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第一章　结构及其设计
验收卷(一)　第一章　结构及其设计
(考试时间45分钟；满分50分)
一、选择题(本大题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的)
A
1.如图所示是小明设计的机械手结构模型，改变液压缸的液压，使得活塞杆左右移动，在连杆1和连杆2的作用下驱动抓手松开或夹紧物件。当物体被夹紧时，下列关于该机械手结构受力形式的分析正确的是(　　)
A.活塞杆受拉，连杆2受压受弯曲，连杆1受压
B.活塞杆受拉，连杆2受拉受弯曲，连杆1受拉
C.活塞杆受压，连杆2受拉受弯曲，连杆1受压
D.活塞杆受压，连杆2受拉受弯曲，连杆1受拉
解析　活塞向左移时能夹紧物体，活塞杆要把连杆2向左拉拽，活塞杆主要受拉；连杆1是二力杆，要把抓手推去夹紧物体，连杆1主要受压；连杆2和抓手均三点受力，两者均主要受弯曲；销钉主要受剪切，选项A正确。
B
2.如图所示的制动演示机构，转轮转动过程中，在力F的作用下﹐机构处于制动状态，下列分析中正确的是(　　)
解析　拉杆和连杆2均受三点力不共线力，所以主要受弯曲，连杆3被拉拽主要受拉，连杆1被左端上翘的连杆2挤压而主要受压，转轮受制动杆的挤压和摩擦而主要受压和受扭转，选项B正确。
A.拉杆受拉、连杆3受拉、连杆1受压、转轮受压
B.拉杆受弯曲、连杆3受拉、连杆l受压、转轮受压受扭转
C.拉杆受拉、连杆3受压、连杆1受拉、转轮受扭转
D.拉杆受弯曲、连杆3受压、连杆受拉、转轮受压受扭转
C
3.如图所示为一款液压夹紧装置。液压缸工作，通过机械机构带动夹紧臂夹紧物体(物体被夹紧时，连杆2与摆杆不在一条直线上)。以下说法中不正确的是(　　)
解析　液压杆向上运动，物体被夹紧，A正确；物体被夹紧时，液压杆受拉、压杆受弯曲、连杆1受压，C错误。
A.液压杆向上运动，物体被夹紧
B.连杆1、摆杆、连杆2、夹紧臂之间都是铰连接
C.物体被夹紧时，液压杆受拉、压杆受弯曲、连杆1受拉
D.物体被夹紧时，摆杆受弯曲、连杆2受压、夹紧臂受弯曲
C
4.如图所示的压紧机构，在力F的作用下，驱动杆通过连杆、摆杆、滚子将工件压紧。在图示状态下，下列说法正确的是(　　)
解析　如题图F向上拉，驱动杆带动连杆左端向上，杠杆原理右端向下，中间点由摆杆拉住。摆杆拉住连杆，两端为铰连接，且有变长趋势，受拉；连杆为三力杆，受弯曲；驱动杆在F的作用下受拉，与连杆不是一条直线，中间受到机座限位孔的作用，三点受力，还受弯曲。
A.摆杆受拉、连杆受弯曲、驱动杆只受拉
B.摆杆受弯曲、连杆受弯曲、驱动杆只受拉
C.摆杆受拉、连杆受弯曲、驱动杆受拉和受弯曲
D.摆杆受拉、连杆受拉、驱动杆受拉和受弯曲
B
A.夹紧工件时，踏板受弯曲
B.夹紧工件时，连杆2受拉
C.松开工件时，连杆3受拉
D.松开工件时，连杆1受压
解析　夹紧工件时，连杆2受压。故选B。
C
6.用压力法拆卸轴承，使用较多的是用拉杆拆卸器。如图所示，它靠 3 个拉爪钩住轴承内圈，同时转动绞杆拆下轴承。在拆卸轴承的过程中，下列说法正确的是(　　)
A.拉爪受拉，绞杆受弯曲，螺杆受扭转
B.拉爪受拉受弯曲，绞杆受扭转，螺杆受拉受扭转
C.拉爪受拉受弯曲，绞杆受弯曲，螺杆受压受扭转
D.拉爪受拉，绞杆受扭转，螺杆受压
B
7.如图所示为某款平口钳的结构示意图，在扳动手柄，夹紧物块的过程中，下列对各个零部件主要受力形式及连接方式的分析中正确的是(　　)
解析　本题考查构件的受力分析。在扳动手柄，夹紧物块的过程中，手柄受弯曲；夹紧过程中螺纹杆转动，其受扭转受压，螺纹杆与滑块之间是铰连接，B正确。
A.手柄受扭转，螺纹杆受扭转受压，螺纹杆与滑块之间是
刚连接
B.手柄受弯曲，螺纹杆受扭转受压，螺纹杆与滑块之间是铰连接
C.手柄受弯曲，螺纹杆受扭转受拉，螺纹杆与滑块之间是刚连接
D.手柄受扭转，螺纹杆受扭转受压，螺纹杆与滑块之间是铰连接
B
8.如图所示的气动压紧装置，当气动杆伸长时，带动两侧转轴及螺杆转动，使压板向下运动，从而夹紧工件。在夹紧状态下，下列分析中正确的是(　　)
解析　本题考查构件的受力。夹紧状态下，气动杆伸长，气动杆受压、压板受弯曲、螺杆受拉受扭转，B正确。
A.气动杆受压、压板受压、螺杆受压受扭转
B.气动杆受压、压板受弯曲、螺杆受拉受扭转
C.气动杆受拉、压板受压、螺杆受拉受扭转
D.气动杆受拉、压板受弯曲、螺杆受压受扭转
B
A.图a状态下连接杆1受压
B.图b状态下连接杆2受弯曲
C.图a状态下主杆受弯曲和受拉
D.图b状态下推杆2受压和受弯曲
解析　如题图b所示，在推杆2的推动下，连接杆2(铰连接二力杆)受到铆钉轴身对其施加一个沿轴线朝里方向的力使其受压，选项B错误。
D
A.液压杆向前推时，定位块向上移动，圆柱被夹紧
B.液压杆向前推时，摆杆受弯曲
C.摆杆与左右固定支架的连接方式为铰连接
D.液压杆向后拉时，复位弹簧受压
解析　液压杆向后拉时，复位弹簧主动复位，不受压。
B
11.如图所示是小马设计的电动压模装置，能够将塑性材料压制成一定形状。工作时，电机驱动传动装置带动活动夹臂将模块压制成型。图示状态下，下列对各个构件的主要受力形式分析中正确的是(　　)
解析　本题考查了结构构件受力，结构工作过程如图所示，驱动杆受弯曲，连杆1受压，摆杆受弯曲，连杆2受压，活动夹臂受压，B正确。
A.驱动杆受扭转
B.连杆2受压
C.摆杆受拉、受弯曲
D.活动夹臂受弯曲或受剪切
D
A.电机轴受弯曲、受扭转
B.杆1受弯曲、受扭转
C.杆2、杆3均受压
D.支撑板受压、受弯曲
解析　本题考查了结构构件受力，机构工作如图所示，电机轴受扭转、受弯曲；杆1受弯曲；连杆受压；杆2和杆3受压；冲压杆受压、受弯曲；支撑板受拉、受弯曲。
二、非选择题(本大题共3小题，第13题8分，第14题9分，第15题9分，共26分)
13.小明准备用胶水连接两个木条，如图1所示，他使用平口钳固定时，连接处无法压紧(如图2所示)，于是他设计并制作了平口钳的固定底板(如图3所示)，请你完成以下任务：
(2)平口钳1与底板的连接方式是________(在A.刚连接；B.铰连接；C.既不是刚连接，也不是铰连接中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(3)为了提高平口钳与底板的连接强度，增加孔1或孔2与底板的连接，下列对底板的优化最合理的是________(在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
图4
(4)小明发现底板的下表面螺栓螺帽凸出，造成摆放不稳定，于是他使用较大的钢板重新加工制作底板，准备在图4的①～④中选择向下弯折部分(虚线为弯折线)，做成支撑脚，其中最合理弯折部分是(单选)________(在A.①②③；B.②③④；C.①③④；D.①②④中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。
答案　(1)B　D(顺序可颠倒)(2分)　(2)B(2分) (3)A(2分)　(4)C(2分)
解析　(1)关于该结构的分析不合理的是B和D；B中不能直接在刻度上读取两个木条之间的夹角，刻度上读取的是两个平口钳之间的夹角；D选项中底板外轮廓的圆弧部分大小与平口钳的大小要相适应，并不是越大越好；
(2)为了适应不同角度的木条，平口钳1可以绕左下的固定孔转动调节角度，所以平口钳1与底板的连接方式是铰连接；
(3)因为平口钳1可以绕左下的固定孔转动调节角度，所以孔2的转动弧度轨迹应该是以平口钳1左下的固定孔为圆心的一个弧度，符合要求的只能是A选项；
(4)①③④三个支撑脚形成的支撑面面积最大，确保重心垂线落在支撑面范围内，形成的结构最稳定。
14.如图所示是小通家里的电脑音响，放在电脑桌上，发现放置的音响容易被碰倒，由于音响太低，影响音乐播放效果，请你帮小通同学构思了一个音响支架，可以夹持在电脑桌面板的边沿。材料采用厚度4 mm和6 mm的钢板2种，设计要求如下：
A.可以适合15 mm～25 mm厚度不同的桌子；
B.音响高度可以在6 mm～10 cm范围内调节；
C.可把音响安装在支架上，装拆方便。
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)画出支架的设计草图，必要时可用文字说明；
(2)在设计草图上标注主要尺寸；
(3)在设计之前需要收集相应的信息，下列信息中：
①桌子高度；②桌面面板的厚度；③音响的高度尺寸；④桌面的大小；⑤音响底部尺寸；⑥音响的材料。你认为需要收集的是(多选)________；
(4)支架安装到桌面时，为了保护桌面不被损坏，需要在支架连接处和桌面面板上安装垫圈，垫圈材料最适宜的是(单选)________。
A.金属 B.木材 C.橡胶 D.铝合金
答案　(1)(2)如图所示(5分)
(3)②⑤(2分)　(4)C(2分)
15.小杨同学住的小区停车收费系统坏了，当车开进小区时，传感器识别到车牌号后匝道的横杆无法自动升起。观察后发现是电机带动横杆转动的机械部分坏了(如图所示)，横杆和横杆转轴之间是刚连接。横杆转轴的直径为6 mm，电机转轴半圆的半径为4 mm。请你帮小杨设计其中的机械连接部分。设计要求如下：
①结构可靠，连接牢固；
②电机转轴逆时针转时，横杆从当前的水平位置，逆时针转动到竖直位置；
③电机反转时，横杆从竖直位置，顺时针转动到水平位置。
请完成以下任务：
(1)小杨同学通过这次技术研究提高了自身的技术能力，体现了技术(单选)________的作用；
A.保护人 B.解放人
C.发展人
(2)画出设计草图，必要时可用文字说明；
(3)在设计草图上标注主要尺寸；
答案　(1)C(2分)
(2)如图所示(3分)
(3)标注850，电机转轴R4(1分)
(4)C(1分)　(5)AD(2分)?验收卷(一)　第一章　结构及其设计
(考试时间45分钟；满分50分)
一、选择题(本大题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的)
1.如图所示是小明设计的机械手结构模型，改变液压缸的液压，使得活塞杆左右移动，在连杆1和连杆2的作用下驱动抓手松开或夹紧物件。当物体被夹紧时，下列关于该机械手结构受力形式的分析正确的是(　　)
A.活塞杆受拉，连杆2受压受弯曲，连杆1受压
B.活塞杆受拉，连杆2受拉受弯曲，连杆1受拉
C.活塞杆受压，连杆2受拉受弯曲，连杆1受压
D.活塞杆受压，连杆2受拉受弯曲，连杆1受拉
2.如图所示的制动演示机构，转轮转动过程中，在力F的作用下﹐机构处于制动状态，下列分析中正确的是(　　)
A.拉杆受拉、连杆3受拉、连杆1受压、转轮受压
B.拉杆受弯曲、连杆3受拉、连杆l受压、转轮受压受扭转
C.拉杆受拉、连杆3受压、连杆1受拉、转轮受扭转
D.拉杆受弯曲、连杆3受压、连杆受拉、转轮受压受扭转
3.如图所示为一款液压夹紧装置。液压缸工作，通过机械机构带动夹紧臂夹紧物体(物体被夹紧时，连杆2与摆杆不在一条直线上)。以下说法中不正确的是(　　)
A.液压杆向上运动，物体被夹紧
B.连杆1、摆杆、连杆2、夹紧臂之间都是铰连接
C.物体被夹紧时，液压杆受拉、压杆受弯曲、连杆1受拉
D.物体被夹紧时，摆杆受弯曲、连杆2受压、夹紧臂受弯曲
4.如图所示的压紧机构，在力F的作用下，驱动杆通过连杆、摆杆、滚子将工件压紧。在图示状态下，下列说法正确的是(　　)
A.摆杆受拉、连杆受弯曲、驱动杆只受拉
B.摆杆受弯曲、连杆受弯曲、驱动杆只受拉
C.摆杆受拉、连杆受弯曲、驱动杆受拉和受弯曲
D.摆杆受拉、连杆受拉、驱动杆受拉和受弯曲
5.如图a所示是小明设计的脚踏夹持机构，向下踩踏板时，活动钳口向固定钳口靠近夹紧工件，脚放开时自动松开工件。下列对各个构件主要受力形式分析中不正确的是(　　)
A.夹紧工件时，踏板受弯曲
B.夹紧工件时，连杆2受拉
C.松开工件时，连杆3受拉
D.松开工件时，连杆1受压
6.用压力法拆卸轴承，使用较多的是用拉杆拆卸器。如图所示，它靠 3 个拉爪钩住轴承内圈，同时转动绞杆拆下轴承。在拆卸轴承的过程中，下列说法正确的是(　　)
A.拉爪受拉，绞杆受弯曲，螺杆受扭转
B.拉爪受拉受弯曲，绞杆受扭转，螺杆受拉受扭转
C.拉爪受拉受弯曲，绞杆受弯曲，螺杆受压受扭转
D.拉爪受拉，绞杆受扭转，螺杆受压
7.如图所示为某款平口钳的结构示意图，在扳动手柄，夹紧物块的过程中，下列对各个零部件主要受力形式及连接方式的分析中正确的是(　　)
A.手柄受扭转，螺纹杆受扭转受压，螺纹杆与滑块之间是刚连接
B.手柄受弯曲，螺纹杆受扭转受压，螺纹杆与滑块之间是铰连接
C.手柄受弯曲，螺纹杆受扭转受拉，螺纹杆与滑块之间是刚连接
D.手柄受扭转，螺纹杆受扭转受压，螺纹杆与滑块之间是铰连接
8.如图所示的气动压紧装置，当气动杆伸长时，带动两侧转轴及螺杆转动，使压板向下运动，从而夹紧工件。在夹紧状态下，下列分析中正确的是(　　)
A.气动杆受压、压板受压、螺杆受压受扭转
B.气动杆受压、压板受弯曲、螺杆受拉受扭转
C.气动杆受拉、压板受压、螺杆受拉受扭转
D.气动杆受拉、压板受弯曲、螺杆受压受扭转
9.如图所示，先施加力F1令主杆向下移动。移动到一定距离后再施加F2，令主杆向上一定恢复到图示位置，如此按一定的时间间隔循环施加F1、F2，使主杆不停地做往复运动。下列分析中不正确的是(　　)
A.图a状态下连接杆1受压
B.图b状态下连接杆2受弯曲
C.图a状态下主杆受弯曲和受拉
D.图b状态下推杆2受压和受弯曲
10.如图所示是圆柱定位装置，通过液压杆推动滑块在滑槽内前后移动，定位块上下移动，左右两根摆杆摆动，确定圆柱位置。下列分析错误的是(　　)
A.液压杆向前推时，定位块向上移动，圆柱被夹紧
B.液压杆向前推时，摆杆受弯曲
C.摆杆与左右固定支架的连接方式为铰连接
D.液压杆向后拉时，复位弹簧受压
11.如图所示是小马设计的电动压模装置，能够将塑性材料压制成一定形状。工作时，电机驱动传动装置带动活动夹臂将模块压制成型。图示状态下，下列对各个构件的主要受力形式分析中正确的是(　　)
A.驱动杆受扭转
B.连杆2受压
C.摆杆受拉、受弯曲
D.活动夹臂受弯曲或受剪切
12.如图所示的冲压机构，电机轴带动杆1转动，杆1通过连杆带动杆2、杆3运动，从而带动冲压杆往复冲压。当冲压杆向下冲压工件至图示状态时，下列对各构件主要受力形式分析中不正确的是(　　)
A.电机轴受弯曲、受扭转
B.杆1受弯曲、受扭转
C.杆2、杆3均受压
D.支撑板受压、受弯曲
二、非选择题(本大题共3小题，第13题8分，第14题9分，第15题9分，共26分)
13.小明准备用胶水连接两个木条，如图1所示，他使用平口钳固定时，连接处无法压紧(如图2所示)，于是他设计并制作了平口钳的固定底板(如图3所示)，请你完成以下任务：
(1)下列关于该结构的分析不合理的是________、________(在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
A.元宝螺母便于手动调节并固定平口钳1的位置
B.为了直接读取两个木条之间的夹角，刻度盘上的数值标注应顺时针增大
C.平口钳1的腰孔在弧形孔的半径方向，方便角度的读取
D.为了提高结构的稳定性，底板外轮廓的圆弧部分越大越好
E.底板右侧适当加长，将弧形孔扩展为0～180°，可以满足更多的夹持角度需求
(2)平口钳1与底板的连接方式是________(在A.刚连接；B.铰连接；C.既不是刚连接，也不是铰连接中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(3)为了提高平口钳与底板的连接强度，增加孔1或孔2与底板的连接，下列对底板的优化最合理的是________(在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
图4
(4)小明发现底板的下表面螺栓螺帽凸出，造成摆放不稳定，于是他使用较大的钢板重新加工制作底板，准备在图4的①～④中选择向下弯折部分(虚线为弯折线)，做成支撑脚，其中最合理弯折部分是(单选)____________(在A.①②③；B.②③④；C.①③④；D.①②④中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。
14.如图所示是小通家里的电脑音响，放在电脑桌上，发现放置的音响容易被碰倒，由于音响太低，影响音乐播放效果，请你帮小通同学构思了一个音响支架，可以夹持在电脑桌面板的边沿。材料采用厚度4 mm和6 mm的钢板2种，设计要求如下：
A.可以适合15 mm～25 mm厚度不同的桌子；
B.音响高度可以在6 mm～10 cm范围内调节；
C.可把音响安装在支架上，装拆方便。
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)画出支架的设计草图，必要时可用文字说明；
(2)在设计草图上标注主要尺寸；
(3)在设计之前需要收集相应的信息，下列信息中：
①桌子高度；②桌面面板的厚度；③音响的高度尺寸；④桌面的大小；⑤音响底部尺寸；⑥音响的材料。你认为需要收集的是(多选)________；
(4)支架安装到桌面时，为了保护桌面不被损坏，需要在支架连接处和桌面面板上安装垫圈，垫圈材料最适宜的是(单选)________。
A.金属 B.木材
C.橡胶 D.铝合金
15.小杨同学住的小区停车收费系统坏了，当车开进小区时，传感器识别到车牌号后匝道的横杆无法自动升起。观察后发现是电机带动横杆转动的机械部分坏了(如图所示)，横杆和横杆转轴之间是刚连接。横杆转轴的直径为6 mm，电机转轴半圆的半径为4 mm。请你帮小杨设计其中的机械连接部分。设计要求如下：
①结构可靠，连接牢固；
②电机转轴逆时针转时，横杆从当前的水平位置，逆时针转动到竖直位置；
③电机反转时，横杆从竖直位置，顺时针转动到水平位置。
请完成以下任务：
(1)小杨同学通过这次技术研究提高了自身的技术能力，体现了技术(单选)________的作用；
A.保护人 B.解放人 C.发展人
(2)画出设计草图，必要时可用文字说明；
(3)在设计草图上标注主要尺寸；
(4)制作完成后，为了检验是否达到设计要求，进行了以下的技术试验，其中不合理的是(单选)________。
A.给电机通电，观察电机转动时横杆的运动方向
B.观察横杆在水平位置和竖直位置能否停留
C.各个方向撞击横杆，观察横杆是否会损坏
(5)该装置的控制方式为(多选)________。
A.开环控制 B.闭环控制
C.人工控制 D.自动控制
验收卷(一)　第一章　结构及其设计
1.A　[活塞向左移时能夹紧物体，活塞杆要把连杆2向左拉拽，活塞杆主要受拉；连杆1是二力杆，要把抓手推去夹紧物体，连杆1主要受压；连杆2和抓手均三点受力，两者均主要受弯曲；销钉主要受剪切，选项A正确。]
2.B　[拉杆和连杆2均受三点力不共线力，所以主要受弯曲，连杆3被拉拽主要受拉，连杆1被左端上翘的连杆2挤压而主要受压，转轮受制动杆的挤压和摩擦而主要受压和受扭转，选项B正确。]
3.C　[液压杆向上运动，物体被夹紧，A正确；物体被夹紧时，液压杆受拉、压杆受弯曲、连杆1受压，C错误。]
4.C　[如题图F向上拉，驱动杆带动连杆左端向上，杠杆原理右端向下，中间点由摆杆拉住。摆杆拉住连杆，两端为铰连接，且有变长趋势，受拉；连杆为三力杆，受弯曲；驱动杆在F的作用下受拉，与连杆不是一条直线，中间受到机座限位孔的作用，三点受力，还受弯曲。]
5.B　[夹紧工件时，连杆2受压。故选B。]
6.C
7.B　[本题考查构件的受力分析。在扳动手柄，夹紧物块的过程中，手柄受弯曲；夹紧过程中螺纹杆转动，其受扭转受压，螺纹杆与滑块之间是铰连接，B正确。]
8.B　[本题考查构件的受力。夹紧状态下，气动杆伸长，气动杆受压、压板受弯曲、螺杆受拉受扭转，B正确。]
9.B　[如题图b所示，在推杆2的推动下，连接杆2(铰连接二力杆)受到铆钉轴身对其施加一个沿轴线朝里方向的力使其受压，选项B错误。]
10.D　[液压杆向后拉时，复位弹簧主动复位，不受压。]
11.B　[本题考查了结构构件受力，结构工作过程如图所示，驱动杆受弯曲，连杆1受压，摆杆受弯曲，连杆2受压，活动夹臂受压，B正确。]
12.D　[本题考查了结构构件受力，机构工作如图所示，电机轴受扭转、受弯曲；杆1受弯曲；连杆受压；杆2和杆3受压；冲压杆受压、受弯曲；支撑板受拉、受弯曲。]
13.(1)B　D(顺序可颠倒)(2分)　(2)B(2分)
(3)A(2分)　(4)C(2分)
解析　(1)关于该结构的分析不合理的是B和D；B中不能直接在刻度上读取两个木条之间的夹角，刻度上读取的是两个平口钳之间的夹角；D选项中底板外轮廓的圆弧部分大小与平口钳的大小要相适应，并不是越大越好；
(2)为了适应不同角度的木条，平口钳1可以绕左下的固定孔转动调节角度，所以平口钳1与底板的连接方式是铰连接；
(3)因为平口钳1可以绕左下的固定孔转动调节角度，所以孔2的转动弧度轨迹应该是以平口钳1左下的固定孔为圆心的一个弧度，符合要求的只能是A选项；
(4)①③④三个支撑脚形成的支撑面面积最大，确保重心垂线落在支撑面范围内，形成的结构最稳定。
14.(1)(2)如图所示(5分)
(3)②⑤(2分)　(4)C(2分)
15.(1)C(2分)
(2)如图所示(3分)
(3)标注850，电机转轴R4(1分)
(4)C(1分)　(5)AD(2分)

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