强化练十四　结构设计（含解析） 2025届高中通用技术.DOCXVIP

强化练十四结构设计

1.(2024·4月丽湖衢)建造摩天大楼时，工程师通常在摩天大楼内适当的位置悬挂一个阻尼球，以减弱地震等引起的高楼晃动。为了探究不同悬挂方案的效果，小明设计了如图a所示的装置，通过推拉杆带动模型前后移动，用于对比试验，现缺少驱动部分，请你帮助小明完成设计。图b为底座放大图。设计要求如下：

(a)通过电机单向转动，同步带动3个相同高楼模型在滑槽内实现前后70mm范围内移动；

(b)在移动过程中，装置平稳可靠；

(c)电机安装在基板上，可对基板和推拉杆进行适当加工；

(d)采用一个电机驱动。

请完成以下任务：

(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的框架可用线条表示，电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；

(2)在草图上标注主要尺寸；

(3)该装置采用改变电机转速的方式实现对模型晃动频率的控制。装置安装完成后，下列试验目的不能实现的有(单选)________。

A.高楼模型晃动情况与阻尼球质量的关系

B.高楼模型晃动情况与阻尼球悬挂高度的关系

C.高楼模型晃动情况与高楼模型质量的关系

2.如图某校的翻转电脑桌。打开盖板，盖板内置的显示屏会立起；下翻盖板，整个盖板与桌面齐平。使用时小明发现盖板立起后只有一个固定的角度，且每次手动打开和关闭盖板较为繁琐，于是想设计一个自动开盖装置。请你帮助小明设计该装置，要求如下：

①采用电机驱动，已知盖板为较厚木板；

②电机正转，盖板上翻；电机反转，盖板下翻；

③盖板角度能在0°到120°内任意固定；

④结构简单，操作方便，具备一定强度。

请完成以下任务：

(1)构思该装置机械部分的方案时，可以不考虑的因素是(单选)________；

A.盖板的质量 B.桌子的高度

C.电机轴的形状 D.电机和盖板的距离

(2)若通过按键控制盖板转动，则盖板转动速度要适中。速度太慢，等待时间较长；速度过快，不容易让盖板转到合适角度。这实现了人机关系的(单选)________；

A.舒适目标B.高效目标C.安全目标

(3)画出该装置机械部分的设计草图，必要时用文字说明；

(4)在设计草图上标注主要尺寸。

(5)小明制作好模型后，想对该装置进行技术试验，以下技术试验最不需要的是(单选)________。

A.打开电机，观察盖板能否在90°和120°角度固定

B.关闭电机，用测力计不断对盖板施加水平方向的外力，记录盖板和显示屏不被破坏的最大外力

C.打开电机，让盖板关闭，观察关闭后盖板是否和桌面齐平

3.(2023·8月A9协作体)小明在擦黑板的时候体会到擦黑板的不容易，于是小明想利用所学的知识设计一个能实现自动擦黑板的装置，让装置能代替人来移动黑板擦.黑板的尺寸如图a所示，黑板擦如图b所示的尺寸为150mm(长)×60mm(宽)×30mm(高)。设计要求如下：

a.开启后，能让黑板擦自动将整块黑板清理一遍；

b.在移动过程中装置运动平稳可靠；

c.装置安装在黑板木质边沿上

d.电机驱动，电机数量不限。

请完成以下任务：

(1)在头脑中构思符合设计要求的多个方案，画出其中最优方案的设计草图(装置安装涉及的黑板边沿可用线条表示，电机可用方框表示)，简要说明方案的工作过程；

(2)在草图上标注主要尺寸；

(3)设计过程中，不合理的做法是(多选)________。

A.明确设计要求后，先设计分析，再收集信息

B.尽量选用标准件

C.绘制完成结构草图后，开始加工制作

D.用模拟试验法，检验装置能否将黑板清理一遍

4.(2023·9月名校协作体)如图a所示是小明家的小型风力发电机示意图，其底部有图b所示2个螺纹孔。小明通过查找资料发现，风力发电机容易在风速过大的地方损坏。于是他打算设计一个装置，调整风力发电机高度。当风速过大时，风力发电机向下移动；当风速正常时，风力发电机向上移动。请你帮助小明设计该装置，具体要求如下：

A.风力发电机离地面的高度能在1.5m到3m之间调节

B.风力发电机能保持在所调节的位置

C.采用减速电机驱动

D.该装置安装在水泥地面上，具有一定的强度和稳定性

E.其余材料自选

请完成以下任务：

(1)画出该装置机械部分的设计草图(电机可用方框表示，必要时可用文字说明)；

(2)在设计草图上标注主要尺寸；

(3)小明准备在装置安装后进行以下技术试验，其中不合理的是(单选)________。

A.让电机正反转，观察装置能否带动风力发电机升降

B.将风力发电机升到最高位置后，观察风力过大时，装置能否带动风力发电机下降

C.将风力发电机降到最低位置后，逐渐提高风速，测试装置的抗风性能

5.(2023·10月江浙高中发展共同体)小明发现为了确保安全行车，在学校、医院等路段均设有大量减