精品解析：高中通用技术苏教版2019必修2第一单元 结构及其设计

第一单元 结构及其设计 一、选择题 1. 如图所示为—款机械手，在力F作用下，拉杆通过连杆带动夹持手绕着销轴转动，将工件夹紧。连杆和夹持手的主要受力形式是 （ ） A. 连杆手拉、夹持手受弯曲 B. 连杆受压、夹持手受压 C 连杆受压、夹持手受弯曲 D. 连杆受弯曲、夹持手受弯曲 2. 如图所示是一款木制衣帽架。为了提高其稳定性，下列措施中不合理的是（） A. 增大底座的支撑面积 B. 缩小立柱的截面积 C. 降低衣帽架高度 D. 缩短衣帽钩伸出的长度 3. 图示为用硬纸板制作而成的座椅，具有一定的强度，能承受一个成年人的重量。以下不属于影响纸板座椅强度的主要因素是（ ） A. 硬纸板的强度 B. 硬纸板连接处的结构 C. 硬纸板与硬纸板之间的连接方式 D. 纸板座椅座面的高度 4. 小明要制作一个木桥模型，用截面为20mm×10mm的木条制作两侧的梁，下列是梁的四种支撑方案，从强度角度考虑，其中合理的是（ ） A B. C. D. 5. 小明尝试设计一款小木凳，从结构强度和稳定性的角度分析，下列设计方案中不合理的是（ ） A. B. C. D. 二、非选择题 6. 图示为小明家的小书桌，桌上堆满了书。为了节省空间，小明准备制作一个简易台灯。他找来了一个旧台灯的灯头，并用固定书的书立来代替台灯底座。经测量得知书立的高度为175毫米，书的高度为185～295毫米，灯头的螺纹管直径为10毫米，长度为30毫米。请你帮助小明设计灯头与书立之间的支撑件。设计要求如下： ①支撑件的上端与灯头的螺纹管相连接，并用螺纹管上的螺母固定，下端固定在书立的外侧。 ②灯头通过支撑件安装到书立上后，灯头垂直向上，并且不能与书本接触。 ③支撑件的高度可连续调节，紧固后，支撑可靠。 ④支撑件主要材料采用3毫米厚的钢板，辅助材料自选。 ⑤只允许在书立上钻孔。 请根据描述和设计要求画出支撑件的设计草图。 7. 图示为小明在通用技术实践课上，用木质材料制作的一款手机架。该手机架由底板、翻板、限位条和限位块等组成，底板与翻板的外形尺寸（长×宽×高）分别为150毫米×60毫米×15毫米、120毫米×60毫米×15毫米。制作完成后，小明对手机架进行测试，发现手机在架上摆放的角度不可调，请你帮助小明进行改进，解决该问题。 具体要求如下： ①在底板与翻板外形尺寸不变的基础上进行改进。 ②改进后能实现手机在架上，摆放的角度可调，且调节方便。 ③手机摆放后稳定、可靠。 ④辅助材料自选 请画出改进后手机架的设计草图，必要时可用文字说明。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一单元 结构及其设计 一、选择题 1. 如图所示为—款机械手，在力F作用下，拉杆通过连杆带动夹持手绕着销轴转动，将工件夹紧。连杆和夹持手的主要受力形式是 （ ） A. 连杆手拉、夹持手受弯曲 B. 连杆受压、夹持手受压 C. 连杆受压、夹持手受弯曲 D. 连杆受弯曲、夹持手受弯曲 【答案】C 【解析】 【详解】考点：技术素养（物化能力），学科内容（认识结构的受力）。 解析：一个设计合理的结构，应该能承受正常范围内，外界的各种作用力，能抵抗各种变形。要清楚在这些力的作用下，构件能否安全、可靠地工作，就需要分析构件的承载能力。根据构件的受力和变形形式，可以将构件的受力分为受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转五种基本形式。在分析构件受力时，要明确结构的状态，每个构件的受力效果及形变情况，并且要关注力与力之间的相互关系，表现在结构上，其形态变化也应该是相互的。当拉杆受力F作用后，连杆会随力的方向运动，连杆外的作用支点受力向内，导致其构件变短而受压，夹持手受三个点的力，受弯曲。 2. 如图所示是一款木制衣帽架。为了提高其稳定性，下列措施中不合理的是（） A. 增大底座的支撑面积 B. 缩小立柱的截面积 C. 降低衣帽架的高度 D. 缩短衣帽钩伸出的长度 【答案】B 【解析】 【详解】考点：技术素养（创新设计、物化能力），学科内容（结构的稳定性）。 解析：结构的稳定性是指结构在荷载作用下维持其原有平衡状态的能力。如果一个物体的结构不能有效地抵御荷载的作用，那么该物体就很难保持原有的平衡状态。降低重心位置、增大支撑面、设计三角形，以及保持重心位置在支撑面内都是有效提高结构稳定性的办法。缩小立柱的截面积并没有提高结构的稳定性，所以不合理。同时，在考虑结构稳定性时还要同步考虑结构的功能。 3. 图示为用硬纸板制作而成座椅，具有一定的强度，能承受一个成年人的重量。以下不属于影响纸板座椅强度的主要因素是（ ） A. 硬纸板强度 B. 硬纸板连接处的结构 C. 硬纸板与硬纸板之间的连接方式 D. 纸板座椅座面的高度 【答案】D 【解析】 【详解】结构抵抗荷载的能力用强度来表示。结构强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。当结构构件受到外力作用时，内部各质点间的相互作用发生改变，产生一种抵抗外力与形变的力，称为内力。影响结构强度的因素有结构的形状（包括截面形状）、连接方式及材料的选择等。D选项改变座椅座面的高度，就改变了结构的重心，会影响结构的稳定。故本题选D。 4. 小明要制作一个木桥模型，用截面为20mm×10mm的木条制作两侧的梁，下列是梁的四种支撑方案，从强度角度考虑，其中合理的是（ ） A B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】本题是一道方案选择题目。上课时我们强调过，对于方案选择的题目，要着重审题，尤其是观察四张图之间的细微区别，要思考这些细微差别和题目要求之间的关系。 首先，本题要求选择的是“梁的四种支撑方案”，所以快速排除B和D。其次，观察A和C，可以发现A和C的区别在于木条摆放方式，A是窄面支撑起梁，C是宽面支捧起梁，相比较而言，窄面支撑起梁能够更大程度的实现抗弯曲，能更好抵抗桥面因为受压产生的弯曲，保证整个结构有更高强度，所以A选项更加合理。 5. 小明尝试设计一款小木凳，从结构强度和稳定性的角度分析，下列设计方案中不合理的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】C项脚与面板之间的连接面最小，并且两只脚是分开的，没有形成一个整体，容易左右摇晃，使连接处松动。 故选：C。 本题考查影响结构稳定性的主要因素。 掌握影响结构稳定性的主要因素，会正确识图，此题难度不大。 二、非选择题 6. 图示为小明家的小书桌，桌上堆满了书。为了节省空间，小明准备制作一个简易台灯。他找来了一个旧台灯的灯头，并用固定书的书立来代替台灯底座。经测量得知书立的高度为175毫米，书的高度为185～295毫米，灯头的螺纹管直径为10毫米，长度为30毫米。请你帮助小明设计灯头与书立之间的支撑件。设计要求如下： ①支撑件的上端与灯头的螺纹管相连接，并用螺纹管上的螺母固定，下端固定在书立的外侧。 ②灯头通过支撑件安装到书立上后，灯头垂直向上，并且不能与书本接触。 ③支撑件高度可连续调节，紧固后，支撑可靠。 ④支撑件主要材料采用3毫米厚的钢板，辅助材料自选。 ⑤只允许在书立上钻孔。 请根据描述和设计要求画出支撑件的设计草图。 【答案】现设计灯头与书立之间的支撑件，允许在书立上打孔，那么连接件上与书立相连处也要有孔，与 灯头相连处也要有孔；又要求灯头通过支撑件安装到书立上后，灯头垂直向上，那么这个连接件 可通过弯折来达到灯头垂直向上的效果；又要高度可调节，可通过腰形孔来达到。 【解析】 【详解】整体形状：用一块厚度为3 mm的钢板做成“L”形支撑，竖直段靠在书立外侧，水平段向外弯折少许，以确保灯头竖直且不碰到书。上端固定方式：在支撑件竖直段顶端钻直径约10 mm的圆孔，穿过灯头的螺纹管，用灯头自带的螺母拧紧固定。 下端固定方式：在支撑件竖直段下方开一条竖直长槽（长度约40～50 mm），并在书立相应位置钻孔。通过螺栓、垫片和蝶形螺母将支撑件固定在书立外侧。松开蝶形螺母后，可沿长槽上下调节支撑件高度，拧紧后则可牢固支撑灯头。 尺寸关系：支撑件竖直段高度略高于书立（175 mm），并能覆盖书本高度185～295 mm的调节范围；水平段及弯折位置确保灯头竖直向上且避开书本。通过在支撑件上部开圆孔、下部开竖直槽的方式，实现“上端卡灯头、下端可调高”的功能；用螺栓、螺母及垫片固定，可满足“只在书立上钻孔”的要求；“L”形设计能让灯头垂直且远离书本；厚度3 mm的钢板足以提供稳定支撑。 7. 图示为小明在通用技术实践课上，用木质材料制作的一款手机架。该手机架由底板、翻板、限位条和限位块等组成，底板与翻板的外形尺寸（长×宽×高）分别为150毫米×60毫米×15毫米、120毫米×60毫米×15毫米。制作完成后，小明对手机架进行测试，发现手机在架上摆放的角度不可调，请你帮助小明进行改进，解决该问题。 具体要求如下： ①在底板与翻板的外形尺寸不变的基础上进行改进。 ②改进后能实现手机在架上，摆放的角度可调，且调节方便。 ③手机摆放后稳定、可靠。 ④辅助材料自选。 请画出改进后手机架设计草图，必要时可用文字说明。 【答案】 合页能使翻板绕固定轴转动，让角度可调；多档位孔或伸缩式支撑杆便于快速改变翻板的支撑角度；加装限位或防滑结构保证手机摆放时的稳定性和安全性。通过以上改进，即可满足“角度可调、调节方便、放置稳定”的要求。 【解析】 【详解】在原底板与翻板尺寸不变的情况下，在两板相接处增设可转动的合页，使翻板能够绕合页转动；在底板上增设一根或两根可调节长度/角度的支撑杆（或在底板上开若干个档位孔），支撑杆一端与翻板铰接，另一端可插入不同档位孔中，或通过伸缩卡扣等方式固定，从而调节翻板角度；限位条和限位块仍用于防止手机滑落，并可视需要在翻板前端增设小挡板或防滑垫以增强手机摆放的稳定性。在底板后部或侧边布置若干档位孔（或设置伸缩支撑杆），将支撑杆与翻板后端铰接，通过在不同孔位固定、或调节伸缩长度，实现翻板倾斜角度的调整。翻板前端继续保留限位条、限位块（可贴防滑垫），确保手机放置平稳，不易滑落。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$