则会被罚款,扣分。请你从结构的角度分析安全帽是怎样保护你的头部的?
答: 安全帽属于壳体结构,壳体结构的受力特点是把力均匀的分解开,所以戴安全帽,当发生车祸的时候冲击力可以均匀分解,使人头部受力均匀,而不是某一点受很大的力。
32.法国著名雕塑家罗丹在个文学家巴尔扎克做雕塑大受人们的称赞,特别是对巴尔扎克的一双手更是赞不决口,罗丹听到人们的议论后,毫不忧郁地从塑像上坎去了这双手。请解释,罗丹这样做的目的何在,给我们以怎样的启示?
启示:做任何事情,要重视整体效应,必要的时候,要学会舍得抛弃部分而保存整体。
33.分析题(共12分)
飞机的设计过程要经过某些试验。在总体设计中有一个任务是确定飞机的外形,外形的确定除了进行必要的计算外,更主要的依据来自"风洞试验"取得气动力数据。在飞机设计进行之中需要进行的试验就更多了,可以说每一个部件、每一个工艺都得进行试验,以确保其可行性。飞机造出来之后,还得进行整机试验,其中包括"静力破坏试验"和"试飞"等试验。根据以上资料,分析技术试验在设计中的作用。
答:①技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段,它对技术应用的实现起到了有力的保障作用。通过技术试验,可以使设计得以改进和完善,将设计的风险和失误降到最低。②在技术设计活动中,技术试验是必不可少的。在技术设计后期,进行综合性的整体试验可为设计的评价提供准确、客观的数据。通过试验,可以发现问题、深化认识、推动技术设计的发展。
34.以前,红绿灯的时间都是事先设定,一定时段内固定不变,难以适应车流的变化。目前,有些城市已开通了智能交通管理系统,这样红绿灯的分配时间随时依据车流量而改变,因此,通行能力有望提高20% 。系统中的智能化“电子警察”与过去相比有两大变化,一是传输快,现在,前端设备只要一拍到照片,就可通过光纤网或无线网络实时传到数据库。二是功能多,以前只能拍摄闯红灯,现在违法变道、乱停放等所有违法行为都能抓拍。现在,交通信号控制系统采用世界上最先进的SCATS区域控制系统,可以依据检测到的车流量变化而自动随时配时,从而避免了路口空闲的现象。
(1)简述:上述智能交通管理指挥系统中在人机关系处理上实现了哪些目标?(4分)答:高效 安全
(2)简述:汽车及行人通过十字路口及人行横道的流程。(4分)
答:汽车:观察 减速 通过 或停车行人:一看 二停 三走斑马线通过
(3)根据上述案例的提示,分析一下智能交通管理系统设计的思路。(6分)
答:控制的目的:提高通车能力,减少路口空闲现象,提高监控能力
控制的对象:汽车及行人
控制对象的特征:运动速度快,流量不稳定。
主要的干拢因素:不遵守交通法规者
控制的方案选择:智能化
35.虎丘塔位于苏州市西北虎丘山顶, 1980年6月有关专家对虎丘塔进行勘查,当时由于全塔向东北方向严重倾斜,不仅塔顶偏离中心线已达2.31m,而且底层塔身发生不少裂缝,成为危险建筑而封闭,停止开放。站在最高的第七层塔心上有站在斜坡上的感觉。钻探地基时发现,塔地基是8层青砖垒砌,深0.5米,青砖之间是用糯米和明矾粘结。塔基一半建在由火山喷发的坚硬的凝灰岩和晶屑流纹岩上,另一半建在人工堆砌的地基上。
问题:
(1)虎丘塔倾斜的原因?(4分)
地基沉降
(2)为什么虎丘塔最高一层偏向一边?(6分)
改变重心、纠正倾斜,使虎丘塔重心垂线没有超过塔底面积范围
(3)你能建议用什么方法来加固虎丘塔,使得塔不继续倾斜?(6分)
塔地基周边钻孔,浇灌钢筋混凝土,加固虎丘塔地基
36.大头贴因其拍的照片生动活泼,灵活多样而深受同学们的喜爱。如果再给它配一个精美有个性的相架那就更能展现自己的风采,下面就请你给你自己的大头贴照片设计一个相架。
(1)首先综合考虑人、物、环境三个方面,提出设计应主要考虑的因素:(6分)
(2)请运用草图法、模仿法、联想法、奇特性构思法中的一种或几种,构思出一个方案。并用草图及必要的文字说明你的方案(8分)
评分原则:a.能充分体现设计思想,是完整的方案即可,对图形是否美观不作要求,可以完全用文字描述,此点3分;b.应对设计方案的材料选择加以说明,此点1分)
(3)请给你设计的产品出具“一份产品使用说明书”。(6分)
大头贴相架 使用说明书
产品简介 本产品是专门为大头贴相片设计的相架,它外观漂亮、风格独特使用方便
使用方法: 先从包装盒中取出相架,然后将苹果挂上,最后将苹果瓣开将大头贴放进去即可。
注意事项: 由于是玻璃制品易碎,因此注意放置在不易碰到的地方,以免打碎。
37. 设计的基本原则中有“安全性原则、可持续发展原则”,现请你依据这两条原则分析在判断题中的第9、10小题,简单回答下面两个问题:
1、哪个安全性较高,为什么?
2、哪个节能效率更高,为什么?
1、新式高压锅安全性较高,四个出气阀任何两个堵塞都不会造成危险。
2、老式节能效率高,因为新式高压锅有两个活动气阀要加热好长一段时间后待压力够大时才关闭,这样相对来说要消耗能源,节能效率就相对低些。
38. 构成系统必须具备哪三个条件?
答:构成系统必须具备三个条件:第一,至少要有两个或两个以上的要素(部分)才能组成系统;第二,要素(部分)之间相互联系、相互作用,按一定方式形成一个整体;第三,这个整体具有的功能是各个要素(部分)的功能中所没有的。
39. 电视机有时在正常工作时会突然出现短暂的图像闪烁或画面紊乱的情况,请分析出现这种相象的原因可能有哪些,举两个例子来说明.
答:原因是电视信号受到了外界磁场信号的干扰.如空调离电视机很近,日光灯等电器都会导致电视机的图象出现闪烁等现象.
40. 有的矿泉水瓶上有若干凸起的横向纹路,它的作用是什么?
答:一是增加瓶子的强度,受力不容易变形;二是增大手与瓶子之间的摩擦力。
41.“木桶理论”认为,木通的盛水量取决于最短的那一块木板的长度。请用系统的观点解释。
答案:木通由若干块木板组合而成,若把木通看成一个整体,每块木板就是部分,“木桶理论”实际上反映了系统的部分与整体的关系,部分影响整体。
42.自行车是我们生活中常见的结构,请根据你所学有关结构的知识回答以下问题:
(1) 自行车的结构设计除了考虑稳定性外,还主要考虑什么性质 它跟什么因素有关
(2) 自行车的车架为什么采用三角形结构?
(3) 自行车的支架部分采用了空心钢管材料,请说明使用这种材料的两种优点。
答:(1)强度,它与结构的形状、使用的材料和构件的连接方式有关。
(2)三角形结构有比较好的稳定性。
(3) 一是减轻车的自重,二是节省材料,降低成本。
43.分析抽水马桶水箱的水位自动控制系统,并回答以下问题:
(1)该系统的控制对象是什么?输入量和输出量分别是什么?
(2)该系统存在哪些干扰因素?
(3)该系统是开环控制还是闭环控制?请简述你的理由。
答:(1)该系统的控制对象是抽水马桶的水箱;输入量是给定水位,输出量是实际水位。
(2)干扰因素主要是水箱的出水流量。
(3)该控制系统是闭环控制系统。理由是该控制系统采用浮球作为水位的高度的检测装置,对控制过程进行了反馈。
如何辨别开环和闭环控制系统
从定义上看:开环控制系统是指控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。而闭环控制系统是指系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。区别的关键看是否存在反馈,反馈肯定有适当的检测装置把系统的输出量返回到输入端的过程。这里出现了检测装置,就引起了不小的误解,有人认为有检测装置就是闭环控制系统这样的错误认识,例如:自动门的案例,当人走进自动门时,红外线装置检测到人体红外线信号,然后通过处理电路,启动电机的正转和反转,实现开门和关门。此控制系统属于开环控制系统,虽然这里有存在红外线检测装置,但不是闭环控制系统,关键看检测装置检测到的信号是输入量还是系统的输出量,也就是看是否存在反馈。控制系统应有立足于两个基本点,其一:什么是控制系统?控制系统应当是指朝向人们的意愿或目的发展的有机整体。控制系统可分为控制器、执行器、被控对象等部分构成,值得注意的是人是个复杂的控制系统,例如:“穿针引线”控制过程,针和线,再加上人,才能组成一个控制系统,如果没有人这个特殊控制系统的主体存在,针和线就不是一个系统了,所以人就充当于控制主体,通过人的眼睛检测针和线的实际位置,把信息反馈给大脑进行处理,人的手来调节线和针孔的位置,这样才构成了一个闭环控制系统。有些控制主体不包括人,但控制系统是按照人们的预期结果发展的。如声光控制白炽灯的开环控制系统,白天光线较亮时,光控开关自动关断,到了晚上或光线较暗时,光控开关自动闭合,当有一定强度的声音信息时,电路才能接通,点亮白炽灯,并开始延时,延时时间到,开关自动关断,等待下一次声音信号触发。此控制系统不需要人的参与,但此控制系统是实现人们节能的目的,弄清楚控制系统的控制主体是基础,在这个基本点上才能进一步分析是开环还是闭环控制系统。其二:分清控制系统与人之间的关系。首先控制系统是离不开人类的而孤立存在的,控制系统本身就是由人类创造出来,为人类服务,完成人类的使命的一个系统。如生活中经常用到得“热得快”热水器,质量好点的带有自动切断电源,起到保护作用,工作的一般过程就是利用电热能加热水温,通过双金属片这个装置检测实际水温,当实际水温达到98摄氏度的时候,双金属片自动断开电路,此控制过程属于闭环控制系统,控制系统是按照人们的目的执行的,但人在控制过程中并没有直接参与,而是已经设定好断开温度。控制系统的工作过程是离不开人的参与。空调的温度控制系统是一个闭环控制系统,能够维持一定的温度,但没有人们对它事先设定的工作温度,那控制系统不会工作,但它还是个控制系统,所以控制系统功能的实现是离不开人,但控制系统是个客观存在的实体,不是由人决定的。
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刨削等表面处理
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