第一单元 结构及其设计 一、选择题 1. 图1-1所示为一款机械手。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. 连杆受拉、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
参考答案：C
实验室自动清洗机考点：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. 图1-2所示为一款木制衣帽架。为了提髙其稳定性，下列措施合理的是（ ）。
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
参考答案：ACD 考点：技术素养（创新设计、物化能力），学科内容（结构的稳定性）。
图1-1
图1-2
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1-3所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
图1-3 参考答案：D
考点：技术素养（创新设计、物化能力），学科内容（结构的强度）。
解析：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。
8418模具钢
4.小明要制作一个木桥模型，用截面为20毫米×10毫米的木条制作两侧的梁。下列是梁的四种支撑方案，从结构强度方面考虑，其中合理的是（）。
参考答案：A
考点：技术素养（创新设计、物化能力），学科内容（结构方案的构思与权衡）。
解析：此题综合考察多个知识点。木桥模型为榫接，从强度考虑，桥面受力后，B、D 的榫头容易松动。所以，支撑方案应从A、C两个选
项中选择。榫眼开孔方向要沿着木条方向，否则容易
断，如图1-4所示，木条侧放的强度更大，故选A。
图1-4
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
塑料袋泳衣
（）。
A B C D
参考答案：B
考点：技术素养（创新设计、物化能力），学科内容（结构方案的构思与权衡）。
解析：此题将结构稳定性、结构强度和功能等几个相关的知识点结合起来进行考核。从结构稳定性的角度可排除A和C，从结构强度角度可筛选出B为正确答案。
二、非选择题
1. 图1-5所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。
十字滑块联轴器（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。
黑方糖考点：技术素养（创新设计）。
提示：支撑件的设计应符合题干的具体设计要求，设计时要考虑支撑件与灯头之间的连接方式，此处只能用螺纹连接的方式。此外，支撑件设计完成后，还要考虑与书立、灯头间的关系，要考虑整体的
结构形态。该支撑件既要满足能可靠使用，还要实现一定的高度调节功能。另外，材料选择也有一定的限制。
2.图1-6所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。
图1-6
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的设计草图，必要时可用文字说明。
考点：技术素养（创新设计）。
提示：此题要求设计一个完整的结构——手机架，是对原有手机架结构的改进，另外提出了角度可调功能。解题时要抓住设计的要求。①原有结构的尺寸不变；②摆放角度可调的功能要实现，同时不能忽视手机架的原有功能；③尺寸有一定限制，材料基本不限。
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