第7卷 工作原理 浙江省（单独招生考试）《机械基础》（高教版·第二版） 单元过关卷

浙江省（单独招生考试）机械类 《机械基础》（高教版·第二版） 工作原理 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 气压传动系统实现动力传递的基本过程是（ ） A. 电能转化为液体压力能，再转化为机械能 B. 热能转化为气体压力能，再转化为电能 C. 机械能转化为气体压力能，再转化为机械能 D. 机械能转化为液体动能，再转化为热能 2. 在气动回路中，气缸活塞杆伸出时，主要是因为（ ） A. 两腔同时进气依靠惯性推动活塞 B. 有杆腔进气形成真空吸动活塞运动 C. 两腔同时排气依靠弹簧推动活塞 D. 无杆腔进气形成压力推动活塞运动 3. 换向阀在气动系统中的工作原理主要是（ ） A. 过滤空气杂质，保证执行元件润滑充分 B. 增大空气压力，直接提高执行元件推力 C. 改变气流通路，控制执行元件运动方向 D. 储存压缩空气，稳定执行元件工作压力 4. 节流阀用于调节气缸运动速度时，其依据的工作原理是（ ） A. 改变气缸安装位置，调节活塞受力方向 B. 改变空气成分比例，调节气体燃烧速度 C. 改变管路材料强度，调节气体承载能力 D. 改变通流截面积，调节进入或排出的气量 5. 气压传动系统的工作原理是基于以下哪种原理？（ ） A. 电动原理 B. 气压原理 C. 磁力原理 D. 电磁原理 6. 气压传动的工作原理是利用______使空气介质产生压力能，在控制元件的控制下，将气体压力能传输给执行元件，从而使执行元件完成直线运动或旋转运动。（ ） A. 储气罐 B. 空气压缩机 C. 后冷却器 D. 气压元器件 7. 根据气动平口钳示意图，下列表述错误的是（ ） A. 空气压缩机为气压系统的气源部分，将电动机的机械能转换成气体的压力能 B. 气缸用于实现直线运动或摆动，将气体的压力能转换为机械能 C. 换向阀用于控制和调节气压系统中气体的流动速度 D. 过滤器为气压系统辅助元件 8. 气动三联件中减压阀能够稳定输出压力，主要依靠（ ） A. 储气容积与管路长度变化保持平衡 B. 滤芯孔径与空气湿度变化保持平衡 C. 油雾浓度与气流速度变化保持平衡 D. 弹簧力与出口压力作用力保持平衡 9. 空气压缩机在气压传动系统中的工作原理是（ ） A. 吸入空气并压缩，使其获得压力能 B. 吸入油液并冷却，使其获得润滑性 C. 吸入蒸汽并加热，使其获得热能 D. 吸入粉尘并分离，使其获得洁净度 10. 单向阀在气动回路中只允许气流单向通过，主要依靠（ ） A. 气压差推动阀芯开启或关闭通路 B. 电磁力连续带动阀芯旋转通路 C. 机械齿轮啮合改变气流流向 D. 温度变化驱动阀芯调节流量 11. 气动系统中消声器降低排气噪声的基本原理是（ ） A. 使排气分散膨胀，减小气流冲击声 B. 使压缩空气燃烧，减小管路振动声 C. 使执行元件降温，减小活塞摩擦声 D. 使润滑油雾增多，减小阀芯撞击声 12. 双作用气缸能够实现往复直线运动，是因为（ ） A. 活塞自由滑动惯性，推动活塞自动换向 B. 两腔同时保持高压，推动活塞连续旋转 C. 一腔长期封闭保压，推动活塞单向锁紧 D. 两腔交替进气排气，推动活塞双向运动 13. 气动马达输出旋转运动的基本工作原理是（ ） A. 压缩空气作用于活塞，推动活塞往复直线运动 B. 压缩空气作用于转子，推动转子连续转动 C. 压缩空气作用于滤芯，推动滤芯高速振动 D. 压缩空气作用于弹簧，推动弹簧长期储能 14. 如图所示为数控加工中心气动换刀系统原理图，下列相关叙述错误的是（ ） A. 机床发动换刀指令后，空气首先进入气动三联件，即空气过滤器、溢流阀、油雾器 B. 6YA通电后，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，实现主轴松刀 C. 回转刀库交换刀具时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气 D. 停止吹气后，压缩空气后经转向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，使活塞上升 15. 液压传动系统传递动力主要依据的工作原理是（ ） A. 杠杆平衡原理 B. 帕斯卡原理 C. 能量守恒定律 D. 牛顿运动定律 16. 液压泵在液压系统中的主要作用是（ ） A. 将液压能转化为机械能 B. 将热能转化为液压能 C. 将机械能转化为液压能 D. 将电能转化为热能 17. 液压缸实现直线往复运动的工作过程是（ ） A. 压力油推动活塞移动 B. 齿轮啮合带动活塞 C. 弹簧压缩推动油液 D. 油液冷却产生位移 18. 溢流阀在液压系统中的基本工作原理是（ ） A. 改变油液方向控制换向 B. 调节油液流量控制速度 C. 过滤油液杂质保护元件 D. 超压开启回油限制压力 19. 某液压缸活塞有效面积为 0.01 ，工作压力为 5 MPa，不计损失时液压缸输出推力为（ ） A. 5 kN B. 20 kN C. 50 kN D. 500 kN 20. 某液压升降装置上升速度明显变慢，同时压力表读数偏低，油箱油面正常。按液压传动工作原理分析，较可能的原因是（ ） A. 管路通径偏大 B. 溢流阀调压过高 C. 液压缸负载减小 D. 液压泵内泄漏增大 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 液压传动利用密闭液体传递压力，外加压力可通过液体传到系统中的执行元件。（ ） 22. 气压传动依靠空气完全不可压缩来传递压力，并推动执行元件动作。（ ） 23. 气压传动系统的工作原理基于气压原理，利用气体在管路中的压力传递力和运动。（ ） 24. 气缸工作时，压缩空气进入气缸一侧，使活塞两侧形成压力差，从而推动活塞运动。（ ） 25. 换向阀通过改变压缩空气进入气缸两腔的通路，可以改变气缸活塞杆的运动方向。（ ） 26. 气缸的输出力与工作压力和活塞面积成正比。（ ） 27. 节流调速的基本原理是改变气流通流面积，从而改变气缸进气或排气流量。（ ） 28. 理想流体伯努力方程的物理意义是：在管内作稳定流动的理想流体，在任一截面上的压力能、位置势能和压力能可以互相转换，但其总和不变。（ ） 29. 气压传动是以液体为工作介质进行能量传递和信号传递的一种传动方式。（ ） 30. 气动系统工作时，空气压缩机直接推动执行元件运动，不需要压缩空气在管路中传递能量。（ ） 三、简答题（本大题共2小题，每题4分，共8分） 31. 气动系统与液压系统的主要区别是什么？ 32. 简述单杆双作用气缸实现活塞杆伸出和缩回的基本工作原理。 四、计算题（本大题共1小题，每题4分，共4分） 33. 某液压压紧装置采用单杆液压缸。已知无杆腔活塞有效面积为 0.02 ，进入无杆腔的流量为 12 L/min，系统工作压力为 4 MPa，不计泄漏和机械损失。求：（1）液压缸理论输出推力；（2）活塞伸出速度；（3）若要求压紧力不小于 90 kN，判断该装置是否满足要求。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 简述液压传动与气压传动的主要区别。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 浙江省（单独招生考试）机械类 《机械基础》（高教版·第二版） 工作原理 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 气压传动系统实现动力传递的基本过程是（ ） A. 电能转化为液体压力能，再转化为机械能 B. 热能转化为气体压力能，再转化为电能 C. 机械能转化为气体压力能，再转化为机械能 D. 机械能转化为液体动能，再转化为热能 【答案】C 【解析】气压传动以压缩空气为工作介质，先由空气压缩机获得气体压力能，再由气缸或气马达把压力能转化为机械能。其他选项混入了热能、液体或电能，不符合气压传动的工作原理。 2. 在气动回路中，气缸活塞杆伸出时，主要是因为（ ） A. 两腔同时进气依靠惯性推动活塞 B. 有杆腔进气形成真空吸动活塞运动 C. 两腔同时排气依靠弹簧推动活塞 D. 无杆腔进气形成压力推动活塞运动 【答案】D 【解析】双作用气缸伸出时，压缩空气进入无杆腔，作用在活塞有效面积上产生推力，使活塞杆向外运动。有杆腔通常排气，不是靠真空、惯性或两腔同时排气完成工作。 3. 换向阀在气动系统中的工作原理主要是（ ） A. 过滤空气杂质，保证执行元件润滑充分 B. 增大空气压力，直接提高执行元件推力 C. 改变气流通路，控制执行元件运动方向 D. 储存压缩空气，稳定执行元件工作压力 【答案】C 【解析】换向阀通过阀芯位置变化改变进气、排气通路，从而控制气缸或气马达的运动方向。增压、过滤和储气分别对应其他元件的作用，不是换向阀的基本工作原理。 4. 节流阀用于调节气缸运动速度时，其依据的工作原理是（ ） A. 改变气缸安装位置，调节活塞受力方向 B. 改变空气成分比例，调节气体燃烧速度 C. 改变管路材料强度，调节气体承载能力 D. 改变通流截面积，调节进入或排出的气量 【答案】D 【解析】节流阀通过改变节流口的通流截面积来改变气体流量，进而调节气缸的运动速度。它不改变空气成分、管路材料或气缸安装位置。 5. 气压传动系统的工作原理是基于以下哪种原理？（ ） A. 电动原理 B. 气压原理 C. 磁力原理 D. 电磁原理 【答案】B 【解析】气压传动利用气体在管路中的压力传递力和运动。 6. 气压传动的工作原理是利用______使空气介质产生压力能，在控制元件的控制下，将气体压力能传输给执行元件，从而使执行元件完成直线运动或旋转运动。（ ） A. 储气罐 B. 空气压缩机 C. 后冷却器 D. 气压元器件 【答案】B 【解析】气压传动以压缩空气为工作介质。空气压缩机把原动机输入的机械能转化为空气的压力能，形成压缩空气；再通过控制元件控制气流方向、压力和流量，将压力能传递给气缸、气马达等执行元件，使其完成直线运动或旋转运动。因此应选空气压缩机。 7. 根据气动平口钳示意图，下列表述错误的是（ ） A. 空气压缩机为气压系统的气源部分，将电动机的机械能转换成气体的压力能 B. 气缸用于实现直线运动或摆动，将气体的压力能转换为机械能 C. 换向阀用于控制和调节气压系统中气体的流动速度 D. 过滤器为气压系统辅助元件 【答案】C 【解析】空气压缩机属于气源装置，可将机械能转换为气体压力能；气缸属于执行元件，可将气体压力能转换为机械能，实现直线运动或摆动；过滤器属于气动辅助元件。换向阀的主要作用是改变气流通路、控制执行元件运动方向，而控制和调节气体流动速度通常由节流阀或调速阀完成，所以表述错误的是C。 8. 气动三联件中减压阀能够稳定输出压力，主要依靠（ ） A. 储气容积与管路长度变化保持平衡 B. 滤芯孔径与空气湿度变化保持平衡 C. 油雾浓度与气流速度变化保持平衡 D. 弹簧力与出口压力作用力保持平衡 【答案】D 【解析】减压阀利用弹簧力和出口压力作用在阀芯上的力进行平衡，当出口压力变化时阀口开度随之调整，从而稳定输出压力。滤芯、油雾器和储气容积不属于减压阀调压的核心原理。 9. 空气压缩机在气压传动系统中的工作原理是（ ） A. 吸入空气并压缩，使其获得压力能 B. 吸入油液并冷却，使其获得润滑性 C. 吸入蒸汽并加热，使其获得热能 D. 吸入粉尘并分离，使其获得洁净度 【答案】A 【解析】空气压缩机的作用是吸入大气中的空气并进行压缩，使空气具有一定压力能，供气动系统使用。它不是冷却油液、加热蒸汽或分离粉尘的元件。 10. 单向阀在气动回路中只允许气流单向通过，主要依靠（ ） A. 气压差推动阀芯开启或关闭通路 B. 电磁力连续带动阀芯旋转通路 C. 机械齿轮啮合改变气流流向 D. 温度变化驱动阀芯调节流量 【答案】A 【解析】单向阀利用阀芯两侧的气压差和弹簧力实现开启或关闭，使气流只能按规定方向通过。电磁旋转、齿轮啮合和温度驱动都不是普通气动单向阀的工作原理。 11. 气动系统中消声器降低排气噪声的基本原理是（ ） A. 使排气分散膨胀，减小气流冲击声 B. 使压缩空气燃烧，减小管路振动声 C. 使执行元件降温，减小活塞摩擦声 D. 使润滑油雾增多，减小阀芯撞击声 【答案】A 【解析】消声器通过多孔材料或扩张通道使高速排气分散、膨胀，降低气流冲击产生的噪声。它不依靠燃烧空气、冷却执行元件或增加油雾来消声。 12. 双作用气缸能够实现往复直线运动，是因为（ ） A. 活塞自由滑动惯性，推动活塞自动换向 B. 两腔同时保持高压，推动活塞连续旋转 C. 一腔长期封闭保压，推动活塞单向锁紧 D. 两腔交替进气排气，推动活塞双向运动 【答案】D 【解析】双作用气缸两侧气腔交替进气和排气，压缩空气分别作用于活塞两侧，推动活塞杆伸出和缩回。它不是靠两腔同时高压、单腔封闭或惯性自动换向来工作的。 13. 气动马达输出旋转运动的基本工作原理是（ ） A. 压缩空气作用于活塞，推动活塞往复直线运动 B. 压缩空气作用于转子，推动转子连续转动 C. 压缩空气作用于滤芯，推动滤芯高速振动 D. 压缩空气作用于弹簧，推动弹簧长期储能 【答案】B 【解析】气动马达利用压缩空气对转子、叶片或齿轮等部件产生作用力，使其连续旋转并输出转矩。往复直线运动是气缸的典型输出形式，滤芯振动和弹簧储能不是气动马达的工作原理。 14. 如图所示为数控加工中心气动换刀系统原理图，下列相关叙述错误的是（ ） A. 机床发动换刀指令后，空气首先进入气动三联件，即空气过滤器、溢流阀、油雾器 B. 6YA通电后，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B的上腔，实现主轴松刀 C. 回转刀库交换刀具时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气 D. 停止吹气后，压缩空气后经转向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，使活塞上升 【答案】A 【解析】气动三联件通常由空气过滤器、减压阀和油雾器组成，作用分别是净化压缩空气、稳定并调节工作压力、对气动元件进行润滑。选项A把三联件中的减压阀表述为溢流阀，名称和作用均不符合气动三联件组成，因此该项错误。其余选项描述的是换向阀、快速排气阀、单向节流阀和气缸等元件在换刀、吹气和复位过程中的工作情况，符合气动系统工作原理。 15. 液压传动系统传递动力主要依据的工作原理是（ ） A. 杠杆平衡原理 B. 帕斯卡原理 C. 能量守恒定律 D. 牛顿运动定律 【答案】B 【解析】密闭液体受压后能把压力等值传递到各处，这是液压传动传递力和运动的基本依据。 16. 液压泵在液压系统中的主要作用是（ ） A. 将液压能转化为机械能 B. 将热能转化为液压能 C. 将机械能转化为液压能 D. 将电能转化为热能 【答案】C 【解析】液压泵由原动机驱动，将输入的机械能转化为液体的压力能，向系统提供压力油。 17. 液压缸实现直线往复运动的工作过程是（ ） A. 压力油推动活塞移动 B. 齿轮啮合带动活塞 C. 弹簧压缩推动油液 D. 油液冷却产生位移 【答案】A 【解析】液压缸属于执行元件，压力油进入缸腔后作用在活塞有效面积上，推动活塞作直线运动。 18. 溢流阀在液压系统中的基本工作原理是（ ） A. 改变油液方向控制换向 B. 调节油液流量控制速度 C. 过滤油液杂质保护元件 D. 超压开启回油限制压力 【答案】D 【解析】当系统压力超过调定值时，溢流阀开启，使部分油液回油箱，从而限制系统最高压力。 19. 某液压缸活塞有效面积为 0.01 ，工作压力为 5 MPa，不计损失时液压缸输出推力为（ ） A. 5 kN B. 20 kN C. 50 kN D. 500 kN 【答案】C 【解析】液压缸推力按 计算， 乘以 得 ，即 。 20. 某液压升降装置上升速度明显变慢，同时压力表读数偏低，油箱油面正常。按液压传动工作原理分析，较可能的原因是（ ） A. 管路通径偏大 B. 溢流阀调压过高 C. 液压缸负载减小 D. 液压泵内泄漏增大 【答案】D 【解析】泵内泄漏增大会使实际供油量和系统压力下降，执行元件获得的流量不足，升降速度随之变慢。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 液压传动利用密闭液体传递压力，外加压力可通过液体传到系统中的执行元件。（ ） 【答案】正确 【解析】液压传动的基本原理是以液体为工作介质，在密闭系统中传递压力能，使液压缸或液压马达产生机械运动。 22. 气压传动依靠空气完全不可压缩来传递压力，并推动执行元件动作。（ ） 【答案】错误 【解析】气压传动以压缩空气为工作介质传递压力能，但空气具有明显可压缩性，并不是完全不可压缩。执行元件动作来自压缩空气压力能向机械能的转换。 23. 气压传动系统的工作原理基于气压原理，利用气体在管路中的压力传递力和运动。（ ） 【答案】正确 【解析】气压传动系统的工作原理确实基于气压原理，类似于液压传动系统但使用气体。 24. 气缸工作时，压缩空气进入气缸一侧，使活塞两侧形成压力差，从而推动活塞运动。（ ） 【答案】正确 【解析】气缸的工作原理是利用活塞两侧的压力差产生推力，使活塞和活塞杆完成直线运动。 25. 换向阀通过改变压缩空气进入气缸两腔的通路，可以改变气缸活塞杆的运动方向。（ ） 【答案】正确 【解析】换向阀切换气路后，压缩空气进入气缸的不同腔室，另一腔室排气，活塞受力方向随之改变。 26. 气缸的输出力与工作压力和活塞面积成正比。（ ） 【答案】正确 【解析】根据公式F=p×A（F为输出力，p为压力，A为活塞面积），压力和面积越大，输出力越大。 27. 节流调速的基本原理是改变气流通流面积，从而改变气缸进气或排气流量。（ ） 【答案】正确 【解析】节流阀通过改变通流截面积控制单位时间内通过的空气量，气缸速度随进气或排气流量变化而变化。 28. 理想流体伯努力方程的物理意义是：在管内作稳定流动的理想流体，在任一截面上的压力能、位置势能和压力能可以互相转换，但其总和不变。（ ） 【答案】错误 【解析】理想流体伯努利方程的物理意义是：理想流体作稳定流动时，同一流线上各截面的压力能、位置势能和动能可以相互转换，在无能量损失的条件下其总和保持不变。题干中把第三项也写成“压力能”，遗漏了“动能”，所以该判断题应判为错误。 29. 气压传动是以液体为工作介质进行能量传递和信号传递的一种传动方式。（ ） 【答案】错误 【解析】气压传动是以压缩空气等气体为工作介质，利用气体压力能进行能量传递和信号传递的传动方式；以液体为工作介质进行能量传递的是液压传动。因此题干把气压传动说成以液体为工作介质，表述错误。 30. 气动系统工作时，空气压缩机直接推动执行元件运动，不需要压缩空气在管路中传递能量。（ ） 【答案】错误 【解析】空气压缩机的作用是形成压缩空气，压缩空气通过管路和控制元件传递压力能，最终由执行元件转化为机械运动。 三、简答题（本大题共2小题，每题4分，共8分） 31. 气动系统与液压系统的主要区别是什么？ 【答案】工作介质不同（空气vs液压油）；气动压力低、输出力小、响应快、无污染；液压压力高、输出力大、传动平稳、效率较低。 【解析】核心区别源于介质特性，导致性能和适用场景不同。 32. 简述单杆双作用气缸实现活塞杆伸出和缩回的基本工作原理。 【答案】（1）当压缩空气进入无杆腔、有杆腔排气时，活塞两侧产生压力差，活塞杆向外伸出。 （2）当换向阀切换气路，使压缩空气进入有杆腔、无杆腔排气时，活塞杆向内缩回。 （3）气缸的往复运动本质上是压缩空气压力能转化为活塞和活塞杆机械能的过程。 【解析】单杆双作用气缸依靠两腔交替进气和排气形成压力差，实现活塞杆的双向运动。答题时应说明进气腔、排气腔、压力差和能量转换过程。 四、计算题（本大题共1小题，每题4分，共4分） 33. 某液压压紧装置采用单杆液压缸。已知无杆腔活塞有效面积为 0.02 ，进入无杆腔的流量为 12 L/min，系统工作压力为 4 MPa，不计泄漏和机械损失。求：（1）液压缸理论输出推力；（2）活塞伸出速度；（3）若要求压紧力不小于 90 kN，判断该装置是否满足要求。 【答案】（1）理论输出推力为 80 kN。 （2）活塞伸出速度为 0.01 m/s。 （3）不满足要求，因为理论输出推力 80 kN 小于要求的 90 kN。 【解析】（1）按 计算， 乘以 得 ，即 。 （2）流量 换算为 ，按 得 。 （3）将计算推力与要求压紧力比较， 小于 ，因此不能满足压紧要求。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 简述液压传动与气压传动的主要区别。 【答案】液压传动以液压油为介质，压力高（1~32MPa），输出力大，传动平稳，响应较慢，污染较大；气压传动以压缩空气为介质，压力低（0.4~0.6MPa），输出力小，响应快，无污染，成本低。 【解析】核心区别在于工作介质、压力、性能及适用场景，需从介质特性和系统性能对比。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $