第3卷 液压缸——执行元件 山东省（春季高考）《液压与气压传动》（高教版·第4版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第3卷 液压缸——执行元件 单元过关卷《液压与气压传动》机械制造类 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. 液压缸的特点之一是？（ ） A. 结构简单 B. 操作复杂 C. 需要外部动力驱动 D. 能够产生平稳的运动 【答案】D 【解析】液压缸的特点之一是能够产生平稳的运动，适用于对运动平稳性要求较高的场合。 2. 在设计液压系统时，液压缸的行程应如何确定（ ） A. 随意确定 B. 根据负载确定 C. 根据工作压力确定 D. 根据系统流量确定 【答案】B 【解析】液压缸的行程应根据系统所需的最大负载和位移要求来确定，以确保系统能够正常工作并满足性能要求。 3. 如图所示液压缸，进油流量q和回油流量q之间的关系正确的是（ ） A. 无法确定 B. = C. D. > 【答案】D 【解析】由图可知，液压缸无杆腔进油、活塞杆腔回油。设活塞速度为v，无杆腔有效面积为A1，有杆腔有效面积为A2，且A1>A2，则进油流量q1=A1v，回油流量q2=A2v。因此q1>q2，正确选项为A。 4. 将单出杆活塞式液压缸的左右两腔接通，同时引入压力油，可使活塞（ ） A. 停止不动 B. 慢速移动 C. 快速移动 D. 运动不确定 【答案】C 【解析】单出杆活塞式液压缸差动连接时，有杆腔的油液会进入无杆腔，使进入无杆腔的油液流量增加，从而使活塞快速移动，所以答案是C。 5. 液压缸在液压系统中主要将液压能转换为（ ） A. 直线运动的机械能 B. 旋转运动的机械能 C. 电能形式的能量 D. 气体膨胀的能量 【答案】A 【解析】液压缸利用工作液体的压力推动活塞及活塞杆作直线运动，将液压能转换为直线运动的机械能。旋转运动通常由液压马达完成。 6. 下列元件中，属于液压缸主要组成部分的是（ ） A. 缸筒与活塞组件 B. 定子与转子组件 C. 叶轮与导流组件 D. 阀芯与阀体组件 【答案】A 【解析】液压缸主要由缸筒、活塞、活塞杆、密封装置和端盖等组成，缸筒与活塞组件是其基本组成部分。定子与转子属于旋转类元件的典型结构，叶轮属于泵或涡轮类结构，阀芯与阀体属于控制阀结构。 7. 下列图形符号依次为（ ） A. 溢流阀、液压泵、减压阀、液压缸 B. 减压阀、液压泵、溢流阀、气缸 C. 减压阀、液压马达、溢流阀、气缸 D. 减压阀、液压马达、溢流阀、液压缸 【答案】C 【解析】根据题图中各图形符号的结构特征，依次为减压阀、液压马达、溢流阀和气缸，因此正确选项为C。减压阀和溢流阀的符号结构不同；液压马达与液压泵的旋转方向和能量转换方向不同；气缸属于气动执行元件，液压缸则属于液压执行元件。 8. 柱塞式液压缸（ ） A. 可作差动连接 B. 可组合使用完成工作台的往复运动 C. 缸体内壁须精加工 D. 往复运动速度不一致 【答案】B 【解析】柱塞式液压缸通常为单作用缸，柱塞只能在液压力作用下沿一个方向运动，回程需要依靠自重、弹簧或另一个液压缸等外力。因此，两个柱塞式液压缸可以组合使用，使工作台实现往复运动，B正确。柱塞缸不适合进行差动连接；其缸筒内壁通常不必像活塞缸那样进行高精度精加工；“往复运动速度不一致”也不是该题所述的基本特征。 9. 双作用单活塞杆液压缸的活塞杆伸出和缩回，分别由（ ）供油实现 A. 无杆腔和有杆腔 B. 有杆腔和无杆腔 C. 两侧油腔同时 D. 缸筒内腔和外部腔体 【答案】A 【解析】活塞杆伸出时，压力油进入无杆腔并推动活塞向有杆腔方向移动；活塞杆缩回时，压力油进入有杆腔并推动活塞反向移动。因此两种运动分别由无杆腔和有杆腔供油实现。 10. 在图所示液压缸中，活塞截面积A1活塞杆截面积A₂活塞运动速度v 为已知。下列判断中正确的是（ ） A. 进入液压缸的流量qv1与从液压缸排出的流量qv2一般不相等，即qv1≠qv2 B. 左右两油腔油液的平均流速满足连续性关系：A1\overline{υ}_{1}=(A1-A₂)\overline{υ}_{2}，即\overline{υ}_{2}=A1\overline{υ}_{1}/(A1-A₂) C. 若进油管与回油管的直径相同，则进油管路与回油管路中油液的平均流速\overline{υ}_{1}和\overline{υ}_{2}相等 D. 左、右两油腔油液的压力相等，即p1=p2 【答案】B 【解析】对于单杆液压缸，无杆腔有效面积为A1，有杆腔有效面积为A1-A₂。活塞运动时，两腔流量分别为q1=A1v和q2=(A1-A₂)v，因此q1≠q2。两腔油液平均流速满足流量连续关系：A1\overline{υ}_{1}=(A1-A₂)\overline{υ}_{2}，所以\overline{υ}_{2}=A1\overline{υ}_{1}/(A1-A₂)，B正确。即使两条管路直径相同，由于流量不同，管内平均流速也通常不同；两腔压力还与负载、摩擦及运动方向有关，不能认为相等。 11. 哪种液压缸类型适用于需要承受较大侧向力的场合（ ） A. 活塞缸 B. 柱塞缸 C. 摆动液压缸 D. 伸缩式液压缸 【答案】B 【解析】柱塞缸由于结构特点，柱塞可以在缸体内做往复运动，且能承受较大的侧向力，因此适用于需要承受较大侧向力的场合。 12. 常用的摆动液压缸有单叶片式和______两种。（ ） A. 五叶片式 B. 三叶片式 C. 四叶片式 D. 双叶片式 【答案】D 【解析】常用的摆动液压缸有单叶片式和双叶片式两种。 13. 在供油压力和负载条件相同的情况下，单活塞杆液压缸伸出时的推力通常（ ）缩回时的推力 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 不一定小于 【答案】C 【解析】单活塞杆液压缸伸出时，压力作用面积为活塞的全部面积；缩回时，压力作用面积为活塞面积减去活塞杆截面积。因此在压力和负载条件相同的情况下，伸出推力通常大于缩回推力。 14. 在液压元件图形符号中，如图所示的是（ ） A. 液压泵 B. 溢流阀 C. 节流阀 D. 液压缸 【答案】D 【解析】题图所示符号具有缸筒、活塞和活塞杆等液压缸的基本图形特征，因此表示液压缸。液压泵通常用圆形内含实心三角形且三角形指向圆外表示，节流阀和溢流阀则具有相应的阀类符号结构。故正确选项为B。 15. 当液压缸活塞所受外力一定时，活塞的截面积越大，其所受的压力（ ） A. 越大 B. 不确定 C. 不变 D. 越小 【答案】D 【解析】根据帕斯卡定律，在密闭的液压系统中，液体内部的压力处处相等，与活塞的截面积大小无关，只要外力一定，系统压力就不变，所以答案是C。 16. 在油压机上，液压缸的工作压力是由______决定。（ ） A. 液压泵的出口压力 B. 液压缸的入口压力 C. 液压系统的工作压力 D. 液压缸的设计压力 【答案】C 【解析】油压机中，液压缸的实际工作压力由系统调定的工作压力和负载所需压力决定，通常受系统安全阀、溢流阀等压力控制元件限制。液压缸的设计压力表示其结构允许承受的压力上限，并不直接决定实际工作压力。因此正确选项为C。 17. 如图所示液压传动系统，若，，，则活塞的移动速度为（ ） A. 2.5mm/s B. 2.5m/s C. 3mm/s D. 3m/s 【答案】B 【解析】液压缸有效面积由压力和负载确定：A=F/p=3000/(5×10⁶)=6×10⁻⁴ m²。活塞移动速度为v=q/A=(1.5×10⁻³)/(6×10⁻⁴)=2.5 m/s。因此正确选项为B。 18. 液压缸的运动速度主要取决于进入工作腔的（ ） A. 油液温度和缸筒长度 B. 压力和密封材料 C. 流量和有效作用面积 D. 活塞杆材料和端盖形式 【答案】C 【解析】液压缸的运动速度由进入工作腔的流量与有效作用面积共同决定，流量越大，速度通常越高；有效作用面积越大，在流量相同时速度越低。压力主要影响液压缸能够克服的负载。 19. 液压执行元件在速度换接中负责完成的具体任务是： A. 控制液压流向 B. 调节流量大小 C. 完成工作任务 D. 控制系统稳定性 【答案】C 【解析】液压执行元件负责完成具体的工作任务，如油缸完成推拉动作，液压马达完成旋转运动等。 20. 液压缸的特点之一是什么？（ ） A. 结构复杂 B. 操作不灵活 C. 可以产生较大的推力 D. 使用寿命短 【答案】C 【解析】液压缸的特点之一是能够产生较大的推力。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 液压缸是液压系统中的执行元件，能够将液压能转换为直线运动的机械能。（ ） 【答案】正确 【解析】液压缸通过工作液体的压力推动活塞和活塞杆作直线运动，实现能量形式的转换，因此属于液压系统的执行元件。 22. 速度换接回路中，调节液压执行元件速度的主要方法是通过改变液压油的粘度来实现。 （ ） 【答案】错误 【解析】速度换接回路中，调节液压执行元件速度的主要方法通常是通过调节液压系统中的阀门开启度，改变油液流量来实现速度的调节，而不是通过改变液压油的粘度。 23. 气液联动缸的运动平稳性优于纯液压缸，因为其工作介质兼具气体的可压缩性和液体的不可压缩性。（ ） 【答案】错误 【解析】本题考查气液联动缸的平稳性机理，属于拔高考点。气液联动缸的平稳性源于液压油的不可压缩性，压缩空气仅作为动力源驱动液压油，并非利用气体的可压缩性；若气体混入液压油，反而会降低平稳性，题干表述错误，核心考查气液联动缸的工作机理。 24. 液压缸的有效面积越大，其输出的推力就越大。（ ） 【答案】正确 【解析】根据公式F = pA（F为推力，p为压力，A为有效面积），在压力一定的情况下，有效面积越大，输出的推力就越大。 25. 单作用液压缸的活塞往复运动都依靠液压力实现，外力不参与其复位过程。（ ） 【答案】错误 【解析】单作用液压缸通常由液压力完成一个方向的运动，反向复位需要依靠弹簧力、重力或外部负载等外力。液压力并不独立完成活塞的往复运动。 26. 双作用液压缸的两个工作方向均可由液压力控制，因此不需要借助外部负载完成基本复位。（ ） 【答案】正确 【解析】双作用液压缸的活塞两侧均设有工作腔，压力油交替进入两侧油腔即可分别实现伸出和缩回。其基本往复运动由液压力控制，不以外部负载复位为必要条件。 27. 液压缸的特点之一是操作不灵活。（ ） 【答案】错误 【解析】液压缸的特点之一是操作灵活，可以通过控制液体进出实现精确的位置和速度控制。 28. 对于单活塞杆液压缸，在活塞杆直径不变时，活塞杆缩回方向的有效作用面积小于伸出方向的有效作用面积。（ ） 【答案】正确 【解析】活塞杆伸出时，压力作用于活塞的全部面积；活塞杆缩回时，有杆腔的有效作用面积等于活塞面积减去活塞杆截面积。因此缩回方向的有效作用面积小于伸出方向的有效作用面积。 29. 液压缸的作用是将液压能转化为直线往复运动的机械能。（ ） 【答案】正确 【解析】本题考查液压执行元件的功能。液压缸是液压系统中的直线运动执行元件，通过液压油的压力推动活塞运动，实现液压能向直线往复运动机械能的转化，题干表述正确。 30. 液压传动系统的液压缸用于将气体能量转化为机械运动。（ ） 【答案】错误 【解析】液压缸并不用于将气体能量转化为机械运动，而是将液体能量转化为机械运动。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述液压缸作为执行元件的主要作用，并说明双作用单活塞杆液压缸实现往复运动的基本工作过程。 【答案】（1）液压缸将液压能转换为活塞和活塞杆的直线运动机械能，输出推力或拉力，完成工作机构的直线执行动作。 （2）活塞杆伸出时，压力油进入无杆腔，有杆腔回油，活塞在压力作用下向活塞杆伸出方向移动。 （3）活塞杆缩回时，压力油进入有杆腔，无杆腔回油，活塞在压力作用下向活塞杆缩回方向移动。 （4）通过换向阀交替改变两工作腔的进回油方向，即可控制液压缸往复运动。 【解析】作答应围绕液压缸的能量转换功能、输出形式以及两侧工作腔交替进回油三个方面展开。双作用单活塞杆液压缸伸出和缩回时的有效作用面积不同，因此在相同压力下其输出推力通常也不同。 32. 在液压系统中，液压缸的作用是什么？请简要解释。 【答案】液压缸是液压系统中的执行元件，其主要作用是将液压能转换为机械能，输出直线往复运动或摆动运动，并产生推力、拉力或转矩，以驱动工作机构完成夹紧、举升、压制、推移等动作。液压缸运动平稳、承载能力较大、速度和行程便于调节，但其本身通常不能自动自锁，若需要保持位置，应设置液控单向阀、平衡阀或机械锁紧装置等。通过调节进入和排出液压缸的流量，可以改变活塞运动速度；通过调节系统压力，可以控制液压缸输出力。 【解析】液压缸是液压系统的执行元件。液压泵提供的液压能通过压力油作用在活塞有效面积上，产生推力或拉力，推动活塞杆作直线往复运动；采用摆动液压缸时，则可输出有限角度的摆动运动。液压缸具有输出力大、运动平稳、调速方便等特点，但“能够自锁”不是液压缸的固有功能，位置保持通常需要专门的液压或机械锁紧措施。 33. 如何根据工作需求选择液压缸类型？ 【答案】选择液压缸类型时，应综合考虑以下因素：①根据运动形式选择，要求双向受力和双向运动时选双作用液压缸；只需一个方向输出、回程依靠重力或弹簧时可选单作用液压缸；需要有限角度摆动时选摆动液压缸。②根据行程和结构要求选择，长行程、结构简单且主要承受轴向载荷时可选柱塞式液压缸；一般直线往复运动可选活塞式液压缸，具体还要考虑导向和密封条件。③根据负载和工作压力选择，使液压缸的额定推力、额定压力和行程满足工作要求，并留有适当余量。④根据速度和调速要求选择缸径及杆径，使所需流量、运动速度和稳定性相匹配。⑤根据安装形式选择耳环式、法兰式、销轴式等连接方式，但应避免液压缸承受过大的径向力，必要时设置外部导向机构。 【解析】液压缸类型不能仅按单一条件确定。首先应根据执行机构需要的运动形式和回程方式确定单作用缸、双作用缸或摆动缸；其次根据行程、负载、工作压力和速度计算并选择合适的缸径、杆径及结构形式。柱塞缸结构简单、适用于某些长行程和单向受力场合，但并非所有长行程场合都必须采用柱塞缸。安装形式应根据机构连接和摆动需求确定，不能把“有径向力”作为选择轴销式安装的理由，因为液压缸通常应由外部导向机构承受径向载荷。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 已知如图所示小活塞的面积=10cm²，大活塞的面积=100cm²，管道的截面积=2cm²，试计算：若使W=10×10⁴N的重物抬起，应在小活塞上施加的力F=？ 【答案】 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 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第3卷 液压缸——执行元件 单元过关卷《液压与气压传动》机械制造类 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. 液压缸的特点之一是？（ ） A. 结构简单 B. 操作复杂 C. 需要外部动力驱动 D. 能够产生平稳的运动 2. 在设计液压系统时，液压缸的行程应如何确定（ ） A. 随意确定 B. 根据负载确定 C. 根据工作压力确定 D. 根据系统流量确定 3. 如图所示液压缸，进油流量q和回油流量q之间的关系正确的是（ ） A. 无法确定 B. = C. D. > 4. 将单出杆活塞式液压缸的左右两腔接通，同时引入压力油，可使活塞（ ） A. 停止不动 B. 慢速移动 C. 快速移动 D. 运动不确定 5. 液压缸在液压系统中主要将液压能转换为（ ） A. 直线运动的机械能 B. 旋转运动的机械能 C. 电能形式的能量 D. 气体膨胀的能量 6. 下列元件中，属于液压缸主要组成部分的是（ ） A. 缸筒与活塞组件 B. 定子与转子组件 C. 叶轮与导流组件 D. 阀芯与阀体组件 7. 下列图形符号依次为（ ） A. 溢流阀、液压泵、减压阀、液压缸 B. 减压阀、液压泵、溢流阀、气缸 C. 减压阀、液压马达、溢流阀、气缸 D. 减压阀、液压马达、溢流阀、液压缸 8. 柱塞式液压缸（ ） A. 可作差动连接 B. 可组合使用完成工作台的往复运动 C. 缸体内壁须精加工 D. 往复运动速度不一致 9. 双作用单活塞杆液压缸的活塞杆伸出和缩回，分别由（ ）供油实现 A. 无杆腔和有杆腔 B. 有杆腔和无杆腔 C. 两侧油腔同时 D. 缸筒内腔和外部腔体 10. 在图所示液压缸中，活塞截面积A1活塞杆截面积A₂活塞运动速度v 为已知。下列判断中正确的是（ ） A. 进入液压缸的流量qv1与从液压缸排出的流量qv2一般不相等，即qv1≠qv2 B. 左右两油腔油液的平均流速满足连续性关系：A1\overline{υ}_{1}=(A1-A₂)\overline{υ}_{2}，即\overline{υ}_{2}=A1\overline{υ}_{1}/(A1-A₂) C. 若进油管与回油管的直径相同，则进油管路与回油管路中油液的平均流速\overline{υ}_{1}和\overline{υ}_{2}相等 D. 左、右两油腔油液的压力相等，即p1=p2 11. 哪种液压缸类型适用于需要承受较大侧向力的场合（ ） A. 活塞缸 B. 柱塞缸 C. 摆动液压缸 D. 伸缩式液压缸 12. 常用的摆动液压缸有单叶片式和______两种。（ ） A. 五叶片式 B. 三叶片式 C. 四叶片式 D. 双叶片式 13. 在供油压力和负载条件相同的情况下，单活塞杆液压缸伸出时的推力通常（ ）缩回时的推力 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 不一定小于 14. 在液压元件图形符号中，如图所示的是（ ） A. 液压泵 B. 溢流阀 C. 节流阀 D. 液压缸 15. 当液压缸活塞所受外力一定时，活塞的截面积越大，其所受的压力（ ） A. 越大 B. 不确定 C. 不变 D. 越小 16. 在油压机上，液压缸的工作压力是由______决定。（ ） A. 液压泵的出口压力 B. 液压缸的入口压力 C. 液压系统的工作压力 D. 液压缸的设计压力 17. 如图所示液压传动系统，若，，，则活塞的移动速度为（ ） A. 2.5mm/s B. 2.5m/s C. 3mm/s D. 3m/s 18. 液压缸的运动速度主要取决于进入工作腔的（ ） A. 油液温度和缸筒长度 B. 压力和密封材料 C. 流量和有效作用面积 D. 活塞杆材料和端盖形式 19. 液压执行元件在速度换接中负责完成的具体任务是： A. 控制液压流向 B. 调节流量大小 C. 完成工作任务 D. 控制系统稳定性 20. 液压缸的特点之一是什么？（ ） A. 结构复杂 B. 操作不灵活 C. 可以产生较大的推力 D. 使用寿命短 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 液压缸是液压系统中的执行元件，能够将液压能转换为直线运动的机械能。（ ） 22. 速度换接回路中，调节液压执行元件速度的主要方法是通过改变液压油的粘度来实现。 （ ） 23. 气液联动缸的运动平稳性优于纯液压缸，因为其工作介质兼具气体的可压缩性和液体的不可压缩性。（ ） 24. 液压缸的有效面积越大，其输出的推力就越大。（ ） 25. 单作用液压缸的活塞往复运动都依靠液压力实现，外力不参与其复位过程。（ ） 26. 双作用液压缸的两个工作方向均可由液压力控制，因此不需要借助外部负载完成基本复位。（ ） 27. 液压缸的特点之一是操作不灵活。（ ） 28. 对于单活塞杆液压缸，在活塞杆直径不变时，活塞杆缩回方向的有效作用面积小于伸出方向的有效作用面积。（ ） 29. 液压缸的作用是将液压能转化为直线往复运动的机械能。（ ） 30. 液压传动系统的液压缸用于将气体能量转化为机械运动。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述液压缸作为执行元件的主要作用，并说明双作用单活塞杆液压缸实现往复运动的基本工作过程。 32. 在液压系统中，液压缸的作用是什么？请简要解释。 33. 如何根据工作需求选择液压缸类型？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 已知如图所示小活塞的面积=10cm²，大活塞的面积=100cm²，管道的截面积=2cm²，试计算：若使W=10×10⁴N的重物抬起，应在小活塞上施加的力F=？ 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 $