第一章 结构与设计
[考试标准]
考试内容 常见结构的认识 ①结构的概念 ②结构的受力 稳固结构的探析 ①结构的稳定性 ②影响结构稳定性的主要因素 ③影响结构强度的主要因素 ④结构与功能的关系 简单结构的设计 ①结构设计的主要因素 ②简单结构的设计 经典结构的欣赏 ①结构的实用性 ②典型结构设计的欣赏与评价
一、常见结构的认识 1.结构的概念
(1)结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
b b 必考 未考 a c b c c b 必考＋加试 2015年10月选考(第7、15题) 2016年4月选考(第15题) 2017年4月选考(第7题) a b 必考 考试要求 考试属性 已考点 2016年4月选考(第8题) 2016年10月选考(第8题) 2017年11月选考(第7题) 2018年4月选考(第8题) 必考＋加试 2016年10月选考(第15题) 从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
(2)构件：一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。 2.结构的受力
(1)构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲力。 受力形式 拉力 压力 剪切力 扭转力 弯曲力 (2)结构的类型 从力学架构与形态方面考虑，通常将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构等基本类型。 结构的类型 实体结构 概念 结构体本身是实心的结构 结构体由细长的构件组成的结构 结构体是层状的结构 受力特点 举例 概念 物体所承受的拉拽力 挤压物体的力 两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行力 反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力 作用于物体，使它产生弯曲的力 外力分布在整个体积中 实心墙、大坝 支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载 外力作用在结构体的表面上 框架结构 铁架塔、建筑用脚手架 贝壳、头盔、水立方 壳体结构 二、稳定结构的探析 1.结构的稳定性
结构的稳定性是指结构在外力的作用下维持其原有平衡状态的能力，它是结构的重要性质之一。
2.影响结构稳定性的主要因素
影响结构稳定性的因素主要有：重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面大小、结构的形状。如果结构重心所在点的垂线落在支撑面范围内，则结构处于稳定状态。
3.影响结构强度的主要因素
(1)结构的强度是指结构具有抵抗被外力破坏的能力。结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。三角形是框架结构中最基本的形状之一，它结实、稳定，所用材料最少。在长方形或六边形的框架中间，加上三角形的支撑构件，可大大增加结构强度。
(2)构件的连接方式通常有两种：刚连接和铰连接。榫接、胶接、焊接都属于刚连接。
4.结构与功能的关系
结构不仅是事物存在的一种形式，而且可以影响事物的功能和作用。结构的改变可以导致事物功能的变化。 三、简单结构的设计 1.结构设计的主要因素
结构设计应考虑的主要因素：符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求，安全因素，公众和使用者的审美需求，使用者的个性化需要，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命。 2.简单结构的设计
根据问题确定具体的设计项目；明确设计目标及要求；进行设计分析；形成初步设计方案；模型或者原型制作；检测、优化和改进设计；设计评价。 四、经典结构的欣赏
优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能与形式的统一上。我们在赏析和分析这些经典的结构设计作品时，可以从两个角度来进行：
1.技术角度：侧重结构的功能，结构的稳固性和耐用程度，造型设计的创意和表现力，材料，使用的合理性，工艺制造的精湛程度等等。
2.文化角度：侧重文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等等。
【例1】 (2016·10月浙江选考)如图所示为钢筋混凝土横梁的受力变形示意图。由于混凝土擅长抗压力，而钢筋擅长抗拉力，为了合理利用钢筋，下列对横梁的分析正确的是( )
A.上部弯曲的程度比下部大，应在上部布置粗钢筋，下部布置细钢筋 B.上下部都弯曲，应在上部和下部布置相同的钢筋
C.上部受压，下部受拉，应在上部布置细钢筋，下部布置粗钢筋 D.上部受拉，下部受压，应在上部布置粗钢筋，下部布置细钢筋 答案 C
[变式1] (2017·4月绍兴一模)如图是脚踏式垃圾桶内部杠杆示意图，脚踩在踏杆A点通过中间的支点作用，使得C点向上运动，从而使连杆BC打开垃圾桶盖。在打开垃圾桶盖时，下列对杆件主要受力形式分析中正确的是( )
A.踏杆AC受弯曲，连杆BC受拉 B.踏杆AC受压，连杆BC受弯曲 C.踏杆AC受弯曲，连杆BC受压 D.踏杆AC受压，连杆BC受拉 答案 C
【例2】 (2018·11月浙江选考)小明构思了下列插接式小凳子方案，其中结构强度和稳定性最好的是( )
答案 A
[变式2] (2017·4月衢丽湖舟联考)如图所示为我国传统木工工艺中的一种榫接结构。已知构件的横截面尺寸均为100 mm×100 mm，以下关于构件2的结构方案中合理的是( )
答案 B
【例3】 (2018·11月浙江选考)如图所示是一种压紧机构。在力F的作用下，推杆1通过连杆1、摆杆、连杆2推动推杆2，将物体压紧。下列受力形式分析中正确的是( )
A.连杆1受弯曲、摆杆受拉、推杆2受压与受弯曲 B.连杆1受压、连杆2受压、推杆2受压与受弯曲 C.连杆1受压、摆杆受拉、推杆2受压 D.连杆1受压、连杆2受压、推杆2受压 答案 B
[变式3] (2017·4月浙江选考)如图所示是一种手动冲压机，扳动手柄，通过连杆带动压杆运动。下列关于该冲压机的分析中，正确的是( )
A.压杆只能上下移动，不能转动，压杆与机座之间的连接属于刚连接 B.冲压时连杆受压
C.冲压机重心的垂线偏离支撑面中心，提高了冲压时的稳定性 D.手柄上施加力F时，压杆向上运动 答案 C
【例4】 (2015·10月浙江选考)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
解析 本题考查了影响结构稳定性的因素。A选项增大支持面积，能提高结构的稳定性；B选项缩小立柱的截面积，对稳定性没有影响；C选项降低衣帽架的高度，可降低重心，提高稳定性；D选项缩短衣帽钩的长度，使重心的垂线落在支撑面的范围内，可提高稳定性。 答案 B
[变式4] 如图所示为一款折叠式文具架，利用四边形的几何可变体系调节高度，为了提高其稳定性，以下措施中不正确的是( ) A.降低文具架的高度 B.增大底部支撑面积 C.采用较重的底座
D.将其中的连接方式由铰连接改为刚连接
解析 根据本题意，D项改变连接方式后，折叠式文具架因为刚性连接而形体不可改变，违背了题意，D项错误，A、B、C三项都是增加其稳定性的措施。 答案 D
【例5】 孙丽对如图所示的户外垃圾桶结构进行改进。以下措施中不合理的是( )
解析 A项、C项通过铰连接增大了垃圾桶的实用性，可行性比较好；B项改变底座的形状，提高了垃圾桶的稳定性，措施可行；D项降低外桶固定点，重心高于固定点连线，桶易翻倒，稳定性差，符合题意，故选D。 答案 D
[变式5] 小刘家的长木凳凳脚与凳板间的连接处出现了松动，以下加固方法中，既美观又有效的是( )
解析 本题考查简单结构的设计。选项A、D在凳子侧面用铁钉固定木条的方法欠缺美观，而B、C相对较好；另外凳脚与凳板间松动用一根铁钉加固强度不够，连接处容易转动，效果不好。选项C的榫接效果较好。 答案 C
【例6】 (2017·11月浙江选考)如图是一种手动压力。在力F的作用下，手柄通过连杆1、摇杆、连杆2带动压杆向下运动，将工件压紧。连杆1、摇杆、连杆2的主要受力形式是( )
A.连杆1受拉、摇杆受弯曲、连杆2受压 B.连杆1受压、摇杆受扭转、连杆2受拉 C.连杆1受拉、摇杆受弯曲、连杆2受拉 D.连杆1受压、摇杆受扭转、连杆2受压 答案 A
[变式6] 如图所示为两把相同的木条凳。在木条凳上面分别放一个方铁块(图一、图二所示)，则凳面的主要受力形式是( )
A.图一凳面受压、图二凳面受压 B.图一凳面受压、图二凳面受弯曲 C.图一凳面受弯曲、图二凳面受压
D.图一凳面受弯曲、图二凳面受弯曲
解析 图一、二中凳面都要向下弯曲。故选D。 答案 D
【例7】 (2018·4月浙江选考)如图所示，施工人员转动卷扬机，卷扬机通过钢丝绳向上拉电线杆。图示状态，电线杆一端被拉起，力F 作用在手柄上，摇臂与电线杆主要受力和变形的形式是( )
A.摇臂受压、受弯，电线杆受弯 B.摇臂受弯、受扭转，电线杆受拉 C.摇臂受压、受扭转，电线杆受拉 D.摇臂受弯、受扭转，电线杆受弯
解析 摇臂转动的过程中，受扭转和弯曲；电线杆在重力和钢丝绳的作用下受弯曲。 答案 D
[变式7] 如图所示用螺丝刀往下旋紧螺丝钉的过程中，螺丝刀的主要受力形式是( )
A.受拉、受压 B.受压、受剪切 C.受剪切、受扭转 D.受压、受扭转
解析 受力分析可知，螺丝刀的主要受力形式是受压、受扭转。故选D。 答案 D 【易混易错】 构件的五种受力形式
(1)受拉与受压：由大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的一对力所引起。拉伸，是构件沿外力的作用方向伸长，截面变细。压缩，是构件沿外力的作用方向缩短，截面变粗。
(2)受剪切：由大小相等、方向相反、相互平行且非常靠近的一对力所引起，表现为构件的相邻两截面沿外力的作用方向产生错位。如连接件中的螺栓受力后的变形。
(3)受扭转：由大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴的一对力偶所引起，表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。
(4)受弯曲：由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶所引起的，表现为杆件轴线由直线变为受力平面内的曲线。
在结构中，载荷(即外力)、变形的关系是：载荷使结构变形，变形产生内力，载荷是“因”，变形和内力是“果”。没有外载荷，结构就不会有变形，因而也就不会有因变形而产生的附加内力。
1.(2016·4月浙江模考)如图所示的交通路牌结构示意图。横杆①②平行与立柱③垂直安装，当路牌遭遇正面强风时，横杆②与立柱③的主要受力形式分别是( )
A.②受压，③受拉、受弯曲 B.②受弯曲，③受弯曲，受扭转 C.②受弯曲，③受压、受弯曲
D.②受压，③受弯曲、受扭转
解析 杆①②都处于悬空状态，靠近路牌一端受到垂直的重力荷载，两杆均受弯曲；立柱③有向横杆方向弯曲的趋势，如在强风的作用下，立柱在交通路牌的带动下发生扭转变形。 答案 B
2.(2016·8月温州模考)如图所示为一款弯管器，在力F的作用下，扳手带动转盘，转盘牢牢拉住管子使其变形。扳手和管子的主要受力形式是( )
A.扳手和管子都受拉 B.扳手和管子都受弯曲 C.扳手受弯曲，管子受拉 D.管子受弯曲，扳手受拉
解析 本题的关键在于题目与图形的结合，扳手作用了力F，实际上发生了变形，在连接处靠弯曲力的作用给转盘施加力，管子主要受到转盘的弯曲力的作用，发生形变。 答案 B
3.(2016·9月嘉兴联考)如图所示的框锯，安装好锯条后，转动元宝螺帽，调紧钢丝，从而绷紧锯条。框锯中锯条、锯柄和锯梁的主要受力形式是( )
A.锯条受拉、锯柄受弯曲、锯梁受压 B.锯条受压、锯柄受拉、锯梁受弯曲
C.锯条受拉、锯柄受拉、锯梁受压 D.锯条受压、锯柄受弯曲、锯梁受拉 答案 A
4.在使用指甲剪剪指甲(对C端施加向下作用力)时，构件AB与构件AC的主要受力形式是( )
A.AB受拉，AC受弯曲 C.AB受压，AC受弯曲 答案 A
5.如图所示为移动屏幕支架，其支撑结构类似于伞骨，向上移动套在竖杆上的支撑脚连接件，支撑脚收拢，向下移动支撑脚连接件，支撑脚张开。以下构件的主要受力形式正确的是( )
B.AB受拉，AC受拉 D.AB受压，AC受压
A.支撑脚受弯曲、连杆受拉 B.支撑脚受拉、连杆受弯曲 C.支撑脚受弯曲、连杆受弯曲 D.支撑脚受压、连杆受压
解析 当支撑脚张开，连杆被拉至水平状态，连杆两端受到沿杆方面使杆伸长的力，因此连杆受拉；支撑脚受地面竖直向上的支持力，同时中部受连杆的反作用力，将发生中部下凹形变，因此支撑脚受弯曲。 答案 A
6.(2016·9月台州模考)图甲为一高度可调的家用烫衣架，利用支架卡在图乙所示的调节块凹槽的不同位置来实现烫衣架的高度调节，调节块固定在烫衣板的背
面。为了改善烫衣架的结构性能，以下措施合理的是( )
A.为了提高烫衣架稳定性，采用更坚硬的材料做支架 B.为了提高烫衣架强度，将支架直接固定在烫衣板的背面 C.为了提高烫衣架稳定性，采用不锈钢板做烫衣板
D.为了提高烫衣架强度，采用直径稍大一点的金属管做支架
解析 影响结构稳定性的因素有重心位置、支撑面、结构的形状；影响结构强度的因素是材料、形状、连接方式。A错误，属于强度范畴；B错误，局部连接的改变，对支架没什么影响，而且不方便；C错误，增大了上部的重量，变得更不稳定，对结构的强度也有负面影响；同样材料的金属管直径加大，强度增强，D正确。 答案 D
7.如图所示为悬挂重物的单杆，其各部件的主要受力形式与固定在墙壁上的木杆受力形式相同的是( )
A.横杆 C.竖杆 答案 A
8.如图所示的悬吊式抓取机构，当施加拉力F，工件被夹紧后，杆件1、杆件2、工件的主要受力和变形形式是( )
B.拉绳 D.重物拉绳
A.杆件1受拉、杆件2受扭转、受压 B.杆件1受弯曲、杆件2受弯曲、 受压 C.杆件1受弯曲、杆件2受拉、受扭转 D.杆件1受拉、杆件2受拉、受拉 答案 B
9.如图是某厂生产的椅子，体重较重的人坐上去或是时间坐久了，椅子四个脚之间的位置会发生改变，从而带来安全隐患。以下改进措施不合理的是( )
A.在椅子脚之间增加连杆来加固 B.缩短椅脚的长度以降低椅子高度 C.加粗椅脚的直径
D.椅脚使用硬度和韧性更好的材料
解析 本题考查的是影响结构强度的因素。结构的形状、材料和构件的连接方式都会影响结构的强度。“缩短椅脚的长度以降低椅子高度”是与结构稳定性有关，不能提高椅子的强度。故选B。 答案 B
10.如图所示的太阳能路灯，下列受力分析中正确的是( )
A.支撑杆受拉，拉杆受拉，连接杆受扭转 B.支撑杆受弯曲，拉杆受压，连接杆受弯曲 C.支撑杆受压，拉杆受拉，连接杆受弯曲 D.支撑杆受弯曲，拉杆受拉，连接杆受压 答案 C
11.下图所示为某支架的试验方案，支架在同一垂直平面内对称放置。立柱和转臂的主要受力形式是( )
A.立柱受压、转臂受弯 B.立柱受压、转臂受扭转 C.立柱受扭转、转臂受弯 D.立柱受弯、转臂受压
解析 由于重物的压力作用，转臂被弯曲，导致立柱被压，故选A。 答案 A
12.设计如图所示的一款椅子，在确定结构尺寸时，要综合考虑各方面的因素，如人机关系、稳定性和强度等。以下尺寸的确定，主要从结构稳定性方面考虑的是 ( )
A.椅子的高度 C.座面和靠背的大小
B.椅脚的横截面大小 D.椅脚之间的距离
解析 本题考查影响结构稳定性的主要因素。改变椅脚之间的距离是通过改变支撑面来改变结构稳定性的。椅子的高度、座面和靠背大小主要从人机关系方面考虑；椅脚横截面的大小主要从结构强度方面考虑。 答案 D
13.钢筋混凝土梁中混凝土主要是起着抗压的作用，而钢筋主要是起抗拉的作用，如下图，楼板和阳台的加固钢筋位置都安装正确的是( )
解析 楼板底部受拉力大，加固钢筋放下面，阳台上部受拉力大，所以上部加钢筋。 答案 A
14.如图所示为叉式拖车示意图，当叉式拖架正托举着小轿车的前轮时，叉式托架和起重臂的主要受力形式分别为( )
A.受压和受弯曲 C.受弯曲和受压 答案 B
15.如图所示为移动式升降机，下列操作中，不以提高稳定性为目的的是( )
B.受弯曲和受弯曲 D.受弯曲和受扭转
A.工作台升高前，支撑脚伸展后放下
B.工作台升降时，两升降臂协同调整，保证重心落在支撑面内 C.移动时，两升降臂放下 D.移动时，支撑脚收起
解析 本题主要考查影响结构稳定性的主要因素。影响结构稳定性的因素主要有三个：重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小、结构的形状。这三个基本因素相辅相成，需要综合考虑，并没有哪个因素是结构必然稳定的决定因素。但是如果重心在底面的投影不在结构的支撑面内，结构就必然不能保持稳定。只有D选项所描述的情况是为了方便升降机移动位置，与结构的稳定性无关，而且支撑脚收起还减小了结构与地面接触所形成的支撑面大小，反而降低了稳定性。 答案 D
16.如图所示是一款落地灯，灯杆可绕轴转动以调整高度与照明角度。该落地灯能保持稳定不倒的根本原因是( )
A.重心落在支撑面内 B.支撑面较大 C.支撑杆的强度较大 D.平衡块较轻
解析 结构稳定的基本条件：重心所在点的垂线落在结构体的支撑面范围之内。
答案 A
17.如图所示为一款铬钒钢材料的大力钳。在力F作用下夹紧工件时，连杆和把手的主要受力形式是( )
A.连杆受拉、把手受弯曲 B.连杆受压、把手受压 C.连杆受压、把手受弯曲 D.连杆受弯曲、把手受弯曲 答案 C
18.如图所示的车位锁是一种机械装置，主要作用是防止别人占用自己的汽车车位。它与水泥地有较高的连接强度，那么下列连接方式中，比较合理的是( )
A.焊接 C.铆接 答案 D
19.如图所示是一个木制双人秋千，以下改进措施能增加其稳定性的是( )
B.榫接
D.膨胀螺栓连接
A.更换原材料，把木质改为不锈钢
B.把支撑架两脚的交叉角度增大，增大其支撑面 C.加粗支撑脚，加固坐椅与钢索的连接
D.加固最上端横杠与钢索的连接部分 答案 B
20.如图所示为小明在通用实践课上制作的天平秤模型。从结构的角度分析，下列说法错误的是( )
A.天平两边放置相同重物时，悬臂受弯曲，应选用抗弯曲材料 B.连接处a、连接处b 均采用铰连接
C.连接处a 和连接处b 若采用螺栓螺母连接，可以实现拆卸收纳功能 D.若两端放置重物质量相差过大，可能使天平秤稳定性变差 解析 连接处b采用刚连接。 答案 B
21.如图所示为水中航模器的动力传动机构。当电机按如图方向转动时，会带动蜗杆和叶轮同向转动，而蜗杆的转动会使蜗轮按图示方向转动。杆1与蜗轮的中心轴刚连接在一起，因此杆1和蜗轮可一起绕着支架转动；杆1另一端和杆2为铰连接，杆2和杆3也为铰连接。那么当蜗轮在如图所示的时刻按箭头方向转动时，下列关于此机构各部件主要受力形式分析正确的是( )
A.杆1受弯曲，杆2受压，杆3受拉 B.杆1受压，杆2受弯曲，杆3受压 C.杆1受压，杆2受压，杆3受拉 D.杆1受弯曲，杆2受弯曲，杆3受拉 答案 A
22.(2014·9月浙江统考)如图所示是某吊扇的安装示意图，吊球架通过连接件与水泥天花板连接，合理的连接件是( )
解析 水泥钉也叫钢钉，可以打进水泥等较坚硬的物体，起固定链接作用，也可以用于悬挂较轻物品；自攻螺钉，主要用于木材等的连接，常见于将连接件固定在木板上等；膨胀螺栓，可以将钢管、支架、吊架、托架或设备固定在墙上、楼板上、柱上等，固定强度较大，固定的托架等可以支撑空调外机等较重的设备；六角螺栓与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。 答案 C
23.小明是自行车骑行爱好者，他感到雨天或晚上外出骑行不方便，于是想设计一个装置，可以把自行车支撑起来作为室内健身器使用。如图所示是他的自行车。请你帮助小明设计该装置，设计要求如下：
(1)能稳定支撑自行车，后轮转动时自行车在原地保持不动； (2)后轮转动时具有一定的阻力，以提高锻炼效果； (3)结构牢固可靠； (4)材料自选。
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)设计该装置时，不属于设计限制因素的是________、________(在 A.天气情况；B.自行车的尺寸；C.可供选用的材料；D.加工的方法； E.每次骑行时间的长短
中选择合适的选项，将序号填入“____”处)；
(2)为了防止装置损坏地面，下列措施中合理的是________(在A.用膨胀螺栓把装置固定在地面上；B.在装置下放置橡胶垫中选择合适的选项，将序号填入“____”处)；
(3)画出设计草图，必要时可用文字说明； (4)在设计草图上标注主要尺寸。 答案 (1)A E (顺序不限) (2) B (3)(4)
1.(2016·4月浙江选考)如图所示为一款机械手。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
解析 本题主要考查结构与受力，构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力等，如本题图所示，连杆在拉杆的作用下受压，从而带动夹持手夹紧工件，而夹持手在夹持工件时除了受压，更主要的受力是弯曲形变。 答案 C
2.(2014·省统考)下列四个椅子，其中杆件受拉的是( )
解析 本题考查结构的受力形式。A杆件受压和受弯曲；B杆件受压；C杆件受弯曲；D杆件受背向的同一直线的两个力，为受拉。 答案 D
3.如图所示是机械夹持手，拉杆在力F的作用下工件被夹紧，连杆1、连杆2、夹持手的主要受力形式是( )
A.连杆1受拉、连杆2受拉、夹持手受弯曲 B.连杆1受弯曲、连杆2受拉、夹持手受弯曲 C.连杆1受拉、连杆2受拉、夹持手受压 D.连杆1受弯曲、连杆2受拉、夹持手受压
解析 更换较软的材质，看形变并通过整体分析，连杆1受弯曲、连杆2受拉、夹持手受弯曲。故选B。 答案 B
4.如图所示是学生设计的一款可随儿童成长调节高度的椅子，凳面与支撑斜杆采用插接方式连接。为提高整体结构强度并不影响功能，下列改进意见中，合理的是( )
A.加长凳面
B.凳面与斜杆采用榫接 C.斜杆与底座用硬木条榫接 D.凳面与斜杆间采用铰连接 答案 C
5.如图所示框锯，是由工字形木框架、绞绳与绞片、锯条等组成，锯条两端用旋钮固定在框架上，并可用它调整锯条的角度。绞绳绞紧后，锯条被绷紧即可使用，此时撑杆的受力形式是( )
A.受拉 受弯曲 C.受压 受弯曲 答案 C
6.如图所示为一款叉车，在驱动功率及其它零部件允许的情况下，为了提高它的承载能力，以下措施中不正确的是( )
B.受压 扭转 D.受拉 受剪切
A.加长货叉的长度 B.增加货叉的厚度 C.增加前后车轮轴的距离 D.增加叉车尾部平衡块的质量
解析 叉车承载能力应该体现在稳定性和强度；增加货叉的厚度，可提高强度；增加前后车轮的距离以及增加叉车尾部平衡块的质量能使叉车的稳定性提高，单单加长货叉的长度可能会导致叉车不稳定，达不到提高承载能力的作用。 答案 A
7.如图所示的书报架，在使用过程中，若发现书报架会向后倾倒，以下改进措施中合理的是( )
A.增大两立柱之间的距离
B.增大立柱与支撑杆之间的角度 C.在立柱与支撑杆底端加防滑橡皮套 D.立柱与支撑杆之间连接采用铰连接 答案 B
8.如图所示为一款垃圾桶，当用脚踩下时打开桶盖，下列说法不正确的是( )
A.连杆主要受压
B.踏杆主要受弯曲，弹簧主要受压 C.当连杆损坏时，可以用细线代替
D.将铰连接改为刚连接，桶盖还是可以打开
解析 连杆主要受压，不能用细线代替。线只能受拉。 答案 C
9.如图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。下列可以提高纸板椅强度的措施是( )
A.增大纸板椅支撑面 B.提高纸板椅重心高度 C.增加纸板椅座面的宽度 D.增大纸板的横截面
解析 A项增加了纸板椅的稳定性；B项降低了它的稳定性；C项降低了它的强度；D项符合题意。 答案 D
10.如图所示为A、B 两款双人秋千，下列说法不正确的是( )
A.A款秋千立柱1主要受压，横杆1主要受弯曲，横杆2主要受弯曲 B.B款秋千横杆2的设计主要是为了保持结构形状稳定
C.B款秋千立柱1主要受压但没有受弯曲，横杆1主要受弯曲，横杆2主要受拉 D.加粗A款秋千立柱可以提高其强度 解析 B款秋千立柱1主要受压和受弯曲。 答案 C
11.(2014·浙江学考)如图所示的健身器材，使用者可双手握住扶手，双脚站在踏
板上，进行漫步动作。当使用者站在踏板上不运动时，连杆的主要受力形式为( )
A.受拉、受弯曲 C.受扭转、受弯曲
B.受压、受弯曲 D.受压、受扭转
解析 本题主要考查结构与受力。构件的基本受力形式有受拉、受压、受剪切、受扭转和受弯曲等。如题图所示的健身器材中的连杆，只要有人站立在上面，都承受拉力的作用；同时支架在除竖直以外的位置，在受力的情况下，会产生弯曲变形的趋势，因此还表现为受弯曲；若使用者站在踏板上运动，还能表现为受扭转。结合题意，使用者站在踏板上不运动时，连杆主要表现为受拉、受弯曲。 答案 A
12.如图所示两根材质匀称的木质横梁，长2.5 m，截面规格为3 cm×1.5 cm，两端架在相距为2 m的支撑墙上。如按竖摆和横摆两种方式(如图所示)摆放，以下说法正确的是( )
A.横梁中间放置重物时受力形式为受剪切 B.甲的承重能力大于乙 C.甲图横梁的稳定性好于乙图横梁 D.以上说法都不正确 答案 B
13.如图所示的旋转双层桌子，在试验时发现旋转到最高位置时，桌子容易翻倒。以下改进措施中最合理的是( )
A.增加支撑脚的高度 C.增加支撑脚的厚度
B.增加上桌面的质量 D.增大支撑脚的间距
解析 本题考查的是影响结构稳定性的因素。选项A和B都会使桌子稳定性下降，增加支撑脚的厚度会使桌子的强度提高，选项D能增加支撑面积，从而提高稳定性，故选D。 答案 D
14.如图所示为构件间的螺栓螺母连接，在用扳手拧紧的过程中，扳手、螺栓、垫片的主要受力形式是( )
A.扳手受扭转、螺栓受拉、垫片受拉 B.扳手受弯曲、螺栓受压、垫片受压 C.扳手受拉、螺栓受压、垫片受拉 D.扳手受弯曲、螺栓受拉、垫片受压 答案 D
15.如图所示是一把铁质椅子，当学生坐上之后，椅脚、螺栓、椅腿的主要受力形式分别是( )
A.受压、受弯曲、受压 B.受弯曲、受剪切、受压 C.受压、受压、受压 D.受压、受剪切、受压
解析 对构件进行受力分析，椅脚、螺栓、椅腿的主要受力形式分别是受弯曲、受剪切、受压。故选B。 答案 B
16.如图是2600年前发源于齐国的一种小型的坐具——马扎。它的两腿交叉，上面绷帆布或麻绳等，可以合拢，便于携带。请问A处应采用哪种类型的连接及具体的连接方式( )
A.刚连接 螺栓松连接 B.刚连接 螺栓紧连接 C.铰连接 螺栓松连接 D.铰连接 螺栓紧连接 答案 C
17.通用技术课堂上，学习结构与设计时，刘老师为同学们演示了如图所示的小试验，纸张相同，木块和木块间距不变，能得出的结论是( )
A.结构受压不同，形变相同 B.纸张的结构造型影响强度 C.结构改变能导致功能的变化 D.结构荷载时，造型影响其稳定性 答案 B
18.刘老师为了方便木工操作中夹持木板进行凿挖，专门设计制作了用来夹紧木板的装置(如图所示)。以下对该结构进行分析中，合理的是( )
A.当手柄向下压时，挤压头抬起 B.当手柄向下压时，手柄受压变形 C.四个连接点均为铰连接
D.挤压头将木板夹紧后，再用元宝螺母继续夹紧 答案 C
19.如图所示为汽车机械传动装置——差速器。在输入轴转动扭力下，轴顶端的齿轮把扭力传递给锥形齿轮，带动框架上的行星齿轮驱使太阳齿轮转动，从而输出轴驱动车轮前进。框架局部(阴影部分)和输出轴(阴影部分)的主要受力形式是( )
A.框架局部受压、输出轴受拉 B.框架局部受拉、输出轴受扭转 C.框架局部受扭转、输出轴受剪切 D.框架局部受弯曲、输出轴受扭转 答案 D
20.如图所示为一款壁灯。当杆1与杆2成90°时，杆1与杆2的主要受力形式是( )
A.杆1受弯曲，杆2受弯曲、受扭转
B.杆1受压，杆2受压、受拉 C.杆1受压，杆2受压、受扭转 D.杆1受弯曲，杆2受弯曲、受拉
解析 两杆件均为悬空状态，端部受到与杆垂直的重力荷载，因此两杆均受弯曲；连接两杆的短竖杆有向杆1翻倒的趋势，从而带动杆2发生扭转形变，因此A项正确。 答案 A
21.赵明准备设计一款适合学生公寓用的毛巾架，以下设计的四种方案，从强度、成本和安全性的角度综合考虑，其中比较合理的是( )
解析 B项方案靠近墙面，使用安全且不易形变，最符合题意。A、C项棱角突出，安全性差；D项离墙太远，伸缩杆易弯曲，结构强度不够。 答案 B
22.使用如图所示的健骑机时，人正坐在坐垫上，双手正握把手，两脚踏住脚蹬，用力向下蹬，同时双臂向后拉，直至双腿伸直，并且身体尽可能向后伸展。然后在自重的作用下，有控制地返回到初始位置。关于该健骑机的分析中，不正确的是( )
A.当人手握住把手双臂向后拉时，连杆1受弯曲力 B.当人坐在健骑机上不动时，坐垫主要受压力
C.当人手握住把手双臂向后拉，两脚踏住脚蹬，用力向下蹬时，坐垫从高处往下运动
D.由于底座面积小，为提高稳定性，应把底座埋入地基中，与地基成刚连接
解析 当人手握住把手双臂向后拉，两脚踏住脚蹬，用力向下蹬时，坐垫从低处往上运动。 答案 C
23.如图所示图乙结构是由图甲和下列四个选项中的一项结构拼凑而成，其中满足要求的结构是( )
答案 C
24.(2016·3月浙江学考)如图所示是一款钣金剪的结构示意图。请完成(1)～(2)题。
(1)在加力杆上施加力F时，以下构件的主要受力形式是( ) A.连杆受拉、加力杆受弯曲 B.连杆受压、加力杆受弯曲 C.连杆受拉、加力杆受压 D.连杆受压、加力杆受压 (2)图中的销轴可采用( ) A.铆钉 C.紧定螺钉 答案 (1)A (2)A
25.如图所示为一款风撑，下列关于该风撑的分析评价中不正确的是( )
B.自攻螺钉 D.膨胀螺栓
A.构件1与构件2之间的连接属于铰连接 B.在力F的作用下，滑块将沿滑槽往右下方滑动 C.在力F的作用下，构件1主要受压 D.在力F的作用下，构件3主要受压
解析 在力F的作用下，构件1主要受弯曲。故选C。 答案 C
26.如图所示的凳子，使用时凳脚容易往外撑开。以下四种加固方法中最合理的是( )
答案 C
27.如图所示为一款秋千，设计此款秋千，在确定结构尺寸时，要综合考虑各方面的因素，如人机关系、稳定性和强度等。以下尺寸的确定，主要从结构稳定性方面考虑的是( )
A.底盘的直径 C.藤条的横截面积 答案 A
28.如图1所示是一款能高度调节的户外遮阳伞，图2所示是遮阳伞支架示意图，下列对该遮阳伞的结构主要受力分析的说法中正确的是( )
B.主杆的横截面积 D.吊篮的空间大小
A.立柱受弯曲、连接杆受拉、斜杆受弯曲
B.立柱受弯曲和受压、连接杆受拉、斜杆受弯曲 C.立柱受压、连接杆受拉、斜杆受弯曲 D.立柱受压、连接杆受压、斜杆受弯曲
解析 伞面在立柱的右侧，立柱不仅受压，还受弯曲。 答案 B
29.(2016·4月浙江模考)如图所示是一款千斤顶，其工作原理是：转动丝杆，改变支撑杆间的角度实现升降。下列关于千斤顶结构的说法中，错误的是( )
A.支撑杆用钢板制作成“U型”，既保证强度又减轻质量 B.通过丝杆的转动实现千斤顶的升降
C.蝶型底座，既适用于不同地面，又有较大的支撑面积 D.支撑杆之间采用铰连接，主要是为了便于折叠收纳 答案 D
30.如图所示为单人座式健骑机，锻炼方法为人坐座椅上双手握紧手柄，两脚踏牢踏板，脚向下蹬的同时手向后拉。在手向后拉时，竖杆和斜杆的主要受力形式分别为( )
A.受弯曲，受拉 C.受弯曲，受压 答案 C
31.如图所示是一个多媒体教室专用的音响，音响的尺寸长、宽、高为
B.受拉，受压 D.受拉，受拉
460*180*265(mm)，后面板上四个螺纹孔的直径为5 mm。小林想把该音响安装在多媒体教室墙角的不锈钢水管上，水管的外径为90 mm。请你设计音响与不锈钢水管之间的连接件(连接件与音响后面四个螺纹孔连接)。设计要求如下：
A.连接件安装好后，通过调节连接件，音响可以沿着水管方向高度连续调节，调节方便；
B.连接件与水管、音响连接可靠，且音响可向上、向下、向左、向右四个方向翻，在0 到45 度任意角度可靠固定，操作方便； C.水管上不许钻孔和开腰型孔；
D.连接件主要材料采用4 mm厚的钢板制作，辅助材料自选。 请根据以上描述和设计要求完成以下任务：
(1)制定连接件设计方案前，需要明确设计的限制因素，以下不属于设计的限制．．．因素有________(在①水管的直径；②制作水管的材料；③音响的形状；④设计者的技术能力；⑤音响的重量；⑥音响后面四个螺纹孔的直径中选择正确的选项，将序号填入________内)；
(2)画出连接件的设计草图，必要时可用文字说明； (3)在设计草图上标注连接件结构的主要尺寸；
(4)将制作好的连接件固定在音响后面板上，最适合的标准件是________(在①膨胀螺栓；②自攻螺钉；③平头螺丝中选择一项，将序号填入________内)。 答案 (1)② (2)(3)
(4)③
32.(2015·10月浙江选考)张民同学发现结冰的路上有人滑倒，于是用木板制作了如图所示的警示牌。现在需要用3 mm厚，30 mm宽，长度足够的条钢制作一个警示牌支架(辅助材料不限)。设计要求如下：
A.安装支架后的警示牌能稳定地摆放在地面上，警示牌的总高度不低于500 mm； B.安装支架后的警示牌能放入内部空间为500 mm×400 mm×30 mm的盒中。 请根据上述设计要求和警示牌的尺寸，完成以下任务：
(1)画出支架结构的设计草图(警示牌可以不画)，必要时可用文字说明。 (2)在设计草图上标注支架结构的主要尺寸。
(3)支架与警示牌的连接可以采用________(在①自攻螺钉连接；②紧定螺钉连接；③膨胀螺栓连接中选择一项，将序号填写在“________”处)。
(4)为了防止生锈，适合学生在学校完成的表面处理方法是________(在①表面刷光；②喷涂油漆；③电镀中选择一项，将序号填写在“________”处)。 答案 (1)如图甲所示 (2)如图乙所示
(3)① (4)②
33.(2018·11月浙江选考)新学期开始了，老师安排小明设计制作一个迎接新同学的引导牌。小明上网查找了大量图片资料，分析研究后用长500 mm、宽300 mm的木板和直径25 mm、长1 000 mm的木棍做了一个引导牌(如图所示)。使用时小明发现引导牌不便于携带，准备重新设计制作一个可收拢和可展开的引导牌。请你帮助小明设计该引导牌，设计要求如下：
(1)引导牌展开后形状和尺寸与原来的相当，并能保持结构稳定； (2)引导牌收拢后的尺寸要尽可能小，便于携带； (3)展开和收拢操作方便； (4)材料自选。
请根据描述和设计要求完成以下任务：
(1)小明发现引导牌不便于携带的途径是________(在A.观察日常生活；B.收集和分析信息；C.技术研究与技术试验中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(2)要求如图所示那样将引导牌举在胸前，面板超过人群的头顶，在确定手柄的长度时，主要考虑人的________(在A.动态尺寸；B.静态尺寸中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(3)构思引导牌的结构方案时，不需要考虑的是________(在A.手柄和面板如何收拢和展开；B.手柄与面板如何连接；C.展开后如何保持结构稳定；D.引导牌收拢后的尺寸；E.面板的颜色；F.面板和手柄分别采用什么材料中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(4)画出设计草图，必要时可用文字说明； (5)在设计草图上标注主要尺寸。 答案 (1)A (2)B (3)E (4)略 (5)略
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