南京航空航天大学《农业机械学》2025-2026学年第二学期期末试卷(A)卷

南京航空航天大学《农业机械学》2025-2026学年第二学期期末试卷(A)卷南京航空航天大学2025-2026学年第二学期《农业机械学》（课程代码：0903002）期末试卷（A卷）适用专业：农业智能装备工程、机械工程（现代农业装备方向）考试形式：闭卷考试时长：120分钟卷面总分：100分答题注意事项：所有答案需填写在专用答题纸对应区域，写在试卷空白处、超出答题区域的内容均不计入卷面得分，客观题需明确标注题号与选项，主观题需逻辑清晰、标注核心要点，可结合课程所学与南航农业装备课题组相关科研案例拓展论述，无实质性内容的泛泛作答不予计分。一、单项选择题（共20小题，每小题1分，合计20分）1.根据我国2022年修订发布的《农业机械分类》GB/T20084-2022标准，以下设备不属于田间作业类农业机械的是：A.免耕精密播种机B.果园风送式植保机C.粮食产地烘干机组D.水田激光平地机2.传统铧式犁实现翻土、碎土、覆盖三层农艺要求的核心工作部件是：A.犁架B.犁体曲面C.犁刀D.限深轮3.南方高秆甘蔗植保作业中，南航自研共轴双旋翼植保无人机要求雾滴穿透冠层到达甘蔗基部，行业规范中该场景最优雾滴体积中径（VMD）范围是：A.50~100μmB.150~250μmC.300~400μmD.450~550μm4.玉米免耕播种机作业时需破除前茬作物秸秆与根茬的堵卡问题，以下部件不属于典型防堵装置的是：A.圆盘开沟器B.拨草轮式防堵机构C.链式耙防堵机构D.静压驱动行走轮5.根据2023年发布实施的《小麦联合收获机》GB/T8097-2023最新国家强制标准，常规小麦联合收获机作业时的整机总损失率合格阈值不得高于：A.0.8%B.1.2%C.2.0%D.3.5%6.以下排种器类型中，最适用于油菜、白菜等小粒径农作物精量直播作业的是：A.机械式窝眼轮排种器B.型孔轮式排种器C.气吸式垂直圆盘排种器D.指夹式排种器7.水田旋耕作业中，为减少水田犁底层的破坏深度、保证后续插秧机的通过性，旋耕机的最大作业深度通常控制在：A.8~12cmB.12~18cmC.22~28cmD.30~35cm8.农业机械田间行走作业时，判断地面通过性的核心指标是行走装置的接地比压，我国南方黏土水田要求拖拉机配套水田履带的接地比压不得高于：A.20kPaB.40kPaC.60kPaD.80kPa9.以下属于变量施肥控制核心执行部件的是：A.卫星定位模块B.排肥器直流调速电机C.流量传感器D.土壤氮磷钾检测探头10.采摘成熟度均一的番茄鲜果时，为降低采摘过程中的果实损伤率，最优的末端执行器夹持方式是：A.刚性硬质爪直接夹持果柄B.柔性气动多指包裹果身C.负压吸持果身后剪切果柄D.机械齿直接拉扯果实11.南航自主研发的农机惯性导航系统可在无卫星信号遮挡的果园场景下实现分米级路径跟踪，该系统核心校正融合算法是：A.卡尔曼滤波算法B.支持向量机算法C.遗传算法D.聚类算法12.保护性耕作技术要求作业后地表秸秆覆盖量不低于：A.10%B.30%C.60%D.85%13.风送式果园喷雾机作业时，为提升雾滴在果树叶片背面的沉积率，最优的作业风向与行进方向夹角应为：A.0°~15°顺风B.30°~45°侧顺风C.75°~90°侧风D.180°逆风14.以下不属于联合收获机脱粒系统常用脱粒原理的是：A.冲击脱粒B.揉搓脱粒C.摩擦脱粒D.超声空化脱粒15.电动新能源拖拉机相较于同马力燃油拖拉机的最大瞬时转矩输出特性为：A.低转速下转矩峰值更高B.高转速下转矩峰值更高C.全转速区间转矩完全恒定D.转矩输出特性与燃油拖拉机完全一致16.精量播种机作业时，若实际测得的粒距分布为连续2粒种子间距小于设定粒距的1/2，该误差属于：A.漏播B.重播C.株距均匀性正常误差D.行距偏差17.丘陵山区履带式作业农机的最大爬坡角度设计阈值通常不超过：A.15°B.25°C.35°D.45°18.谷物联合收获机清选系统的筛面振动轨迹通常设计为：A.圆周运动B.直线往复运动C.椭圆运动D.静止无振动19.2024年国家农机购置补贴目录中，可享受最高30%额外补贴的智能农机核心功能不包括：A.农机自动导航作业B.作业量远程精准统计C.无人农场集群协同控制D.人工手动换挡操作20.我国国家标准《农业机械声功率级的测定》GB/T6971-2021规定，拖拉机操作者耳旁的作业噪声限值不得高于：A.75dB(A)B.85dB(A)C.95dB(A)D.105dB(A)二、判断题（共15小题，每小题1分，合计15分，正确标注√，错误标注×）1.正转旋耕作业时，刀片切土的绝对运动轨迹为余摆线，可保证切土向后抛送、避免刀片直接向前推挤土壤。（）2.共轴双旋翼植保无人机的下洗流场分布均匀性显著优于同量级四旋翼植保无人机，更适配高秆作物冠层穿透作业需求。（）3.铧式犁的犁体曲面仰角越大，作业后碎土率越高，但牵引阻力也会同步提升。（）4.气吹式排种器作业时，风压越高排种精度越高，不存在风压过大导致种子被吹碎、重播率上升的问题。（）5.水田激光平地机作业后可将水田平整度误差控制在±3cm以内，相较于人工平地可节水30%以上。（）6.联合收获机的脱粒滚筒转速越高，脱净率越高，破碎率也会同步上升。（）7.农业机械的牵引附着性能仅与轮胎花纹形式相关，与土壤含水率、地表秸秆覆盖量无关联。（）8.植保作业中雾滴的体积中径VMD小于20μm时，极易受到环境气流影响产生飘移，造成相邻作物药害。（）9.免耕播种机作业无需对前茬秸秆做任何处理，直接在地层里播种即可满足农艺要求。（）10.农机自动驾驶系统中，RTK差分卫星定位模式的平面定位精度可达到厘米级，完全不受树冠、建筑物等遮挡的影响。（）11.马铃薯挖掘机的核心挖掘部件通常采用挖掘铲加分离链筛结构，可将薯块与土壤、杂草彻底分离。（）12.新能源电动农机的电池能量密度已达到400Wh/kg以上，完全可以满足100马力以上拖拉机连续8小时满负荷作业需求，不存在续航短板。（）13.链轨式履带行走装置的接地面积远大于橡胶轮胎，可大幅降低接地比压，提升泥泞水田、湿软滩涂的通过性。（）14.风筛式清选装置的清选效率仅与筛面孔径相关，与风机风速、筛面倾角、振动频率均无关联。（）15.丘陵山区小型采茶机的作业速度控制在0.3~0.5m/s区间时，可保证采摘的独芽完整率达到90%以上，满足高端名优茶的采摘要求。（）三、名词解释（共5小题，每小题3分，合计15分）1.农机地面附着裕度2.精量播种株距变异系数3.植保雾滴体积中径（VMD）4.联合收获机凹板分离率5.保护性耕作秸秆覆盖量四、简答题（共5小题，每小题6分，合计30分）1.简述铧式犁作业过程中翻垡的三个典型阶段，并说明影响翻垡质量的5项核心作业参数。2.对比机械式窝眼轮排种器与气吸式垂直圆盘排种器的结构、作业性能差异，分别说明两者适配的农作物类型与作业场景。3.高秆甘蔗、玉米作物植保作业要求雾滴完全穿透2米以上的冠层到达作物基部，结合南航自研共轴双旋翼植保无人机的结构特点，说明其相较于常规多旋翼植保机的3项核心作业优势。4.简述谷物联合收获机清选系统清选损失的主要成因，并从机械结构参数优化、作业参数智能调控两个维度说明对应的优化路径。5.对比同马力段纯电动拖拉机与传统燃油拖拉机的动力输出特性，说明纯电动拖拉机在农田精细作业场景中的4项能效优势，同时列出当前制约纯电动拖拉机大规模推广应用的3项核心技术瓶颈。五、计算分析题（共1小题，合计10分）某小麦免耕精量播种机配套拖拉机作业速度设定为5km/h，排种器采用指夹式结构，单盘共配置16个指夹，地轮直径为650mm，地轮与排种器之间的传动比为1:2（地轮转动1圈，排种盘转动2圈），田间实测该播种机连续采集100个粒距样本，统计得到平均粒距为12.1cm，样本标准差为0.97cm。要求完成以下计算：（1）计算该播种机当前参数设置下的理论株距；（4分）（2）计算该播种机的株距变异系数，对照GB/T6973-2005《单粒（精密）播种机试验方法》中精量播种机株距变异系数≤7%的一级合格标准，判断该播种机是否达到一级精度要求，并说明可通过哪些参数调整进一步降低株距变异系数。（6分）六、综合论述题（共1小题，合计10分）我国南方丘陵山区现有1200万亩以上的名优茶种植园，现有采茶作业80%依赖人工，人工采摘成本超过120元/天，且采摘效率仅为0.2亩/人·天，同时丘陵山区茶园道路狭窄、树冠行间距普遍小于1.2m，大型农机无法进入作业。请结合南航航空智能传感、机载雷达、惯性导航领域的技术积累，设计一款适配丘陵山区场景的自走式智能采茶农机系统，要求明确说明该农机的行走平台结构、核心传感配置、末端采茶执行器的工作原理、作业控制逻辑，以及对应可实现的核心作业性能参数，分析该设备相较于现有传统手持式采茶机的市场应用优势与推广价值。试卷参考答案及评分标准（仅供阅卷教师使用）一、单项选择题标准答案：1.C2.B3.B4.D5.B6.C7.B8.A9.B10.C11.A12.B13.C14.D15.A16.B17.B18.C19.D20.B，每小题选对即得1分，错选、漏选、多选均不得分。二、判断题标准答案：1.√2.√3.√4.×5.√6.√7.×8.√9.×10.×11.√12.×13.√14.×15.√，每小题判断准确即得1分，判断错误不得分。三、名词解释评分要点：1.农机地面附着裕度：指农机行走装置的最大附着力减去作业过程中所需的牵引阻力后剩余的附着余量，反映农机在不发生滑转的前提下可承载的额外牵引负载能力，通常要求该裕度不低于额定牵引阻力的15%。2.精量播种株距变异系数：指播种机田间实测粒距样本的标准差与平均粒距的比值，以百分比形式表示，反映播种粒距的均匀性，是判定精量播种机作业精度的核心指标。3.植保雾滴体积中径：指喷雾产生的所有雾滴中，按照体积从大到小排序，累计体积占总雾滴体积50%时对应的雾滴直径，是衡量雾滴粒径分布特征的核心参数，直接决定雾滴的沉积效果与飘移风险。4.联合收获机凹板分离率：指脱粒过程中，穿过凹板筛孔直接进入清选系统的谷物籽粒质量占总脱粒籽粒质量的比例，常规脱粒滚筒的凹板分离率通常要求不低于70%。5.保护性耕作秸秆覆盖量：指地表单位面积上留存的作物秸秆总质量，通常以每公顷地表秸秆留存重量或者秸秆覆盖地表面积的百分比表示，是判定保护性耕作作业是否达标的核心指标。每个名词解释答出核心定义得2分，补充核心行业参数得1分，表述不完整酌情扣1~2分。四、简答题评分要点：1.翻垡三阶段分别为：切入土垡使土垡沿犁壁上升的变形阶段、土垡断裂后向侧方翻转的扭转阶段、土垡完全翻转后落地静置的稳定阶段，答出三阶段得3分；影响核心参数为犁体的入土角、犁壁曲面仰角、作业深度、机组行进速度、土壤含水率，答出5项参数得3分。2.窝眼轮排种器属于机械式结构，成本低，对种子外形尺寸一致性要求高，适配玉米、大豆等大粒径外形规则作物，不适用于小粒径不规则种子，作业精度易受种子磨损影响；气吸式排种器属于气力式结构，通用性强，对不同外形尺寸的种子适配性好，作业精度高，可实现高速精量播种，但需要配套风机系统，制造成本更高，适配油菜、蔬菜、小麦等多种中小粒径作物，适合大面积高速精播场景，两类排种器的差异、适配场景表述完整得6分。3.共轴双旋翼植保机的下洗流垂直向下分布均匀，无常规多旋翼的流场扰动盲区，可形成贯穿2米以上冠层的稳定向下气流；共轴双旋翼无反扭力矩消耗，相同整机重量下载荷效率比多旋翼高30%以上，可承载更多药液实现长航时作业；共轴双旋翼整机尺寸更小，同等有效载荷下可在甘蔗行间狭窄空间穿行作业，三个优势表述完整得6分。4.清选损失成因包括：籽粒随秸秆从筛面尾部直接排出机外、籽粒被风机气流直接吹出清选室、籽粒卡在筛孔中无法落下，答出成因为2分；优化路径包括调整筛面倾角、振动频率、筛孔孔径适配不同谷物的物理特性，配置视觉识别流量传感器实时检测清选损失率，自动动态调整风机风速与振动参数，实现清选效率的动态最优，路径表述完整得4分。5.能效优势包括：电动电机低转速下可输出恒定最大转矩，无需变速箱即可适配拖拉机不同负载工况，动力响应速度比燃油机快5倍以上；无燃油机空转能耗，待机工况能耗仅为燃油机的10%；动力输出连续可调，可精准匹配不同负载的能耗需求，作业能效比燃油机高40%以上；零尾气排放，农田封闭环境作业无有害气体累积，优势表述完整得2分；瓶颈包括当前动力电池能量密度低，满负荷作业续航不足，高压配电系统在高湿多尘的农田场景下可靠性不足，电池全生命周期使用成本过高，三个瓶颈表述完整得4分。五、计算分析题评分要点：（1）地轮转动1圈的前进距离为πD=3.14×0.65m≈2.041m，排种盘每圈排种16粒，传动比为地轮转1圈排种盘转2圈，因此地轮转1圈总排种数为16×2=32粒，理论株距为地轮单圈前进距离除