南京航空航天大學《農業機械學》2025-2026學年第二學期期末試卷(A)卷

南京航空航天大學《農業機械學》2025-2026學年第二學期期末試卷(A)卷南京航空航天大學2025-2026學年第二學期《農業機械學》（課程代碼：0903002）期末試卷（A卷）適用專業：農業智能裝備工程、機械工程（現代農業裝備方向）考試形式：閉卷考試時長：120分鐘卷面總分：100分答題注意事項：所有答案需填寫在專用答題紙對應區域，寫在試卷空白處、超出答題區域的內容均不計入卷面得分，客觀題需明確標注題號與選項，主觀題需邏輯清晰、標注核心要點，可結合課程所學與南航農業裝備課題組相關科研案例拓展論述，無實質性內容的泛泛作答不予計分。一、單項選擇題（共20小題，每小題1分，合計20分）1.根據我國2022年修訂發布的《農業機械分類》GB/T20084-2022標準，以下設備不屬于田間作業類農業機械的是：A.免耕精密播種機B.果園風送式植保機C.糧食產地烘干機組D.水田激光平地機2.傳統鏵式犁實現翻土、碎土、覆蓋三層農藝要求的核心工作部件是：A.犁架B.犁體曲面C.犁刀D.限深輪3.南方高稈甘蔗植保作業中，南航自研共軸雙旋翼植保無人機要求霧滴穿透冠層到達甘蔗基部，行業規范中該場景最優霧滴體積中徑（VMD）范圍是：A.50~100μmB.150~250μmC.300~400μmD.450~550μm4.玉米免耕播種機作業時需破除前茬作物秸稈與根茬的堵卡問題，以下部件不屬于典型防堵裝置的是：A.圓盤開溝器B.撥草輪式防堵機構C.鏈式耙防堵機構D.靜壓驅動行走輪5.根據2023年發布實施的《小麥聯合收獲機》GB/T8097-2023最新國家強制標準，常規小麥聯合收獲機作業時的整機總損失率合格閾值不得高于：A.0.8%B.1.2%C.2.0%D.3.5%6.以下排種器類型中，最適用于油菜、白菜等小粒徑農作物精量直播作業的是：A.機械式窩眼輪排種器B.型孔輪式排種器C.氣吸式垂直圓盤排種器D.指夾式排種器7.水田旋耕作業中，為減少水田犁底層的破壞深度、保證后續插秧機的通過性，旋耕機的最大作業深度通常控制在：A.8~12cmB.12~18cmC.22~28cmD.30~35cm8.農業機械田間行走作業時，判斷地面通過性的核心指標是行走裝置的接地比壓，我國南方黏土水田要求拖拉機配套水田履帶的接地比壓不得高于：A.20kPaB.40kPaC.60kPaD.80kPa9.以下屬于變量施肥控制核心執行部件的是：A.衛星定位模塊B.排肥器直流調速電機C.流量傳感器D.土壤氮磷鉀檢測探頭10.采摘成熟度均一的番茄鮮果時，為降低采摘過程中的果實損傷率，最優的末端執行器夾持方式是：A.剛性硬質爪直接夾持果柄B.柔性氣動多指包裹果身C.負壓吸持果身后剪切果柄D.機械齒直接拉扯果實11.南航自主研發的農機慣性導航系統可在無衛星信號遮擋的果園場景下實現分米級路徑跟蹤，該系統核心校正融合算法是：A.卡爾曼濾波算法B.支持向量機算法C.遺傳算法D.聚類算法12.保護性耕作技術要求作業后地表秸稈覆蓋量不低于：A.10%B.30%C.60%D.85%13.風送式果園噴霧機作業時，為提升霧滴在果樹葉片背面的沉積率，最優的作業風向與行進方向夾角應為：A.0°~15°順風B.30°~45°側順風C.75°~90°側風D.180°逆風14.以下不屬于聯合收獲機脫粒系統常用脫粒原理的是：A.沖擊脫粒B.揉搓脫粒C.摩擦脫粒D.超聲空化脫粒15.電動新能源拖拉機相較于同馬力燃油拖拉機的最大瞬時轉矩輸出特性為：A.低轉速下轉矩峰值更高B.高轉速下轉矩峰值更高C.全轉速區間轉矩完全恒定D.轉矩輸出特性與燃油拖拉機完全一致16.精量播種機作業時，若實際測得的粒距分布為連續2粒種子間距小于設定粒距的1/2，該誤差屬于：A.漏播B.重播C.株距均勻性正常誤差D.行距偏差17.丘陵山區履帶式作業農機的最大爬坡角度設計閾值通常不超過：A.15°B.25°C.35°D.45°18.谷物聯合收獲機清選系統的篩面振動軌跡通常設計為：A.圓周運動B.直線往復運動C.橢圓運動D.靜止無振動19.2024年國家農機購置補貼目錄中，可享受最高30%額外補貼的智能農機核心功能不包括：A.農機自動導航作業B.作業量遠程精準統計C.無人農場集群協同控制D.人工手動換擋操作20.我國國家標準《農業機械聲功率級的測定》GB/T6971-2021規定，拖拉機操作者耳旁的作業噪聲限值不得高于：A.75dB(A)B.85dB(A)C.95dB(A)D.105dB(A)二、判斷題（共15小題，每小題1分，合計15分，正確標注√，錯誤標注×）1.正轉旋耕作業時，刀片切土的絕對運動軌跡為余擺線，可保證切土向后拋送、避免刀片直接向前推擠土壤。（）2.共軸雙旋翼植保無人機的下洗流場分布均勻性顯著優于同量級四旋翼植保無人機，更適配高稈作物冠層穿透作業需求。（）3.鏵式犁的犁體曲面仰角越大，作業后碎土率越高，但牽引阻力也會同步提升。（）4.氣吹式排種器作業時，風壓越高排種精度越高，不存在風壓過大導致種子被吹碎、重播率上升的問題。（）5.水田激光平地機作業后可將水田平整度誤差控制在±3cm以內，相較于人工平地可節水30%以上。（）6.聯合收獲機的脫粒滾筒轉速越高，脫凈率越高，破碎率也會同步上升。（）7.農業機械的牽引附著性能僅與輪胎花紋形式相關，與土壤含水率、地表秸稈覆蓋量無關聯。（）8.植保作業中霧滴的體積中徑VMD小于20μm時，極易受到環境氣流影響產生飄移，造成相鄰作物藥害。（）9.免耕播種機作業無需對前茬秸稈做任何處理，直接在地層里播種即可滿足農藝要求。（）10.農機自動駕駛系統中，RTK差分衛星定位模式的平面定位精度可達到厘米級，完全不受樹冠、建筑物等遮擋的影響。（）11.馬鈴薯挖掘機的核心挖掘部件通常采用挖掘鏟加分離鏈篩結構，可將薯塊與土壤、雜草徹底分離。（）12.新能源電動農機的電池能量密度已達到400Wh/kg以上，完全可以滿足100馬力以上拖拉機連續8小時滿負荷作業需求，不存在續航短板。（）13.鏈軌式履帶行走裝置的接地面積遠大于橡膠輪胎，可大幅降低接地比壓，提升泥濘水田、濕軟灘涂的通過性。（）14.風篩式清選裝置的清選效率僅與篩面孔徑相關，與風機風速、篩面傾角、振動頻率均無關聯。（）15.丘陵山區小型采茶機的作業速度控制在0.3~0.5m/s區間時，可保證采摘的獨芽完整率達到90%以上，滿足高端名優茶的采摘要求。（）三、名詞解釋（共5小題，每小題3分，合計15分）1.農機地面附著裕度2.精量播種株距變異系數3.植保霧滴體積中徑（VMD）4.聯合收獲機凹板分離率5.保護性耕作秸稈覆蓋量四、簡答題（共5小題，每小題6分，合計30分）1.簡述鏵式犁作業過程中翻垡的三個典型階段，并說明影響翻垡質量的5項核心作業參數。2.對比機械式窩眼輪排種器與氣吸式垂直圓盤排種器的結構、作業性能差異，分別說明兩者適配的農作物類型與作業場景。3.高稈甘蔗、玉米作物植保作業要求霧滴完全穿透2米以上的冠層到達作物基部，結合南航自研共軸雙旋翼植保無人機的結構特點，說明其相較于常規多旋翼植保機的3項核心作業優勢。4.簡述谷物聯合收獲機清選系統清選損失的主要成因，并從機械結構參數優化、作業參數智能調控兩個維度說明對應的優化路徑。5.對比同馬力段純電動拖拉機與傳統燃油拖拉機的動力輸出特性，說明純電動拖拉機在農田精細作業場景中的4項能效優勢，同時列出當前制約純電動拖拉機大規模推廣應用的3項核心技術瓶頸。五、計算分析題（共1小題，合計10分）某小麥免耕精量播種機配套拖拉機作業速度設定為5km/h，排種器采用指夾式結構，單盤共配置16個指夾，地輪直徑為650mm，地輪與排種器之間的傳動比為1:2（地輪轉動1圈，排種盤轉動2圈），田間實測該播種機連續采集100個粒距樣本，統計得到平均粒距為12.1cm，樣本標準差為0.97cm。要求完成以下計算：（1）計算該播種機當前參數設置下的理論株距；（4分）（2）計算該播種機的株距變異系數，對照GB/T6973-2005《單粒（精密）播種機試驗方法》中精量播種機株距變異系數≤7%的一級合格標準，判斷該播種機是否達到一級精度要求，并說明可通過哪些參數調整進一步降低株距變異系數。（6分）六、綜合論述題（共1小題，合計10分）我國南方丘陵山區現有1200萬畝以上的名優茶種植園，現有采茶作業80%依賴人工，人工采摘成本超過120元/天，且采摘效率僅為0.2畝/人·天，同時丘陵山區茶園道路狹窄、樹冠行間距普遍小于1.2m，大型農機無法進入作業。請結合南航航空智能傳感、機載雷達、慣性導航領域的技術積累，設計一款適配丘陵山區場景的自走式智能采茶農機系統，要求明確說明該農機的行走平臺結構、核心傳感配置、末端采茶執行器的工作原理、作業控制邏輯，以及對應可實現的核心作業性能參數，分析該設備相較于現有傳統手持式采茶機的市場應用優勢與推廣價值。試卷參考答案及評分標準（僅供閱卷教師使用）一、單項選擇題標準答案：1.C2.B3.B4.D5.B6.C7.B8.A9.B10.C11.A12.B13.C14.D15.A16.B17.B18.C19.D20.B，每小題選對即得1分，錯選、漏選、多選均不得分。二、判斷題標準答案：1.√2.√3.√4.×5.√6.√7.×8.√9.×10.×11.√12.×13.√14.×15.√，每小題判斷準確即得1分，判斷錯誤不得分。三、名詞解釋評分要點：1.農機地面附著裕度：指農機行走裝置的最大附著力減去作業過程中所需的牽引阻力后剩余的附著余量，反映農機在不發生滑轉的前提下可承載的額外牽引負載能力，通常要求該裕度不低于額定牽引阻力的15%。2.精量播種株距變異系數：指播種機田間實測粒距樣本的標準差與平均粒距的比值，以百分比形式表示，反映播種粒距的均勻性，是判定精量播種機作業精度的核心指標。3.植保霧滴體積中徑：指噴霧產生的所有霧滴中，按照體積從大到小排序，累計體積占總霧滴體積50%時對應的霧滴直徑，是衡量霧滴粒徑分布特征的核心參數，直接決定霧滴的沉積效果與飄移風險。4.聯合收獲機凹板分離率：指脫粒過程中，穿過凹板篩孔直接進入清選系統的谷物籽粒質量占總脫粒籽粒質量的比例，常規脫粒滾筒的凹板分離率通常要求不低于70%。5.保護性耕作秸稈覆蓋量：指地表單位面積上留存的作物秸稈總質量，通常以每公頃地表秸稈留存重量或者秸稈覆蓋地表面積的百分比表示，是判定保護性耕作作業是否達標的核心指標。每個名詞解釋答出核心定義得2分，補充核心行業參數得1分，表述不完整酌情扣1~2分。四、簡答題評分要點：1.翻垡三階段分別為：切入土垡使土垡沿犁壁上升的變形階段、土垡斷裂后向側方翻轉的扭轉階段、土垡完全翻轉后落地靜置的穩定階段，答出三階段得3分；影響核心參數為犁體的入土角、犁壁曲面仰角、作業深度、機組行進速度、土壤含水率，答出5項參數得3分。2.窩眼輪排種器屬于機械式結構，成本低，對種子外形尺寸一致性要求高，適配玉米、大豆等大粒徑外形規則作物，不適用于小粒徑不規則種子，作業精度易受種子磨損影響；氣吸式排種器屬于氣力式結構，通用性強，對不同外形尺寸的種子適配性好，作業精度高，可實現高速精量播種，但需要配套風機系統，制造成本更高，適配油菜、蔬菜、小麥等多種中小粒徑作物，適合大面積高速精播場景，兩類排種器的差異、適配場景表述完整得6分。3.共軸雙旋翼植保機的下洗流垂直向下分布均勻，無常規多旋翼的流場擾動盲區，可形成貫穿2米以上冠層的穩定向下氣流；共軸雙旋翼無反扭力矩消耗，相同整機重量下載荷效率比多旋翼高30%以上，可承載更多藥液實現長航時作業；共軸雙旋翼整機尺寸更小，同等有效載荷下可在甘蔗行間狹窄空間穿行作業，三個優勢表述完整得6分。4.清選損失成因包括：籽粒隨秸稈從篩面尾部直接排出機外、籽粒被風機氣流直接吹出清選室、籽粒卡在篩孔中無法落下，答出成因為2分；優化路徑包括調整篩面傾角、振動頻率、篩孔孔徑適配不同谷物的物理特性，配置視覺識別流量傳感器實時檢測清選損失率，自動動態調整風機風速與振動參數，實現清選效率的動態最優，路徑表述完整得4分。5.能效優勢包括：電動電機低轉速下可輸出恒定最大轉矩，無需變速箱即可適配拖拉機不同負載工況，動力響應速度比燃油機快5倍以上；無燃油機空轉能耗，待機工況能耗僅為燃油機的10%；動力輸出連續可調，可精準匹配不同負載的能耗需求，作業能效比燃油機高40%以上；零尾氣排放，農田封閉環境作業無有害氣體累積，優勢表述完整得2分；瓶頸包括當前動力電池能量密度低，滿負荷作業續航不足，高壓配電系統在高濕多塵的農田場景下可靠性不足，電池全生命周期使用成本過高，三個瓶頸表述完整得4分。五、計算分析題評分要點：（1）地輪轉動1圈的前進距離為πD=3.14×0.65m≈2.041m，排種盤每圈排種16粒，傳動比為地輪轉1圈排種盤轉2圈，因此地輪轉1圈總排種數為16×2=32粒，理論株距為地輪單圈前進距離除