第一部分　章節習題及詳解

1H410000　機電工程技術

1H411000　機電工程常用材料及工程設備

1H411010　機電工程常用材料

 

一、單項選擇題（每題的備選項中，只有1個最符合題意）

1制造熱交換器常用的材料是（　　）。[2018年真題]

A．紫銅

B．白銅

C．青銅

D．黃銅

【答案】D

【解析】機電工程中廣泛使用的銅合金有黃銅、青銅和白銅。例如，機電設備冷凝器、散熱器、熱交換器、空調器等常用黃銅制造；錫青銅廣泛應用于軸承、軸套等耐磨零件和彈簧等彈性元件，以及抗蝕、抗磁零件等；白銅主要用于制造船舶儀器零件、化工機械零件及醫療器械等。

2SF₆斷路器的滅弧介質和絕緣介質分別是（　　）。[2017年真題]

A．氣體和液體

B．氣體和氣體

C．液體和液體

D．液體和真空

【答案】B

【解析】在電氣設備中，氣體除可作為絕緣材料外，還具有滅弧、冷卻和保護等作用，常用的氣體絕緣材料有空氣、氮氣、二氧化硫和六氟化硫（SF₆）等。常態下，SF₆是一種無色、無味、不燃不爆、無毒且化學性質穩定的氣體，其分子量大，分子中含有電負性很強的氟原子，具有良好的絕緣性能和滅弧性能。在均勻電場中，其擊穿強度約為空氣的3倍，在0.3～0.4MPa下，其擊穿強度等于或優于變壓器油。目前廣泛用于SF₆全封閉組合電器、SF₆斷路器、氣體絕緣變壓器、充氣管路電纜等。

3電站鍋爐爐墻上型鋼制作的剛性梁通常采用（　　）制成。[2014年真題]

A．工字鋼

B．T型鋼

C．角鋼

D．槽鋼

【答案】A

【解析】機電工程中常用型鋼有圓鋼、方鋼、扁鋼、H型鋼、工字鋼、T型鋼、槽鋼、角鋼、鋼軌等。例如，電站鍋爐鋼架的立柱通常采用寬翼緣H型鋼（HK300b），爐墻剛性梁采用工字鋼。

4無機非金屬硅酸鹽材料包括水泥、玻璃棉、（　　）等。[2009年真題]

A．橡膠

B．陶瓷

C．塑料

D．涂料

【答案】B

【解析】硅酸鹽材料是以天然礦物或人工合成的各種硅酸鹽化合物為基本原料，經粉碎、配料、成型和高溫燒結等工序制成的無機非金屬固體材料，包括水泥、保溫棉、砌筑材料和陶瓷等。

5下列塑料中，不屬于熱塑性塑料的是（　　）。[2015年真題]

A．聚氯乙烯

B．聚苯乙烯

C．聚丙烯

D．環氧塑料

【答案】D

【解析】熱塑性材料是以熱塑性樹脂為主體成分，加工塑化成型后具有鏈狀的線狀分子結構，受熱后又軟化，可以反復塑制成型，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。D項，環氧塑料屬于熱固性塑料。

6玻璃纖維復合風管適用于（　　）。[2011年真題]

A．潔凈空調系統

B．酸性環境空調系統

C．有機溶劑空調系統

D．中壓以下空調系統

【答案】D

【解析】制作非金屬風管的板材一般有酚醛復合板材、聚氨酯復合板材、玻璃纖維復合板材、無機玻璃鋼板材、硬聚氯乙烯板材等。其中，酚醛復合風管適用于低、中壓空調系統及潮濕環境，但對高壓及潔凈空調、酸堿性環境和防排煙系統不適用；聚氨酯復合風管適用于低、中、高壓潔凈空調系統及潮濕環境，但對酸堿性環境和防排煙系統不適用；玻璃纖維復合風管適用于中壓以下的空調系統，但對潔凈空調、酸堿性環境和防排煙系統以及相對濕度90%以上的系統不適用；硬聚氯乙烯風管適用于潔凈室含酸堿的排風系統。

7下列非金屬風管材料中，適用于酸堿性環境的是（　　）。[2016年真題]

A．聚氨酯復合板材

B．酚醛復合板材

C．硬聚氯乙烯板材

D．玻璃纖維復合板材

【答案】C

【解析】A項，聚氨酯復合風管適用于低、中、高壓潔凈空調系統及潮濕環境，但對酸堿性環境和防排煙系統不適用。B項，酚醛復合風管適用于低、中壓空調系統及潮濕環境，但對高壓及潔凈空調、酸堿性環境和防排煙系統不適用。C項，硬聚氯乙烯風管適用于潔凈室含酸堿的排風系統。D項，玻璃纖維復合風管適用于中壓以下的空調系統，但對潔凈空調、酸堿性環境和防排煙系統以及相對濕度90%以上的系統不適用。

8鍋爐汽包常用（　　）材料制造。

A．普通碳素鋼

B．優質碳素鋼

C．低合金結構鋼

D．特殊鋼

【答案】C

【解析】低合金結構鋼是在普通鋼中加入微量合金元素，而具有高強度、高韌性、良好的冷成形和焊接性能、低的冷脆轉變溫度和良好的耐蝕性等綜合力學性能。低合金結構鋼主要適用于橋梁、鋼結構、鍋爐汽包、壓力容器、壓力管道、船舶、車輛、重軌和輕軌等制造。

92008年北京奧運會的國家體育場“鳥巢”所使用的鋼是（　　）型鋼。

A．Q295

B．Q345

C．Q390

D．Q460

【答案】D

【解析】低合金結構鋼主要適用于橋梁、鋼結構、鍋爐汽包、壓力容器、壓力管道、船舶、車輛、重軌和輕軌等制造。例如，國家體育場“鳥巢”鋼結構所用主要鋼材是我國自主新研發生產的、國內在鋼結構上首次使用的Q460低合金結構鋼。

10電站鍋爐鋼架的立柱通常采用寬翼緣（　　）。

A．工字鋼

B．H型鋼

C．T形鋼

D．鋼軌

【答案】B

【解析】在機電工程中常用的型鋼主要有：圓鋼、方鋼、扁鋼、H型鋼、工字鋼、T型鋼、角鋼、槽鋼、鋼軌等。例如，電站鍋爐鋼架的立柱通常采用寬翼緣H型鋼（HK300b），爐墻剛性梁采用工字鋼。

11純鎳與純銅的共同點是（　　）。

A．導熱性好

B．強度高

C．強度低

D．塑性好

【答案】D

【解析】純鎳是銀白色的金屬，強度較高，塑性好，導熱性差，電阻大。鎳表面在有機介質溶液中會形成鈍化膜保護層而有極強的耐腐蝕性，特別是耐海水腐蝕能力突出。工業純銅密度為8.96×10³kg/m³，具有良好的導電性、導熱性以及優良的焊接性能，純銅強度不高，硬度較低，塑性好。

12特殊性能低合金高強度鋼也稱特殊鋼，下列哪種特殊鋼常用于制作作車輛履帶？（　　）

A．耐候鋼

B．耐熱鋼

C．耐磨鋼

D．低合金高強度鋼

【答案】C

【解析】工程結構用特殊鋼主要包括：耐候鋼、耐熱鋼、低合金高強度鋼、耐磨鋼、耐海水腐蝕鋼、工程機械用鋼、低溫用鋼、鋼軌鋼等。其中耐磨鋼常用于承受嚴重磨損和強烈沖擊的零件。例如，車輛履帶、挖掘機鏟斗、破碎機顎板、鐵軌及分道叉、吊車軌道等。

13廣泛應用于工業窯爐、鍋爐內襯、背襯隔熱耐火保溫的硅酸鹽材料為（　　）。

A．水泥

B．保溫棉

C．砌筑材料

D．陶瓷

【答案】B

【解析】硅酸鹽材料包括：水泥、保溫棉、砌筑材料、陶瓷等。其中，水泥廣泛應用在建設工程中。保溫棉廣泛應用于工業窯爐、鍋爐內襯、背襯隔熱耐火保溫；蒸汽機、燃氣機等熱工設備的隔熱保溫；高溫管道柔性隔熱材料、高溫墊片；熱反應器的保溫隔熱；各種工業設備的防火；電器元件隔熱防火；焚燒設備的隔熱保溫；模塊、折疊塊及貼面塊的原料等。砌筑材料廣泛用于鋼鐵、有色金屬、石化、建材、電力等行業的高溫爐窯或高溫容器等熱工設備的內襯結構，也可作為高溫裝置中的部件材料等。陶瓷主要用途包括陶瓷制品、結構陶瓷、功能陶瓷。

14加工塑化成型后具有鏈狀的線狀分子結構，受熱后軟化，可以反復塑制成型的高分子材料是（　　）。

A．熱塑性塑料

B．熱固性塑料

C．樹脂塑料

D．合成塑料

【答案】A

【解析】高分子材料按特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復合材料。其中，塑料是以合成的或天然的樹脂作為主要成分，添加一些輔助材料（如填料、固化劑、增塑劑、穩定劑、防老化劑等），在一定溫度、壓力下塑制成型。按照成型工藝不同，分為熱塑性塑料、熱固性塑料。熱塑性塑料是以熱塑性樹脂為主體成分，加工塑化成型后具有鏈狀的線狀分子結構，受熱后易軟化，可以反復塑制成型。熱固性塑料是以熱固性樹脂為主體成分，加工固化成型后具有網狀體型的結構，受熱后不再軟化，強熱下發生分解破壞，不可以反復成型。

15同時具備耐腐蝕、耐溫及耐沖擊性能的塑料水管是（　　）。

A．聚乙烯管

B．聚丙烯管

C．ABS管

D．聚氯乙烯管

【答案】C

【解析】ABS工程塑料管的耐腐蝕、耐溫及耐沖擊性能均優于聚氯乙烯管，它由熱塑性丙烯腈丁二烯-苯乙烯三元共聚體粘料經注射、擠壓成型加工制成，使用溫度為－20℃～70℃，壓力等級分為B、C、D三級。例如，ABS工程塑料在機械、電氣、紡織、汽車、飛機、輪船等制造及化工中得到廣泛應用，可用來制作機器零件、各種儀表的外殼、設備襯里等。

16建筑排水管道常采用（　　）材料。

A．聚四氟乙烯

B．聚丙烯

C．硬聚氯乙烯

D．高密度聚乙烯

【答案】C

【解析】硬聚氯乙烯排水管及管件用于建筑工程排水，在耐化學性和耐熱性能滿足工藝要求的條件下，此種管材也可用于化工、紡織等工業廢氣排污排毒塔、氣體液體輸送等。

17人造纖維是利用自然界中的（　　）等原料經過制漿提取纖維素，再經過化學處理及機械加工而成的。

A．天然氣、蘆葦、棉絨

B．木料、天然氣、棉絨

C．木料、蘆葦、天然氣

D．木料、蘆葦、棉絨

【答案】D

【解析】纖維按原材料及生產過程不同，可分為：①天然纖維，有棉花、麻、羊毛、蠶絲等；②人造纖維，是利用自然界中的木料、蘆葦、棉絨等原料經過制漿提取纖維素，再經過化學處理及機械加工而成的；③合成纖維，是利用石油、煤炭、天然氣等原料生產制造的纖維制品。

18油漆廣泛應用于設備管道工程的（　　）保護。

A．防銹

B．防火

C．防靜電

D．防輻射

【答案】A

【解析】油漆廣泛用于設備管道工程中的防銹保護。例如，清漆、冷固環氧樹脂漆、環氧呋喃樹脂漆、酚醛樹脂漆等。涂料是一種涂覆于固體物質表面并形成連續性薄膜的液態或粉末狀態的物質。涂料的主要功能是：保護被涂覆物體免受各種作用而發生表面的破壞；具有裝飾效果；并能防火、防靜電、防輻射。

19（　　）俗稱“萬能膠”，具有很強的粘結力。

A．環氧樹脂粘結劑

B．酚醛樹脂粘結劑

C．丙烯酸酯類粘結劑

D．橡膠粘結劑

【答案】A

【解析】粘結劑是指用來將其他材料粘接在一起的材料。通過粘附作用，使同質或異質材料連接在一起。按照粘結劑的基料類型分為天然粘結劑和合成粘結劑。其中環氧樹脂粘結劑俗稱“萬能膠”，具有很強的粘結力，對金屬、木材、玻璃、陶瓷、橡膠、塑料、皮革等都有良好的粘結能力。

20關于非金屬風管材料的類型及應用，下列說法錯誤的是（　　）。

A．酚醛復合風管適用于低、中壓空調系統及潮濕環境

B．聚氨酯復合風管適用于低、中、高壓潔凈空調系統及潮濕環境

C．玻璃纖維復合風管適用于中壓以下的空調系統

D．硬聚氯乙烯風管不適用于潔凈室含酸堿的排風系統

【答案】D

【解析】非金屬板材一般有酚醛復合板材、聚氨酯復合板材、玻璃纖維復合板材、無機玻璃鋼板材、硬聚氯乙烯板材等。其中，酚醛復合板材適用于制作低、中壓空調系統及潮濕環境的風管，但對高壓及潔凈空調、酸堿性環境和防排煙系統不適用；聚氨酯復合板材適用于制作低、中、高壓潔凈空調系統及潮濕環境的風管，但對酸堿性環境和防排煙系統不適用；玻璃纖維復合板材適用于制作中壓以下的空調系統風管，但對潔凈空調、酸堿性環境和防排煙系統以及相對濕度90%以上的系統不適用；硬聚氯乙烯板材適用于制作潔凈室含酸堿的排風系統風管。

21以下電線類型中，主要應用在需柔性連接可動部位的是（　　）。

A．RV型、RX型

B．BLX型、BLV型

C．BX型、BV型

D．BVV型

【答案】A

【解析】電線的類型包括：①BX、BV型，銅芯電線被廣泛采用在機電工程中，適合于450/750V及以下的動力裝置的固定敷設；②RV型、RX型，銅芯軟線主要采用在需柔性連接的可動部位；③BVV型、RVV型：多芯的平形或圓形塑料電線，可用在電氣設備內配線，較多地出現在家用電器內的固定接線，RVV為銅芯塑料絕緣塑料護套多芯軟線。

22下列關于ZR-YJFE型電纜的說法，正確的是（　　）。

A．長期允許最高溫度為90℃

B．可敷設在豎井內

C．不適用于潮濕場所

D．不得敷設在吊頂內

【答案】B

【解析】ZR-YJFE型和NH-YJFE型屬于阻燃、耐火等特種輻照交聯電力電纜，電纜最高長期允許工作溫度可達125℃，可敷設在吊頂內、高層建筑的電纜豎井內，且適用于潮濕場所。

23下列適用于室內各種敷設方式的控制電路中的電纜是（　　）。

A．VV型

B．VV₂₂型

C．KVV型

D．YJV₃₂型

【答案】C

【解析】KVV型控制電纜適用于室內各種敷設方式的控制電路中。對于該類電纜來說，主要考慮耐高溫特性和屏蔽特性及耐油、耐酸堿、阻水性能。

 

二、多項選擇題（每題的備選項中，有2個或2個以上符合題意，至少有1個錯項）

1低合金結構鋼主要用于（　　）等制造。[2011年真題]

A．鍋爐汽包

B．壓力容器

C．起重機軌道

D．壓力管道

E．高強螺栓

【答案】ABCD

【解析】低合金結構鋼是在普通鋼中加入微量合金元素，而具有高強度、高韌性、良好的冷成形和焊接性能、低的冷脆轉變溫度和良好的耐蝕性等綜合力學性能。其主要適用于橋梁、鋼結構、鍋爐汽包、壓力容器、壓力管道、船舶、車輛、重軌和輕軌等制造。

2有色金屬中的重金屬包括（　　）。[2013年真題]

A．銅合金

B．鈦合金

C．鋅合金

D．鎂合金

E．鎳合金

【答案】ACE

【解析】通常將鋼鐵以外的金屬及其合金，統稱為有色金屬。有色金屬的種類很多，密度大于4.5×10³kg/m³的金屬稱為重金屬，如銅、鋅、鎳等；密度小于等于4.5×10³kg/m³的金屬稱為輕金屬，如鋁、鎂、鈦等。具體而言，重金屬包括銅及銅合金、鋅及鋅合金、鎳及鎳合金；輕金屬包括鋁及鋁合金、鎂及鎂合金、鈦及鈦合金。

3在國家標準《碳素結構鋼》（GB/T 700—2006）中，按照碳素結構鋼屈服強度的下限值將其進行劃分，其鋼號包括（　　）。

A．Q195

B．Q215

C．Q235

D．Q275

E．Q345

【答案】ABCD

【解析】碳素結構鋼又稱為普碳鋼，在國家標準《碳素結構鋼》（GB/T 700—2006）中，按照碳素結構鋼屈服強度的下限值將其分為四個級別，其鋼號對應為Q195、Q215、Q235和Q275，其中Q代表屈服強度，數字為屈服強度的下限值。

4板材按其材質可分為（　　）。

A．熱軋板

B．普通碳素鋼板

C．低合金結構鋼板

D．冷軋板

E．不銹鋼板

【答案】BCE

【解析】板材的劃分包括：①按其厚度可分為厚板、中板和薄板；②按其軋制方式可分為熱軋板和冷軋板兩種，其中冷軋板只有薄板；③按其材質有普通碳素鋼板、低合金結構鋼板、不銹鋼板、鍍鋅薄鋼板等。

5鍋爐水冷壁和省煤器使用的無縫鋼管一般采用（　　）。

A．優質碳素鋼管

B．鍋爐碳素鋼管

C．螺旋縫鋼管

D．低合金鋼管

E．焊接鋼管

【答案】AD

【解析】鍋爐水冷壁和省煤器使用的無縫鋼管一般采用優質碳素鋼管或低合金鋼管，過熱器和再熱器采用15CrMo或12Cr1MoV等材質的無縫鋼管。

6鈦合金具有的優異性能有（　　）。

A．形狀記憶

B．超導特性

C．加工方便

D．抗磨性好

E．吸氫特性

【答案】ABE

【解析】在純鈦中加入合金元素形成鈦合金，其強度、耐熱性、耐腐蝕性高，具有無磁性、聲波和振動的低阻尼特性，具有超導特性、形狀記憶和吸氫特性等優異性能，但也存在加工性能差、抗磨性差等缺點。

7砌筑材料要求具備的優良性能包括（　　）。

A．很好的耐高溫性能

B．一定的高溫力學性能

C．良好的保溫性能

D．電磁屏蔽性能

E．良好的體積穩定性

【答案】ABE

【解析】砌筑材料種類很多，有各種類型的耐火磚和耐火材料，要求具有很好的耐高溫性能、一定的高溫力學性能、良好的體積穩定性、抗各種侵蝕性的熔渣及氣體的性能等。D項，電磁屏蔽性能是金屬層狀復合材料的特點。

8天然橡膠彈性最好，具有（　　）的特點。

A．強度大

B．強度低

C．電絕緣性好

D．不透水

E．電絕緣性差

【答案】ACD

【解析】橡膠是具有高彈性的高分子材料，它是由生膠、配合劑、增強劑組成，按材料來源不同分為天然橡膠和合成橡膠。天然橡膠彈性最好，具有強度大、電絕緣性好、不透水的特點，也有較好的耐堿性能，但不耐濃酸，能溶于苯、汽油等溶劑。

9以下關于聚丙烯管的說法，正確的有（　　）。

A．用于流體輸送

B．Ⅰ型為0.6MPa

C．Ⅱ型為0.8MPa

D．Ⅲ型為0.4MPa

E．按壓力分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型

【答案】AE

【解析】聚丙烯管材是由聚丙烯樹脂經擠壓成型而得，其剛性、強度、硬度和彈性等機械性能均高于聚乙烯，但其耐低溫性差，易老化，常用于流體輸送。按壓力分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，其常溫下的工作壓力為：Ⅰ型為0.4MPa、Ⅱ型為0.6MPa、Ⅲ型為0.8MPa。

10SF₆氣體介質絕緣材料具有（　　）等特性。

A．無色

B．有毒

C．無味

D．易燃

E．不爆

【答案】ACE

【解析】六氟化硫（SF₆）一般由硫和氟直接燃燒合成，經凈化干燥處理后使用。常態下，SF₆是一種無色、無味、不燃不爆、無毒且化學性質穩定的氣體，其分子量大，分子中含有電負性很強的氟原子，具有良好的絕緣性能和滅弧性能。在均勻電場中，其擊穿強度約為空氣的3倍，在0.3～0.4MPa下，其擊穿強度等于或優于變壓器油。目前廣泛用于SF₆全封閉組合電器、SF₆斷路器、氣體絕緣變壓器、充氣管路電纜等。

11氣體介質絕緣材料在電氣設備中除可作為絕緣材料外，還具有（　　）作用。

A．凈化

B．滅弧

C．保溫

D．冷卻

E．保護

【答案】BDE

【解析】氣體介質絕緣材料在電氣設備中除可作為絕緣材料外，還具有滅弧、冷卻和保護等作用。常用的氣體絕緣材料有空氣、氮氣、二氧化硫和六氟化硫（SF₆）等。例如，六氟化硫（SF₆）一般由硫和氟直接燃燒合成，經凈化干燥處理后使用。