山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》项目十三任务三 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电技术类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》 项目十三：机械的节能环保 任务三：绿色设计 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 绿色设计的理念主要关注产品的哪些方面（ ） A. 成本和速度 B. 功能和颜色 C. 环保性和可持续性 D. 制造工艺和产量 【答案】C 【解析】绿色设计关注产品的环保性和可持续性，通过减少对环境的负面影响来实现。 2. 环境保护与安全防护措施中，何种方式可有效降低废气排放对环境的影响（ ） A. 加强废气处理设备的维护 B. 增加生产线产能 C. 提高生产速度 D. 减少员工数量 【答案】A 【解析】加强废气处理设备的维护可以保证废气排放达标，减少对环境的污染。 3. 机械产品设计、生产、检验的首要基本原则是（ ） A. 美观性 B. 经济性 C. 创新性 D. 标准化 【答案】D 【解析】标准化是机械产品设计、生产和检验的首要基本原则。遵循国家标准、行业标准和相关技术规范，能够保证产品的互换性、质量和安全性，因此选D。 4. 某企业开发小型输送设备时，以下做法最符合绿色设计要求的是（ ）。 A. 方案阶段评估全生命周期环境影响 B. 制造阶段降低单件加工成本 C. 使用阶段关注设备运行效率 D. 报废阶段采用填埋处理方式 【答案】A 【解析】绿色设计应在产品方案形成阶段综合考虑材料获取、制造、使用和报废等环节的环境影响。尽早评估全生命周期影响，有利于从源头减少资源消耗和污染排放。 5. 机电产品对环境的污染主要有两种形式：直接影响环境和间接影响环境。下列属于间接影响环境的是（ ） A. 耗电 B. 耗煤 C. 产生噪声 D. 电磁干扰 【答案】A 【解析】机电产品对环境的间接影响主要是指产品在使用过程中因消耗能源而间接造成的环境污染。耗电需要消耗能源，可能导致发电过程中的污染物排放，因此属于间接影响环境。 6. 绿色设计在机械产品设计中的目标是（ ） A. 提高产品的价格 B. 减少产品的功能性 C. 最大限度减少对环境的负面影响 D. 增加产品的生产成本 【答案】C 【解析】绿色设计的目标是通过减少产品对环境的负面影响来实现可持续发展。 7. 评价某机械产品环境负荷时，生命周期评价通常应覆盖的范围是（ ）。 A. 从零件加工到产品装配的过程 B. 从原料获取到报废回收的过程 C. 从产品销售到用户安装的过程 D. 从设备使用到故障维修的过程 【答案】B 【解析】生命周期评价关注产品从原料获取、生产制造、使用维护到报废回收的全过程。只评价其中某一阶段，不能全面反映产品的环境负荷。 8. 对于生产过程和设备产生的噪声，应首先从（ ）上进行控制 A. 作业人员 B. 机械设备 C. 传播媒介 D. 声源 【答案】D 【解析】在控制生产过程和设备产生的噪声时，从声源上控制是最根本和有效的方式。通过改进机械设备的设计和制造工艺，优化生产流程等措施，可以直接降低噪声的产生强度，这相比在传播媒介上控制（如设置隔音屏障）、对作业人员防护（如佩戴耳塞）等方法更为优先，能从源头减少噪声危害。 9. 在节能减排的措施中不可行的是（ ） A. 公共汽车改用清洁燃料 B. 禁止使用空调以节约能源 C. 提倡家庭使用节能日光灯 D. 严禁使用高硫烟煤 【答案】B 【解析】节能减排应在满足正常生活和生产需要的前提下，通过提高能源利用效率、采用清洁能源等方式实现。公共汽车改用清洁燃料、使用节能灯和限制使用高硫烟煤均可行；完全禁止使用空调不符合实际，因此不可行。 10. 环境保护与安全防护措施中“三废”处理的核心内容是（ ） A. 废水、废气、废土 B. 废纸、废塑料、废金属 C. 废品、废油、废电池 D. 废气、废渣、废水 【答案】D 【解析】“三废”处理指处理生产过程中产生的废气、废渣和废水等废物，以保护环境。 11. 环境保护与安全防护措施在机械设计中的重要性体现在哪些方面（ ） A. 提高产品外观和美感 B. 降低制造与维护成本 C. 保护环境和操作人员安全 D. 提高生产与使用效率 【答案】C 【解析】环境保护与安全防护措施旨在保护环境免受污染的同时确保操作人员的安全。 12. 为提高废旧机电产品中零部件的回收利用率，结构设计宜优先采用（ ）。 A. 采用整体浇注结构减少装配工序 B. 采用永久粘接结构提高连接强度 C. 采用可拆卸连接便于分类回收 D. 采用多层复合结构增加外观效果 【答案】C 【解析】可拆卸连接便于产品报废后进行拆解、分类和回收，使有价值的零部件及材料得到再利用。永久粘接和复杂复合结构通常会增加拆解与分选难度。 13. 金属热加工过程产生的废物不包括 （ ） A. 烟尘 B. 粉尘 C. 二氧化碳 D. 有机物 【答案】D 【解析】金属热加工中的燃烧、熔炼等过程可产生烟尘、粉尘以及二氧化碳等污染物。有机物不是金属热加工过程中常见的主要废物，因此选D。 14. “低能耗”“低废水”“低废弃物”是低碳理念的重要内涵。下列做法不符合低碳理念的是（ ） A. 推广利用太阳能 B. 家庭电器长期处于待机状态 C. 循环使用生活用水 D. 回收有机垃圾用于生产沼气 【答案】B 【解析】推广太阳能、循环使用生活用水、回收有机垃圾生产沼气，均有利于节约资源和减少污染。家庭电器长期处于待机状态会持续消耗电能，不符合低碳理念，因此选B。 15. 在机械设计中，绿色设计的理念不包括哪一项（ ） A. 材料回收利用 B. 能源的高效使用 C. 产品使用寿命的延长 D. 强调功能而忽视环保 【答案】D 【解析】绿色设计强调在产品全生命周期内节约资源、降低能耗、减少污染，并重视材料回收利用和产品使用寿命。强调功能而忽视环保不符合绿色设计理念，因此选D。 16. 某车间需设计一批设备防护罩，已知其使用环境无强腐蚀，且强度要求能够由多种金属材料满足。为兼顾资源节约和报废回收，宜选用（ ）。 A. 选用可回收铝合金并标注材料类别 B. 选用多层复合板材并取消材料标识 C. 选用混合塑料金属件并采用胶粘连接 D. 选用表面镀覆材料并增加拆解难度 【答案】A 【解析】在满足使用性能的前提下，选用可回收的单一材料并标注材料类别，有利于报废后的识别、拆解和再生利用。难分离的复合结构、混合材料和胶粘连接会降低回收效率。 17. 环境不包括（ ） A. 大气 B. 水 C. 土地 D. 气候 【答案】D 【解析】环境通常是指围绕人类生存和发展的各种自然因素，包括大气、水和土地等。气候是一定地区多年天气状况的综合特征，不作为环境的基本组成要素，因此选D。 18. 绿色设计中，对产品环境表现进行评价时，主要依据（ ） A. 单件产品的初始成本 B. 产品全生命周期的环境影响 C. 单一制造工序的能耗 D. 产品销售周期的利润 【答案】B 【解析】绿色设计评价产品环境表现，应考察原材料获取、制造、运输、使用及回收处置全过程的环境影响，故选B。 19. 某企业拟改进小型机电产品的运输包装，以减少资源消耗和废弃物产生。下列方案最符合绿色设计原则的是（ ） A. 采用可循环使用的标准化包装 B. 增大包装体积提高抗压能力 C. 选用复合材料增加防潮层数 D. 使用一次性材料简化回收流程 【答案】A 【解析】可循环使用的标准化包装便于周转、重复利用和回收，可减少材料消耗及包装废弃物，故选A。 20. 某电机有甲、乙两种设计方案，预计使用1000 h。甲方案制造能耗为2400 MJ，使用能耗为1.2 MJ/h，回收阶段可抵扣300 MJ；乙方案制造能耗为2700 MJ，使用能耗为1.0 MJ/h，回收阶段可抵扣600 MJ。依据全生命周期能耗评价，应选择（ ） A. 方案乙，总能耗为3100 MJ B. 方案甲，总能耗为3300 MJ C. 方案甲，制造能耗相对较低 D. 方案乙，回收抵扣相对较高 【答案】A 【解析】甲方案总能耗为3300 MJ，乙方案总能耗为3100 MJ。乙方案全生命周期能耗较低，应优先选择。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某钣金企业生产设备防护罩，采用厚度为2 mm、密度为2.7 g/cm3的铝板。每张铝板尺寸为1200 mm×800 mm，每个防护罩展开面积为150 mm×100 mm，一张铝板可加工56个防护罩。生产中产生的边角料按质量计算有90%可回收利用。（1）计算该铝板的材料利用率。（2）计算每张铝板产生的边角料质量。（3）计算每张铝板可回收利用的铝材质量。 【答案】（1）材料利用率：150×100×56÷（1200×800）×100%，为87.5%。（2）边角料面积：1200×800−150×100×56，为120000 mm2。边角料体积为120000×2÷1000，为240 cm3；质量为240×2.7，为648 g。（3）可回收铝材质量：648×90%，为583.2 g。 【解析】（1）材料利用率按零件总面积与板材总面积之比计算。（2）边角料质量需依次计算边角料面积、体积和质量。（3）提高边角料回收率可减少原生铝材消耗，符合绿色设计要求。 22. 某工厂将一台输出功率为7.5 kW的普通电动机更换为高效电动机。普通电动机效率为82%，高效电动机效率为92%，两台电动机年运行时间均为2400 h。当地每消耗1 kWh电能产生0.78 kg二氧化碳排放。（1）计算更换前、后电动机的年耗电量。（2）计算更换高效电动机后每年节约的电能。（3）计算每年可减少的二氧化碳排放量。 【答案】（1）更换前年耗电量：7.5÷0.82×2400，约为21951.22 kWh；更换后年耗电量：7.5÷0.92×2400，约为19565.22 kWh。（2）年节电量：21951.22−19565.22，约为2386.00 kWh。（3）减排量：2386.00×0.78，约为1861.08 kg。 【解析】（1）电动机输入功率由输出功率除以效率求得，再乘年运行时间。（2）两种电动机的年耗电量之差为年节电量。（3）节约电能乘单位电量排放系数，即为减少的二氧化碳排放量。 23. 某设备采用模块化绿色设计，控制模块发生故障时只更换损坏模块。传统设计每次维修需更换质量为12 kg的整机部件，模块化设计每次仅更换质量为2.5 kg的控制模块。某年度共有600台设备需要维修，制造1 kg该部件需消耗18 MJ能量，模块维修处理每台额外消耗7 MJ能量。能源的碳排放系数为0.075 kg/MJ。（1）计算模块化设计一年可节约的材料质量。（2）计算扣除维修处理能耗后一年节约的能量。（3）计算一年可减少的碳排放量。 【答案】（1）节约材料质量：（12−2.5）×600，为5700 kg。（2）节约材料制造能耗：5700×18，为102600 MJ；维修处理能耗：600×7，为4200 MJ；实际节约能量：102600−4200，为98400 MJ。（3）减少碳排放量：98400×0.075，为7380 kg。 【解析】（1）模块化设计减少了每次维修时被替换部件的质量。（2）节约能量应扣除模块维修处理新增的能耗。（3）实际节约能量乘碳排放系数，可计算减排量。 24. 某机械零件清洗线每天需使用清洗水1.8 。经改造后，废水中75%可进入回收系统，回收系统对进入水量的回收效率为85%。该生产线每年运行250 d，新鲜水制取和输送每消耗1 水需耗电0.45 kWh。（1）计算该清洗线每天可回收利用的水量。（2）计算采用回收系统后每天需补充的新鲜水量。（3）计算该系统每年节约的新鲜水量及相应节约的电能。 【答案】（1）每日回收水量：1.8×75%×85%，为1.1475 。（2）每日新鲜水补充量：1.8−1.1475，为0.6525 。（3）年节水量：1.1475×250，为286.875 ；年节电量：286.875×0.45，约为129.09 kWh。 【解析】（1）可回收水量由废水可回收比例和系统回收效率共同决定。（2）未被回收的水量需由新鲜水补充。（3）年节水量乘单位水量的制取输送能耗，即为节约的电能。 25. 某企业拟对一批10000台仪器采用两种包装方案。方案一每台使用0.30 kg原生塑料包装，原生塑料生产阶段碳排放系数为4.0 kg/kg。方案二每台使用0.20 kg再生塑料包装，再生塑料生产阶段碳排放系数为1.5 kg/kg，使用后有75%的包装材料可再回收，每回收1 kg再生塑料可获得0.6 kg碳减排抵扣。两种包装均运输400 km，运输碳排放系数为0.12 kg/(t·km)。（1）计算两种方案包装材料生产阶段的碳排放量。（2）计算两种方案运输阶段的碳排放量。（3）计算方案二考虑回收抵扣后的全生命周期碳排放量，并计算其相对方案一的减排率。 【答案】（1）方案一生产碳排放量：10000×0.30×4.0，为12000 kg；方案二生产碳排放量：10000×0.20×1.5，为3000 kg。（2）方案一运输碳排放量：10000×0.30÷1000×400×0.12，为144 kg；方案二运输碳排放量：10000×0.20÷1000×400×0.12，为96 kg。（3）方案二回收质量：10000×0.20×75%，为1500 kg；回收抵扣量：1500×0.6，为900 kg。方案二全生命周期碳排放量：3000+96−900，为2196 kg。方案一全生命周期碳排放量：12000+144，为12144 kg；减排率：（12144−2196）÷12144×100%，约为81.92%。 【解析】方案一生产排放=10000×0.30×4.0=12000 kg；方案二=10000×0.20×1.5=3000 kg。运输排放分别为3×400×0.12=144 kg、2×400×0.12=96 kg。方案二回收抵扣=2000×75%×0.6=900 kg，全生命周期排放=3000+96-900=2196 kg；方案一为12144 kg，减排率=(12144-2196)÷12144≈81.92%。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某机电设备制造企业采用铝合金板材加工控制柜门板。每块毛坯板质量为 2.80 kg，加工后成品质量为 1.96 kg，年产量为 12000 块。企业规定，该零件的材料利用率应不低于 75%。（1）计算该零件的材料利用率和全年产生的边角料质量。（2）判断现有工艺是否达到企业规定，并说明判断依据。（3）从绿色设计角度提出两项降低材料消耗的改进措施。 【答案】（1）材料利用率为 。每块边角料质量为 。全年边角料质量为 。（2）未达到规定。现有材料利用率为 70%，低于规定的 75%。（3）采用排样优化方法，提高板材利用率；优化零件结构，减少不必要的材料厚度和加工余量。 【解析】（1）材料利用率由成品质量与毛坯质量的比值计算，边角料应按单件损耗乘年产量计算。（2）计算结果低于企业限值，说明材料损耗偏大。（3）绿色设计应从源头减少材料投入和加工废料。 27.（5分）某机电设备制造企业拟将一台输送设备的普通异步电动机更换为高效电动机。设备运行时所需输出功率为6.15 kW，普通电动机效率为82%，高效电动机效率为91%，每年运行2400 h，电价为0.80元/(kW·h)。（1）计算更换高效电动机后每年可节约的电能和电费。（2）若高效电动机比普通电动机增加购置成本3500元，计算其静态投资回收期。企业要求回收期不超过3年，判断该方案是否可行。（3）从绿色设计角度，说明该设备在电动机控制方面还可采取的一项节能措施及其作用。 【答案】（1）普通电动机输入功率为。高效电动机输入功率为。年节电量为。年节约电费为。（2）静态投资回收期为。回收期小于3年，该方案可行。（3）可采用变频调速控制，根据输送量调节电动机转速，减少轻载和空载运行时的能耗。 【解析】输入功率=输出功率÷效率。普通电动机为7.50 kW，高效电动机约为6.758 kW；年节电量=(7.50-6.758)×2400≈1780.22 kW·h，节约电费约1424.18元。回收期=3500÷1424.18≈2.46年，小于3年，方案可行。可采用变频调速，按输送负载调节转速，降低轻载、空载能耗。 28.（5分）某企业拟将生产线上的普通异步电动机更换为高效节能电动机。两种电动机在相同负载下的输入功率分别为 4.50 kW 和 3.20 kW，每天运行 6 h，全年运行 250 天。当地每消耗 1 kW·h 电能产生 0.58 kg 二氧化碳，电价为 0.80 元每 kW·h。（1）计算更换后每年节约的电能、减少的二氧化碳排放量和节约的电费。（2）说明该改造方案是否符合绿色设计中降低使用阶段环境负荷的要求。（3）除更换高效电动机外，提出一项降低该传动系统能耗的运行管理措施。 【答案】（1）原电动机年耗电量为 。高效电动机年耗电量为 。年节电量为 。年减排二氧化碳质量为 。年节约电费为 。（2）符合要求。该方案在满足相同生产任务的条件下，降低了运行能耗和碳排放。（3）根据实际负载合理调整运行时间，避免设备长时间空载或轻载运行。 【解析】（1）先分别计算两种电动机的年耗电量，再求差值，并据排放因子和电价换算。（2）绿色设计应关注产品使用阶段的能源消耗与环境影响。（3）减少无效运行时间可进一步降低全生命周期能耗。 29.（5分）某企业设计一款设备支架，原方案每件支架质量为8.0 kg，年产量为5000件，材料中再生钢材质量分数为30%。优化后支架质量降为6.2 kg，再生钢材质量分数提高到70%。生产1 kg原生钢材的碳排放量为2.1 kg，生产1 kg再生钢材的碳排放量为0.7 kg。（1）计算优化前后生产5000件支架的材料阶段碳排放量，以及减少的碳排放量。（2）企业要求材料阶段碳排放量降低40%以上，判断优化方案是否达到要求。（3）为提高支架报废后的再利用价值，说明一种结构设计改进措施及其作用。 【答案】（1）原方案单位质量碳排放量为。原方案碳排放量为。优化方案单位质量碳排放量为。优化方案碳排放量为。减少碳排放量为。（2）碳排放降低率为，超过40%，达到要求。（3）采用螺栓连接替代永久性焊接连接，便于支架拆卸、部件更换和材料分类回收。 【解析】（1）先按原生与再生材料比例计算单位碳排放量，再乘以总质量。（2）降低率以原方案碳排放量为基准计算。（3）可拆卸结构能延长零部件使用寿命，并降低报废阶段的回收处理难度。 30.（10分）某企业设计一款可维修的工业控制箱，年保有量为 250 台，控制模块年故障率为 8%。原设计故障后需整体更换控制箱，每台质量为 18 kg，材料回收率为 65%。改进设计采用可拆卸模块，故障时仅更换质量为 3 kg 的控制模块，模块材料回收率为 85%。（1）计算原设计和改进设计在一年内因控制模块故障产生的不可回收废弃物质量，并计算改进后减少的废弃物质量。（2）比较两种设计方案，判断改进设计是否更符合绿色设计原则。（3）说明可拆卸模块设计还应满足的两项要求。 【答案】（1）年故障台数为 。原设计单台不可回收质量为 。原设计年不可回收废弃物质量为 。改进设计单台不可回收质量为 。改进设计年不可回收废弃物质量为 。减少的废弃物质量为 。（2）改进设计更符合绿色设计原则。其减少了报废材料质量，提高了材料回收利用率。（3）模块接口应标准化，便于拆装和更换；模块连接应可靠，保证设备运行时的电气安全和机械强度。 【解析】（1）先计算年故障数量，再按产品或模块质量与不可回收比例计算废弃物质量。（2）可维修、易拆解和提高回收率是绿色设计的重要要求。（3）模块化设计还需兼顾互换性、可靠性和安全性。 31.（10分）某企业设计可回收的模块化输送驱动单元，单台产品由铝合金壳体12 kg、电动机8 kg、控制电路板1.5 kg和电缆0.5 kg组成。报废拆解后，各部分的材料回收率分别为95%、85%、70%和60%。企业计划每年回收200台，绿色设计目标是产品质量回收率不低于85%。（1）计算单台驱动单元可回收材料的质量、质量回收率及全年可回收材料总质量。（2）判断该产品是否达到绿色设计目标。（3）针对控制电路板回收率较低的问题，提出一项绿色设计改进措施，并说明其作用。 【答案】（1）单台产品总质量为。单台可回收材料质量为。质量回收率为。全年可回收材料总质量为。（2）质量回收率为88.86%，高于85%，达到绿色设计目标。（3）将控制电路板设计为独立可拆卸模块，并采用标准化插接件连接，便于拆解、维修和分类回收。 【解析】（1）分别计算各部件的回收质量并求和，再与产品总质量比较。（2）计算结果高于规定的最低回收率。（3）模块化和标准化连接可减少拆解损伤，提高电路板的维修复用与材料回收效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电技术类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》 项目十三：机械的节能环保 任务三：绿色设计 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 绿色设计的理念主要关注产品的哪些方面（ ） A. 成本和速度 B. 功能和颜色 C. 环保性和可持续性 D. 制造工艺和产量 2. 环境保护与安全防护措施中，何种方式可有效降低废气排放对环境的影响（ ） A. 加强废气处理设备的维护 B. 增加生产线产能 C. 提高生产速度 D. 减少员工数量 3. 机械产品设计、生产、检验的首要基本原则是（ ） A. 美观性 B. 经济性 C. 创新性 D. 标准化 4. 某企业开发小型输送设备时，以下做法最符合绿色设计要求的是（ ）。 A. 方案阶段评估全生命周期环境影响 B. 制造阶段降低单件加工成本 C. 使用阶段关注设备运行效率 D. 报废阶段采用填埋处理方式 5. 机电产品对环境的污染主要有两种形式：直接影响环境和间接影响环境。下列属于间接影响环境的是（ ） A. 耗电 B. 耗煤 C. 产生噪声 D. 电磁干扰 6. 绿色设计在机械产品设计中的目标是（ ） A. 提高产品的价格 B. 减少产品的功能性 C. 最大限度减少对环境的负面影响 D. 增加产品的生产成本 7. 评价某机械产品环境负荷时，生命周期评价通常应覆盖的范围是（ ）。 A. 从零件加工到产品装配的过程 B. 从原料获取到报废回收的过程 C. 从产品销售到用户安装的过程 D. 从设备使用到故障维修的过程 8. 对于生产过程和设备产生的噪声，应首先从（ ）上进行控制 A. 作业人员 B. 机械设备 C. 传播媒介 D. 声源 9. 在节能减排的措施中不可行的是（ ） A. 公共汽车改用清洁燃料 B. 禁止使用空调以节约能源 C. 提倡家庭使用节能日光灯 D. 严禁使用高硫烟煤 10. 环境保护与安全防护措施中“三废”处理的核心内容是（ ） A. 废水、废气、废土 B. 废纸、废塑料、废金属 C. 废品、废油、废电池 D. 废气、废渣、废水 11. 环境保护与安全防护措施在机械设计中的重要性体现在哪些方面（ ） A. 提高产品外观和美感 B. 降低制造与维护成本 C. 保护环境和操作人员安全 D. 提高生产与使用效率 12. 为提高废旧机电产品中零部件的回收利用率，结构设计宜优先采用（ ）。 A. 采用整体浇注结构减少装配工序 B. 采用永久粘接结构提高连接强度 C. 采用可拆卸连接便于分类回收 D. 采用多层复合结构增加外观效果 13. 金属热加工过程产生的废物不包括 （ ） A. 烟尘 B. 粉尘 C. 二氧化碳 D. 有机物 14. “低能耗”“低废水”“低废弃物”是低碳理念的重要内涵。下列做法不符合低碳理念的是（ ） A. 推广利用太阳能 B. 家庭电器长期处于待机状态 C. 循环使用生活用水 D. 回收有机垃圾用于生产沼气 15. 在机械设计中，绿色设计的理念不包括哪一项（ ） A. 材料回收利用 B. 能源的高效使用 C. 产品使用寿命的延长 D. 强调功能而忽视环保 16. 某车间需设计一批设备防护罩，已知其使用环境无强腐蚀，且强度要求能够由多种金属材料满足。为兼顾资源节约和报废回收，宜选用（ ）。 A. 选用可回收铝合金并标注材料类别 B. 选用多层复合板材并取消材料标识 C. 选用混合塑料金属件并采用胶粘连接 D. 选用表面镀覆材料并增加拆解难度 17. 环境不包括（ ） A. 大气 B. 水 C. 土地 D. 气候 18. 绿色设计中，对产品环境表现进行评价时，主要依据（ ） A. 单件产品的初始成本 B. 产品全生命周期的环境影响 C. 单一制造工序的能耗 D. 产品销售周期的利润 19. 某企业拟改进小型机电产品的运输包装，以减少资源消耗和废弃物产生。下列方案最符合绿色设计原则的是（ ） A. 采用可循环使用的标准化包装 B. 增大包装体积提高抗压能力 C. 选用复合材料增加防潮层数 D. 使用一次性材料简化回收流程 20. 某电机有甲、乙两种设计方案，预计使用1000 h。甲方案制造能耗为2400 MJ，使用能耗为1.2 MJ/h，回收阶段可抵扣300 MJ；乙方案制造能耗为2700 MJ，使用能耗为1.0 MJ/h，回收阶段可抵扣600 MJ。依据全生命周期能耗评价，应选择（ ） A. 方案乙，总能耗为3100 MJ B. 方案甲，总能耗为3300 MJ C. 方案甲，制造能耗相对较低 D. 方案乙，回收抵扣相对较高 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某钣金企业生产设备防护罩，采用厚度为2 mm、密度为2.7 g/cm3的铝板。每张铝板尺寸为1200 mm×800 mm，每个防护罩展开面积为150 mm×100 mm，一张铝板可加工56个防护罩。生产中产生的边角料按质量计算有90%可回收利用。（1）计算该铝板的材料利用率。（2）计算每张铝板产生的边角料质量。（3）计算每张铝板可回收利用的铝材质量。 22. 某工厂将一台输出功率为7.5 kW的普通电动机更换为高效电动机。普通电动机效率为82%，高效电动机效率为92%，两台电动机年运行时间均为2400 h。当地每消耗1 kWh电能产生0.78 kg二氧化碳排放。（1）计算更换前、后电动机的年耗电量。（2）计算更换高效电动机后每年节约的电能。（3）计算每年可减少的二氧化碳排放量。 23. 某设备采用模块化绿色设计，控制模块发生故障时只更换损坏模块。传统设计每次维修需更换质量为12 kg的整机部件，模块化设计每次仅更换质量为2.5 kg的控制模块。某年度共有600台设备需要维修，制造1 kg该部件需消耗18 MJ能量，模块维修处理每台额外消耗7 MJ能量。能源的碳排放系数为0.075 kg/MJ。（1）计算模块化设计一年可节约的材料质量。（2）计算扣除维修处理能耗后一年节约的能量。（3）计算一年可减少的碳排放量。 24. 某机械零件清洗线每天需使用清洗水1.8 。经改造后，废水中75%可进入回收系统，回收系统对进入水量的回收效率为85%。该生产线每年运行250 d，新鲜水制取和输送每消耗1 水需耗电0.45 kWh。（1）计算该清洗线每天可回收利用的水量。（2）计算采用回收系统后每天需补充的新鲜水量。（3）计算该系统每年节约的新鲜水量及相应节约的电能。 25. 某企业拟对一批10000台仪器采用两种包装方案。方案一每台使用0.30 kg原生塑料包装，原生塑料生产阶段碳排放系数为4.0 kg/kg。方案二每台使用0.20 kg再生塑料包装，再生塑料生产阶段碳排放系数为1.5 kg/kg，使用后有75%的包装材料可再回收，每回收1 kg再生塑料可获得0.6 kg碳减排抵扣。两种包装均运输400 km，运输碳排放系数为0.12 kg/(t·km)。（1）计算两种方案包装材料生产阶段的碳排放量。（2）计算两种方案运输阶段的碳排放量。（3）计算方案二考虑回收抵扣后的全生命周期碳排放量，并计算其相对方案一的减排率。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某机电设备制造企业采用铝合金板材加工控制柜门板。每块毛坯板质量为 2.80 kg，加工后成品质量为 1.96 kg，年产量为 12000 块。企业规定，该零件的材料利用率应不低于 75%。（1）计算该零件的材料利用率和全年产生的边角料质量。（2）判断现有工艺是否达到企业规定，并说明判断依据。（3）从绿色设计角度提出两项降低材料消耗的改进措施。 27.（5分）某机电设备制造企业拟将一台输送设备的普通异步电动机更换为高效电动机。设备运行时所需输出功率为6.15 kW，普通电动机效率为82%，高效电动机效率为91%，每年运行2400 h，电价为0.80元/(kW·h)。（1）计算更换高效电动机后每年可节约的电能和电费。（2）若高效电动机比普通电动机增加购置成本3500元，计算其静态投资回收期。企业要求回收期不超过3年，判断该方案是否可行。（3）从绿色设计角度，说明该设备在电动机控制方面还可采取的一项节能措施及其作用。 28.（5分）某企业拟将生产线上的普通异步电动机更换为高效节能电动机。两种电动机在相同负载下的输入功率分别为 4.50 kW 和 3.20 kW，每天运行 6 h，全年运行 250 天。当地每消耗 1 kW·h 电能产生 0.58 kg 二氧化碳，电价为 0.80 元每 kW·h。（1）计算更换后每年节约的电能、减少的二氧化碳排放量和节约的电费。（2）说明该改造方案是否符合绿色设计中降低使用阶段环境负荷的要求。（3）除更换高效电动机外，提出一项降低该传动系统能耗的运行管理措施。 29.（5分）某企业设计一款设备支架，原方案每件支架质量为8.0 kg，年产量为5000件，材料中再生钢材质量分数为30%。优化后支架质量降为6.2 kg，再生钢材质量分数提高到70%。生产1 kg原生钢材的碳排放量为2.1 kg，生产1 kg再生钢材的碳排放量为0.7 kg。（1）计算优化前后生产5000件支架的材料阶段碳排放量，以及减少的碳排放量。（2）企业要求材料阶段碳排放量降低40%以上，判断优化方案是否达到要求。（3）为提高支架报废后的再利用价值，说明一种结构设计改进措施及其作用。 30.（10分）某企业设计一款可维修的工业控制箱，年保有量为 250 台，控制模块年故障率为 8%。原设计故障后需整体更换控制箱，每台质量为 18 kg，材料回收率为 65%。改进设计采用可拆卸模块，故障时仅更换质量为 3 kg 的控制模块，模块材料回收率为 85%。（1）计算原设计和改进设计在一年内因控制模块故障产生的不可回收废弃物质量，并计算改进后减少的废弃物质量。（2）比较两种设计方案，判断改进设计是否更符合绿色设计原则。（3）说明可拆卸模块设计还应满足的两项要求。 31.（10分）某企业设计可回收的模块化输送驱动单元，单台产品由铝合金壳体12 kg、电动机8 kg、控制电路板1.5 kg和电缆0.5 kg组成。报废拆解后，各部分的材料回收率分别为95%、85%、70%和60%。企业计划每年回收200台，绿色设计目标是产品质量回收率不低于85%。（1）计算单台驱动单元可回收材料的质量、质量回收率及全年可回收材料总质量。（2）判断该产品是否达到绿色设计目标。（3）针对控制电路板回收率较低的问题，提出一项绿色设计改进措施，并说明其作用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $