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(共30张PPT)
系统及其设计
一、 系统及其特性
第三单元
【项目情境】孙宇同学上厕所时发现厕所洗手池的老式水龙头经常 因未关严或漏水而造成严重浪费，于是他提出将老式水龙头更换成 按压式延时水龙头，实现当按下水龙头时出水，过一会儿水龙头又 自动关闭的功能。
A. 按压式延时水龙头由阀体、压盖、阀座、弹簧等若干部件组成
B. 当压盖按钮被按下时，阀芯被推进阀腔，进水口打开，阀腔进水，
水龙头开始出水。停止按压后，阀芯在弹簧的作用下开始复位
C. 按压式延时水龙头使用方便，应用广泛
D. 按压式延时水龙头延时出水的功能是阀腔、阀座等要素所没有的
【解析】 与三个构成条件无关，仅描述功能。
A. 目的性 B. 整体性
C. 动态性 D. 环境适应性
【解析】 有两个及以上要素按照一定方式组成的有机整体，体现了系 统的整体性。
A. 通过弹簧使阀芯复位，实现了水龙头打开和“延时关闭”的功能， 体现了系统的目的性
B. 阀芯与阀腔相互匹配，体现了系统的相关性
C. 使用一段时间后，弹簧的弹力减弱，体现了系统的整体性
D. 在极低气温条件下，按压式延时水龙头无法实现功能，体现了系统 的环境适应性
【解析】 使用一段时间后性能的动态变化体现系统的动态性。
【知识札记】本项目涉及的知识有系统的含义，构成系统的三个条 件，系统的5个基本特性，即整体性、相关性、目的性、动态性、环 境适应性。
小明设计并制作了一款声控台灯，他要看书时只需一跺脚或一拍 手，灯就自动亮起；不用的时候，也只要重复这些操作就可以实现关 灯。请根据以上描述，回答第1—3题。
A. 环节 B. 子系统 C. 部分 D. 要素
【解析】 环节属于流程与设计概念范畴，系统由子系统或要素或部分 组成。
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A. 声控台灯主要由木板支架、声控模块、电池盒、端子线等部件组成
B. 声控台灯由多个部件构成，各部件都有特定的功能
C. 声控台灯各部件相互联系、相互作用
D. 声控台灯的声控开关灯功能是各部分在孤立状态下所没有的
【解析】 特定功能是整体才具备的，部件或要素不具备此功能。
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A. 只需一跺脚或一拍手，灯就自动亮起，体现了系统的目的性
B. 经历长时间开关灯使用之后，蓄电池容量下降，体现了系统的动态 性
C. 声控台灯主要由木板支架、声控模块等部件组成，体现了系统的整 体性
D. 声控模块损坏后，台灯将无法使用，体现了系统的相关性
【解析】 要素发生故障，整体的功能无法发挥，体现了系统的整体性。
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A. 电梯监管系统由监控报警系统、楼控系统、客户端系统等子系统组成
B. 摄像机出现故障，会导致电梯监管系统无法正常工作，体现了系统的整体性
C. 监控报警系统能准确区分电动车与其他车辆，体现了系统的目的性
D. 客户端系统既可进行远程喊话教育，又可手动解除报警，体现了系统的环境适应性
【解析】 D选项客户端的功能体现了系统的目的性（功能体现目的）。
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A. 车速传感器可以实际监测汽车车速，体现了系统的目的性
B. 变速箱的性能会影响节气门和变速箱的调节，体现了系统的相关性
C. 定速巡航组件可以根据实际车速计算出节气门开合度，体现了系统的动态性
D. 设计系统时需要综合考虑定速巡航系统的价格、性能、可集成性， 体现了技术的综合性
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【解析】 传感器不是系统，不能体现系统的目的性，故A错误；定速巡 航组件可计算属于其具备的功能，不能体现动态性，故C错误；技术的 综合性指的是在设计的过程中综合运用多门学科的知识或多个领域的技 术，故D错误。
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A. 温度控制、湿度控制、光照控制等子系统各自独 立、互不影响
B. 需要定期对系统进行检查和维护，以保证系统正 常运行，体现了系统的目的性
C. 该系统在梅雨、干旱天气下也能正常运行，体现 了系统的环境适应性
D. 湿度传感器损坏了，会影响整个系统的正常工 作，体现了系统的相关性
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【解析】 子系统之间是相互作用、相互联系的，并不独立，故A错误； 定期检查和维护，体现了系统的动态性，故B错误；要素发生故障，整 体的功能无法发挥，体现了系统的整体性，故D错误。
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A. 采用跟随控制，使连续切断过程更稳定，体现了系统的目的性
B. 切刀需要定期更换，体现了系统的动态性
C. 没有跟随切断控制子系统，就不能实现连续进料切断，体现了系统的整体性
D. 切断不同材质的物料要选用不同的切刀，体现了系统的环境适应性
【解析】 切断不同材质的物料要选用不同的切刀，体现了系统的相关性。
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A. 电机输出的功率应能驱动输送带运动，体现了系统的相关性
B. 光电传感器的目的是检测光是否被遮挡，体现了系统的目的性
C. 该系统在不同地域均可正常使用，体现了系统的环境适应性
D. 输送带和皮带需要定期维护，体现了系统的动态性
【解析】 光电传感器是要素，不是系统，不能体现系统的整体性。
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A. 需定期清理进纸辊表面的纤维附着物，体现了系统的动态性
B. 进纸速度调整，裁切轮的运转速度也将调整，体现了系统的相关性
C. 纸张上未印有标记，裁切轮将停转，体现了系统的环境适应性
D. 该系统能裁切出不同长度的纸张，体现了系统的目的性
【解析】 纸张和裁切轮属于要素对要素的影响，属于系统的相关性。
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A. 仅用时42秒就能完成核酸采样，体现了系统的目的性
B. 能够在0～40℃环境中平稳运行，采样效率高达100％，体现了系统的环境适应性
C. 由消毒装置、咽拭子安放装置、末端执行器、采集装置等组成，体现了系统的整体性
D. 被采样者的口腔深度各异，提供不同长度且有识别标志的棉签，体现了系统的相关性
【解析】 被采样者的口腔不属于系统的组成要素，不体现要素对要素的影响，不属于系统的相关性。
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A. 不同质量的物品，选用不同大小的摆轮，体现了系统的环境适应性
B. 该系统能实现不同物品的自动分流，体现了系统的目的性
C. 激光扫描仪长期使用后需要更换，体现了系统的动态性
D. 伺服电机出现故障后，自动分流将无法实现，体现了系统的整体性
【解析】 物品和摆轮属于要素对要素的影响，属于系统的相关性。
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A. 该控制系统可划分为温度控制子系统
和告警控制子系统
B. 当监控中心检测到温度偏高时，驱动
精密空调进行制冷，体现了系统的环
境适应性
C. 监控中心通过检测、处理后，向精密
空调和发送终端发送信号，体现了系统的相关性
D. 系统需要经常维护、管理，体现了系统的动态性
【解析】 B选项体现了系统的目的性。
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　　孙宇同学逛街时看到了如图所示的共享电动自行车，它由自行车子 系统、电气子系统、塑料件子系统组成。请根据上述描述，完成第13— 14题。
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13. 请分析上述每个子系统包括哪些要素，并填写下表。
子系统 要素
自行车子系统 车架、前叉、车轮、车把、后架、车支和传动装置
电气子系统 控制器、蓄电池、电机、充电器
塑料件子系统 装饰板、仪表壳、脚踏板、车架挡泥板、电池盒等
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14. 请说明判定构成电气子系统的三个条件。
　（1）电气子系统由控制器、蓄电池、电机、充电器四个要素组成； （2）充电器为蓄电池提供电量，蓄电池为控制器、电机提供电源等， 要素之间相互作用、相互联系，按照一定方式工作；（3）电气子系统 可以实现车辆电动部分的启停、调速等功能，各要素在独立状态下不具 备这些功能。　
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