新教材高二上苏教版通用技术 技术与设计学案课时3 技术试验及其方法

课时3　技术试验及其方法[课时目标]1.通过实践体验，阐述技术试验的意义，理解技术试验的常见类型和常用方法。2.通过案例分析，总结技术试验报告的内容和需注意的问题，尝试为某一具体的技术试验撰写试验报告。1.我们通常将技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动称为技术试验。2.对技术试验，我们可以根据应用的范围不同进行分类，如农业试验、工业试验、国防试验、科学技术试验等；还可以根据目的的不同进行分类，如性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等。3.技术试验方法有优选试验法、模拟试验法、虚拟试验法、强化试验法、移植试验法。(1)强化试验法：通过扩大对试验对象的作用，以提高试验效率的方法。(2)优选试验法：运用数理统计方法，选定若干次典型意义的试验，逻辑地推出全面试验所达到的最佳效果。(3)模拟试验法：通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。模拟试验可以通过缩小或放大比例来模拟所设计的现场效果。(4)虚拟试验法：利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原形并进行试验的方法。(5)移植试验法：在相互有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验。4.一般地，技术试验的实施包括制定试验计划、抽取试验样本、进行试验、分析数据、得出结论等几个步骤。5.技术试验是一种探索性的实践活动，需要试验者具有科学的精神、严谨的态度；技术试验往往要经历一个曲折的过程，需要试验者拥有顽强的毅力。6.技术试验报告是技术试验工作完成后应当形成的成果，其项目包含试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结等。 阿什塔比拉河桥的桥梁的建筑材料全部采用铁质材料。斯托恩对这种材料过于信任，未经试验就投入使用，结果导致桥梁倒塌，100多名旅客在事故中丧生。这个事例说明(　　)A.技术的发展离不开设计B.设计是技术活动的核心C.技术试验是必要的，它可使设计得以改进和完善，将设计的风险和失误降到最低D.人机关系是在技术设计中必须考虑的因素之一答案　C解析　斯托恩对这种材料过于信任，未经试验就投入使用，结果导致桥梁倒塌。如果在使用之前进行技术试验，这个悲剧就不会发生。这说明技术试验是必要的，它可将设计得以改进和完善，将设计的风险和失误降到最低。故选C。【变式训练1】 下列技术活动中，不属于技术试验的是(　　)A.打青霉素试验针B.杂交水稻种植试验C.发射商用广播电视卫星D.A380飞机第一次试飞抵达广州白云国际机场答案　C解析　本题考查技术试验。我们通常将技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验等探索性实践活动称为技术试验。它不仅是对技术成功与否的验证，更是发现问题、探究规律优化技术的关键。打青霉素试验针是为了检验人体是否有不良反应，杂交水稻种植试验是为了探索稳产高产的新水稻品种，A380飞机第一次抵达广州白云国际机场是进行技术验证性的飞行测试任务。而发射广播电视卫星是一次商业活动，目的是为了广播电视转播，没有试验目的和试验任务。技术试验是技术活动中的一项重要内容，不仅是对技术成功与否的验证，更是发现问题、探究规律、优化技术的关键；技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段，对技术应用的实现起到了有力的保障作用；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。 (2022年1月浙江学考真题)小明将衣服放在强紫外线灯下长时间连续照射，观察衣服是否会褪色。小明采用的试验方法属于(　　)A.优选试验法   B.强化试验法C.虚拟试验法   D.移植试验法答案　B解析　由题干描述“强紫外线、长时间连续照射”可知，通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法是强化试验法。【变式训练2】 (2021年7月浙江学考真题)如图所示是贵州都安高速云雾大桥进行840吨荷载试验场景。该技术试验的方法属于(　　)A.移植试验法   B.模拟试验法C.优选试验法   D.虚拟试验法答案　B解析　根据题干大桥进行840吨荷载试验场景，应该是通过再现的形式来模拟现实发生的情况的方法，属于模拟试验法。故选B。【变式训练3】 (2019年4月浙江选考)如图所示是一台食品存放试验机。把食品置于试验箱内，计算机根据实际存放条件控制试验箱内的温度、湿度等，并记录食品的变化情况。该试验的方法属于(　　)A.虚拟试验法   B.模拟试验法C.强化试验法   D.优选试验法答案　B解析　试验机的计算机根据实际存放条件控制试验箱内的温度、湿度等，可以看出该试验的试验箱模拟了食物的存放环境，是对现实环境的模拟再现，这里是模拟现实生活中的真实场景，符合模拟试验法的定义。技术试验方法的快速理解：(1)强化试验法：快速试验。(2)优选试验法：有关键描述：分析、计算、数理统计、对比试验等。(3)模拟试验法：使用模型试验或模拟环境进行试验。(4)虚拟试验法：利用计算机技术来虚拟现实，人不起主导作用。(5)移植试验法：一般的药品试验。 (2018年6月浙江首次学考)某公司生产了一款用于体育场露天看台的塑料椅子，想通过较短时间的试验了解该款椅子的使用寿命，下列试验方法较合理的是(　　)A.采用模拟试验法模拟太阳光穿过窗玻璃照射进行光照老化试验B.采用虚拟试验法模拟产品在潮湿、超高温的环境中进行耐腐蚀试验C.采用强化试验法模拟远高于实际光照强度的太阳光直接照射进行光照老化试验D.采用强化试验法进行自由跌落试验答案　C解析　通过较短时间的试验了解该款椅子的使用寿命当然要用强化试验法。【变式训练4】 如图所示是一款笔记本支架及使用示意图，为了检验笔记本电脑支架的质量，以下试验方案中不合理的是(　　)A.在支架上适当施力检查支架的承重能力B.调整支架的角度，检查支架不同角度时，它的稳定情况C.将笔记本放在支架上，然后适当施力，检查支架的防滑性能D.将支架拆开后重新组装，检查连接部分是否损坏答案　D解析　分析可知，将支架拆开后重新组装，检查连接部分是否损坏，这个试验没有必要做。故选D。【变式训练5】 如图所示是一款便携椅，要求椅面能承重75 kg，台面能承重10 kg。下列检验该椅子承重能力的方案中合理的是(　　)答案　D解析　分别在相应的位置加上最大的承重就可以测试该结构的承重能力。【变式训练6】 (2020年12月嘉兴一模)如图所示为安全帽的超载试验报告，选择三种典型的安全帽(用A、B、C表示)进行全面的冲击试验和评估。据ISO3873－1977安全标准，标准质量的铁锤从一定高度落下，如果安全帽所传递的最大冲击力超过5000 N，或者冲击后安全帽破裂，安全帽就不再具有保护头部安全的功能。下列说法正确的是(　　)对安全帽的超载试验试验目的：测试三种品牌安全帽在一定冲击力作用下的安全性能，试验准备：三种常用品牌的安全帽(A帽、B帽、C帽)，试验仪，试验记录纸，试验报告书等；试验过程：设定试验仪上所挂的铁锤为标准重量，让其在试验仪内自由下落，砸击帽子中间，分别记录A帽、B帽、C帽所传递的最大冲击力。试验数据：铁锤重量为标准重量时，三顶帽子传递的冲击力：A帽：2000 N；B帽：2500 N；C帽：1900 N；A帽、B帽、C帽均无破损。试验总结：____________________A.该技术试验采用的方法是强化试验法B.为节约成本，可采用虚拟试验法代替C.若要测试安全帽破裂时的最大冲击力，应逐步增加铁锤的重量D.试验总结可写为“B帽传递的冲击力最大，所以B帽安全性能最好”答案　C解析　对安全帽进行超载试验是一种性能试验。A根据试验具体过程描述属于模拟试验法；B一般实物检测不适合虚拟试验法；C科学、合理的操作步骤，正确；D根据“如果安全帽所传递的最大冲击力超过5000 N，或者冲击后安全帽破裂，安全帽就不再具有保护头部安全的功能。”安全帽冲击试验方法主要用于检测安全帽耐冲击吸收性能和穿刺性能，传递的冲击力越大说明性能越不好(即对人造成的伤害越大)。1.(2021年11月9＋1联盟高二期中)中国在境内成功实施陆基中段反导拦截技术试验。试验过程是先发射一枚目标导弹，该导弹在大气层外飞向目标区域的过程中，对其进行反导弹拦截。该技术试验采用的是(　　)A.模拟试验   B.虚拟试验C.优选试验   D.移植试验答案　A解析　模拟现实反导拦截情况，属于模拟试验法。故选A。2.(2021年1月慈溪高二期末)某医药研究机构最近研制出一种治疗乙肝的新药，通过在不同动物身上进行多次试验来确定药品的药效及副作用后再进行市场推广。该机构使用的技术试验方法是(　　)A.优选试验法   B.模拟试验法C.移植试验法   D.强化试验法答案　C解析　药品在动物上试验属于移植试验法。故选B。3.李林通过通用技术的学习，提出了一些保温杯性能试验方案。下列试验方案中不合理的是(　　)A.保温试验：将开水倒入保温杯内，测量温度，旋紧杯盖，2小时后再测量水的温度B.渗漏试验：往杯中加水后，旋紧杯盖，把保温杯横放在桌面上，观察是否有水渗漏C.内胆异味试验：旋紧杯盖一段时间后打开杯盖，用鼻子感受内胆的气味D.跌落试验：用铁锤敲击保温杯，观察保温杯是否损坏答案　D解析　利用“用铁锤敲击保温杯，观察保温杯是否损坏”来进行跌落试验不合理。可以采用高处跌落的方法进行试验。故选D。4.(2021年11月A9联盟高二期中)如图所示为一款智能保健按摩椅，从设计过程中所需要的技术试验角度分析，下列方法不合适的是(　　)A.为测试椅子的牢固程度，可选用强化试验法B.为检测靠背角度调节范围是否合理，可选用模拟试验法C.用虚拟试验法测试椅子耐用性能，以快速确定使用寿命D.用模拟试验法测试按摩力度，以确保舒适性答案　C解析　“快速确定使用寿命”，应使用强化试验法，选项C错误。5.强化试验法是通过扩大和强化试验对象的作用，提高试验效率的方法。以下事例属于强化试验的是(　　)A.国外引进的新品种罗氏沼虾在绍兴海涂鱼塘中进行养殖试验B.为检测自来水管道密封的可靠性，将管道内的水压力加大到管道设计压力的1.5倍，持续稳压1小时C.利用Multisim软件对教材《电子控制技术》中的水位控制电路进行仿真、测试D.不同品种小麦的对比试验答案　B解析　选项A：属于移植试验法；选项C：属于虚拟试验法；选项D：属于优选试验法。1.(2021年11月浙北G2高二期中)火箭能够将卫星送入预定轨道得益于发射前进行的气动性能试验。它是在可行性论证和方案设计阶段，用运载火箭的缩比模型在不同类型、不同风速的风洞测量火箭总体或某一部段的气动特性参数，并在计算机中进行数据的统计计算及处理分析。该试验方法为(　　)A.模拟试验   B.虚拟试验C.强化试验   D.优选试验答案　A解析　运载火箭的缩比模型在模拟环境中进行试验，属于模拟试验法。故选A。2.(2021年11月S9高二期中)某企业生产了一款用于体育场露天看台的塑料椅子，技术人员用远高于实际光照强度的太阳光直接照射椅子进行光照老化试验，想通过较短时间的试验了解该款椅子的使用寿命，此种试验方法属于(　　)A.强化试验法   B.模拟试验法C.虚拟试验法   D.移植试验法答案　A解析　较短时间的试验了解该款椅子的使用寿命，这种方法属于强化试验法。故选D。3.(2021年11月北斗高二期中)某公司为了检验某新款运动鞋的弯折、耐磨等性能，将测试人员分成了步行组、慢跑组和冲刺组，穿上运动鞋在不同的道路上进行测试，该测试方法属于(　　)A.优选试验法   B.模拟试验法C.移植试验法   D.强化试验法答案　B解析　模型现实中的使用情况，属于模拟试验法，选项B正确。4.(2021年11月北斗高二期中)如图所示为某单位研究COVID－19新型冠状病毒mRNA人用疫苗部分的流程。该流程中的试验方法有(　　)①虚拟试验法　②优选试验法　③模拟试验法　④强化试验法　⑤移植试验法A.②⑤       B.③④⑤        C.②③      D.①④⑤答案　A解析　多种抗原样本属于对比试验法，属于优选试验法；在动物身上试验属于移植试验法。故选A。5.(2021年12月北斗高二卷)在嫦娥五号的研制过程中，模拟月面的环境，经历了几百次“1/6重力起飞综合试验”，该试验的方法属于(　　)A.强化试验法   B.模拟试验法C.移植试验法   D.虚拟试验法答案　B解析　模拟月面的环境，属于模拟试验法，故选B。6.(2021年10月精诚高二月考)在测试蹦极的安全性的过程中，为了保证蹦极过程的真实性，测试人员也会用与人体相似的人体模特作为测试对象，用其完成一次完整的蹦极过程。并利用模特上携带的电脑来记录蹦极过程中人体模特的各项数据信息。这种测试方式属于(　　)A.虚拟试验法   B.模拟试验法C.强化试验法   D.优选试验法答案　B解析　测试人员也会用与人体相似的人体模特作为测试对象，用其完成一次完整的蹦极过程。故选B。7.(2021年11月台永六校高二期中)如图所示是一台单臂电脑拉力机，可对金属、非金属材料进行拉伸性能测试和分析，通过与电脑软件连接，可实时跟踪测试过程、实时显示测试过程中各种曲线，并可实现结果数据的保存、报表的规划及打印输出。该试验的方法主要属于(　　)A.模拟试验法   B.虚拟试验法C.移植试验法   D.优选试验法答案　A解析　模拟现实拉伸情况，属于模拟试验法。故选A。8.(2021年11月台州十校高二期中)如图所示，工作人员借助计算机等设备进行的汽车NVH检测，为汽车噪声、振动与声振粗糙度性能提升提供有效的保障。该试验方法属于(　　)A.优选试验法   B.模拟试验法C.虚拟试验法   D.强化试验法答案　B解析　模拟使用环境，这种方法属于模拟试验法。故选B。9.(2021年11月杭州周边地区重点中学高二期中)如图所示是一款球鞋耐磨测试机，把鞋子放在试验台上，把摩擦力调整为正常情况下的几倍，可以在短时间内测试出鞋子的耐磨性。该试验的方法属于(　　)A.优选试验法   B.强化试验法C.模拟试验法   D.虚拟试验法答案　B解析　在短时间内测试出鞋子的耐磨性，提高效率，属于强化试验法。10.(2021年11月金兰高二期中)在低温气象环境中飞行时，飞机表面极易发生结冰现象，对飞行安全造成威胁，严重的甚至可能导致飞行灾难，因此结冰试飞工作就尤为重要。模拟冰试飞是选取其他材料加工出具有真实冰型外形及特征的“假冰”安装于飞机上进行试飞。该试验方法属于(　　)A.虚拟试验法   B.模拟试验法C.强化试验法   D.移植试验法答案　B解析　模拟环境进行试验，这属于模拟试验法。11.(2021年11月绿谷高二)如图所示是雨伞伞骨开合测试机，利用气缸伸缩模拟人手开关雨伞，检测雨伞连续开关直到产生开关失灵、伞盘缺损等方面损坏，从而判断雨伞开合寿命。该试验方法属于(　　)A.强化试验法   B.模拟试验法C.虚拟试验法   D.优选试验法答案　A解析　寿命测试，需要快速得到结果，属于强化试验法。故选A。12.(2021年12月桐乡高二)小明为了解某款电动牙刷最强模式的噪音情况，通过手机下载第三方噪音APP，对电动牙刷最强的震动档位进行噪音测试。该试验属于(　　)A.强化试验   B.移植试验C.模拟试验   D.虚拟试验答案　C解析　模拟正常使用时的状况，属于模拟试验法。13.(2021年11月温州新力量高二期中)如图所示为压力锅内部耐压试验台，其采用计算机控制试验条件，主要用于压力锅耐水压爆破试验。某一品牌电压力锅最大工作压力是0.6 Mpa，出厂前要进行1.8 Mpa耐内压力试验。这种试验方法属于(　　)A.优选试验法   B.虚拟试验法C.强化试验法   D.模拟试验法答案　C解析　最大工作压力是0.6 Mpa，出厂前要进行1.8 Mpa耐内压力试验，提高试验强度，采用了强化试验法，选项C正确。14.(2021年11月衢温5＋1高二期中)小明完成书架的制作后，想对其连接处的牢固强度进行技术试验，于是小明找来足够数量的书本，将其逐一摆放在书架上，并观察其连接处是否有断裂、脱落等现象，小明所使用的技术试验方法是(　　)A.虚拟试验法   B.强化试验法C.模拟试验法   D.优选试验法答案　B解析　测试最大强度，快速试验，采用了强化试验法，选项B正确。 15.(2021年11月湖州三贤联盟高二期中)如图所示是用无人机撞击假人的试验，在假人的头部和颈部安装传感器，用来测量加速度和力，将数据传给计算机并进行分析对人可能造成的伤害程度。这种技术试验方法属于(　　)A.模拟试验   B.虚拟试验C.强化试验   D.优选试验答案　A解析　利用模型进行试验，属于模拟试验法，选项A正确。16.对如图所示的铁塔模型做抗压试验。下列做法中不合理的是(　　)A.将铁塔模型竖直摆放平稳B.在铁塔模型的A处或B处挂钩码C.钩码质量逐渐增加D.记录试验过程中所挂的钩码总质量答案　B解析　应该在铁塔模型的A处和B处同时挂钩码，故选B。17.(2021年11月七彩阳光高二期中)小明在网上看到图a所示的悬浮支架很新奇，因此利用该原理设计了如图b所示的椅子。小明想对该椅子进行技术试验，下列方法不合理的是(　　)A.采用强化试验法，测试椅子承重极限B.采用模拟试验法，晃动椅子观察稳定性C.技术试验完成后，应及时总结撰写技术试验报告D.采用虚拟试验法，利用sliodworks机械设计软件进行性能试验答案　D解析　虚拟试验法不适合进行性能测试，选项D错误。18.如图所示为“测试用三种不同截面形状的构件做成的悬梁的抗弯曲性能”的试验，下列对该试验说法不正确的是(　　)A.三种不同截面形状的构件的截面周长应相等B.三种不同截面形状的构件材料的厚度应相同C.试验中，只要两端支撑点的距离保持不变，即使三种不同截面形状构件的长度不相等，试验结果不受影响D.试验中，只要三种不同截面形状构件的长度相等，即使两端支撑点的距离发生变化，试验结果不受影响答案　D解析　两端支撑点的距离发生变化，试验结果会受影响。故选D。19.如图所示是一个材料弯曲测试示意图，通过逐渐增加重物，观察材料弯曲的角度。这一试验应该记录、分析的数据是(　　)A.角度、重物的质量B.角度、虎钳的夹力C.重物质量、虎钳的夹力D.材料质量、虎钳的夹力答案　A解析　悬挂的重物质量增大，弯曲的角度变化越大，抗弯曲性能越差；弯曲的角度变化越小，抗弯曲性能越强。故选A。20.下列对安全帽的试验方案中，最不合理的是(　　)A.放在烤箱里加热到40 ℃，试验其耐热性B.冷却到零下20 ℃，试验其耐冷性C.用合适的重物冲击安全帽，进行抗冲击试验D.放在斜面上，逐渐增加斜面的角度，试验其稳定性答案　D解析　稳定性与安全帽的性能没有太大的关系，这里不需要做。故选D。21.如图所示是一款台灯，制作好后，以下试验不必要做的是(　　)A.灯泡的使用寿命B.灯罩的聚光度C.测试电路是否正常D.台灯的高度调节的范围答案　A解析　灯泡的使用寿命，在灯泡出厂之前已经测试过，这里没必要测试。故选A。22.小明在通用技术试验室制作如图所示的小板凳，发现采用头肩结构可以提高强度，为了找到合适的头肩比例，进行了各种试验。以下说法中不正确的是(　　)A.小明在模型上持续增加重物测试最大承重能力，属于模拟试验法B.小明通过simulation计算机软件进行仿真受力分析，属于虚拟试验法C.小明通过模型测试不同尺寸结构的插接，确定合适的头肩比例，属于优选试验法D.技术试验是通过试验可以发现问题、深化认识、推动技术设计的发展答案　A解析　测试最大承重能力，属于强化试验法，选项A错误。23.如图所示是2018年10月24日正式开通的港珠澳大桥，以下相关的技术试验，说法不合理的是(　　)A.通过4年的测试对比，最终从20个方案中选出综合评价最高的方案，属于优选试验法B.桥面板疲劳试验：半年内，每组构件循环荷载反复试验约400万次，超过普通桥梁的2倍，属于强化试验法C.BIM建模软件与有限元分析软件相结合，对工作井的围护结构进行受力测试，属于虚拟试验法D.2辆70吨满载卡车(港珠澳大桥通行货车最高总限载标准49吨)在大桥上并排行驶，测试桥梁结构动态特性和动态响应情况，属于模拟试验法答案　D解析　超过总限载标准，快速得到试验结果，属于强化试验法。24.如图所示是一款旋转式可升降不锈钢火锅，不锈钢筛网可通过旋转实现升降，沥干汤汁，方便夹取食物。下列关于该火锅的技术试验不合理的是(　　)A.该火锅在进行技术试验时，应对三个把手进行防烫试验B.把食物和水装进火锅，对筛网进行顺反旋转，测试食物能否随之升降沥干属于优选试验法C.采用试验机器对筛网进行顺反旋转上千次以测试其使用极限属于强化试验法D.技术试验完成后，应及时总结撰写技术试验报告答案　B解析　对于不同形状的筛网进行沥干试验，属于对比试验，不属于优选试验法。25.如右图所示为某品牌的移动电源，相关参数说明如下表，下列对该产品进行的相关技术试验中，采取的试验方法正确的是(　　)参考价格79元产品颜色仅象牙白产品类型通用分体式适用设备普通移动电源电池类型普通移动电源电池容量20000 mAh产品电压输入5 V输出5 V产品电流输入2.1 A输出1 A(USB1)输出2.1 A(USB2)充电时间21小时(2.1 A适配器)实际转换率96.22%(恒定电流1 A)91.41%(恒定电流2.1 A)输入接口MicRo USB输出接口双USB输出指示灯LED显示屏循环寿命≥300产品认证PCC，CE产品重量645 gA.采用模拟试验法检测短路保护功能：产品在25±5 ℃充满电后，将输出端短路，测试保护电路工作性能B.采用虚拟试验法检测过充电保护功能：产品在25±5 ℃时充满电，继续充电24 小时，观察产品有无燃烧、爆炸、漏液等现象C.采用强化试验法进行跌落试验：产品充满电后，从150 cm 高度跌落至3 cm 厚的木板上，对产品各个表面进行1 次跌落试验，观察有无冒烟、着火、破裂、功能异常等现象D.采用模拟试验法进行冷热冲击试验：产品充满电后按设定的时间进行－20±2 ℃、70±2 ℃冷热循环若干次，然后放置于23±2 ℃环境下24 小时，观察产品有无冒烟、着火、漏液等现象答案　A解析　选项B应采用强化试验法，选项C应采用模拟试验法，选项D应采用强化试验法。26.陈晨发现学校的110米栏跨栏架损坏无法使用，于是和同学一起设计、制作如图的L型跨栏架，跨栏支架用金属材料制成，顶端栏板是木材料，两端固定。要求：栏板要能够承受4千克的水平冲撞力。请你根据两套试验器材，设计两个简易试验方案，检验该跨栏架的设计是否符合要求。分别用示意图表示试验方法，必要时用文字说明。(1)方案一：25牛顿的弹簧秤二把，细绳若干条；(2)方案二：1千克的钩码4个，滑轮一个，细绳若干条，长度为1.5 m、强度足够的细铁杆若干根(可搭成支架)。答案　(1)方案一：说明：用两条细绳拴住栏板，两个弹簧秤平行钩住细绳，然后，水平拉动弹簧秤(力从0～25 N逐步增大)，观察跨栏架的不稳定性并记录，(2)方案二：