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專題五 結構與設計
試卷Ⅰ
一、選擇題（本大題有20小題。請選出各題中一個最符合題意的選項，并用鉛筆在答卷Ⅰ上將該選項所對應的字母涂黑。不選、多選 、錯選，不得分。）
1. 晾衣架通常由曲臂、撐桿和掛鉤組成，如圖所示。當衣物對稱掛在衣架曲臂上時，晾衣架的撐桿受到什么力？
A.拉力 B.壓力 C.彎曲力 D.扭轉(zhuǎn)力
簡析：B.從撐桿的名稱就可知道它受的是壓力。也可這樣判斷，如果撐桿斷裂，斷口處的兩部分是相互交錯的，故為壓力。
2. 如圖所示是農(nóng)民從水井里打水的情景，轆轤套在固定的木軸上，井繩繞在轆轤上，搖動把手使轆轤轉(zhuǎn)動從而帶動水桶上升，轆轤受到的力主要是
A.拉力 B.剪切力 C.扭轉(zhuǎn)力（扭矩） D.彎曲力（彎矩）
簡析： C.扭轉(zhuǎn)力是反方向向物體兩端均勻施力，使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力。
3. 臺虎鉗是金工加工的重要工具之一，在轉(zhuǎn)動絲杠手柄用力夾緊工件時，手柄受的力是（ ）。
A.拉力 B.剪切力 C.扭轉(zhuǎn)力（扭矩） D.彎曲力
簡析：D.由于手柄的一端受到絲杠的限定，在另一端用力時，會產(chǎn)生彎曲效果。
4. 有一立柱需承受來自正上方180N的壓力。已知柱子材料的容許應力為0.50 Mpa，則柱子最細處的截面積不宜小于（ ）
A.2cm2 B. 3cm2 C. 4cm2 D. 6cm2
簡析： C.柱子在壓力作用下，內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，在截面最小處應力最大易破壞，是危險截面，故應計算該處的應力。柱子不斷裂的條件是：計算應力小于容許應力。此題中計算得出的最小截面為3.6 cm2，故宜選擇4 cm2.
5. 摩托車事故中駕乘人員死亡的70％以上都是沒有戴頭盔或者是頭盔質(zhì)量不合格造成頭部受傷所致。質(zhì)量合格的安全頭盔能有效保護人的頭部，是因為（ ）
A、合格頭盔制作優(yōu)良，戴在頭部空隙小，與頭部形成一個整體，是一個堅固的實體結構。
B、合格頭盔的密封性好，里面的空氣能起到緩沖撞擊的作用。
C、合格頭盔是一個良好的殼體結構，堅硬的殼體能有效保護頭部。
D、合格頭盔視野清晰，可以幫助車主避免交通事故的發(fā)生。
簡析：C.殼體結構能有效抵抗沖擊，使所受的力迅速分布到其表面，避免局部應力過大。
6.下列物體的主體結構是殼體結構的是（ ）
簡析：A. 潛艇主要作用是水下突擊，由于這種特殊作用，潛艇外形有2大指標：①雷達反射截面盡量小；②水下速度盡量快。由于水下阻力大，潛艇只有設計為流線型才能盡量減小阻力來提高速度。
7.下列物體結構屬于組合結構的是（ ）
簡析：D.自行車由若干基本結構類型組合而成，其中承重部分是框架結構，擋泥板是殼體結構，腳踏與鏈輪是傳動結構（機械結構）等。
8. 圖中的四個動作，哪個穩(wěn)定程度是最低的？（ ）
簡析：D.支撐面積最小。
9.仔細觀察各圖，由于結構的穩(wěn)定性不足導致的是（ ）
簡析：B.其余為強度問題。
10. 使用A字形（人字）梯，往往在梯子中間用一根拉桿或繩子固定，其主要目的是（ ）
A．增加梯子強度 B．減小人對梯子的壓力
C．增加梯子的穩(wěn)定性 D．促使梯子美觀
簡析：C.通過拉桿保持梯子的支撐面大小不發(fā)生變化，以此保持梯子的穩(wěn)定。
11. 如圖是一個材料彎曲測試示意圖，通過逐漸增加重物，觀測材料彎曲的角度。你認為這一試驗應該記錄、分析的數(shù)據(jù)是( )
A．角度、重物的質(zhì)量　　　　　　B．角度、虎鉗的夾力
C．重物質(zhì)量、虎鉗的夾力 　　 D．重物質(zhì)量、虎鉗的夾力
簡析：A.不能認為虎鉗的夾力跟材料彎曲相關。
12. 現(xiàn)對某同型號同規(guī)格但產(chǎn)地不同的工字型鋼材進行測試，采用懸掛重物的方式進行，測試方案如圖。被測鋼材和兩固定桿均采用鋼連接，且各測試工字型鋼的長度、懸掛點、懸掛重物的重量均相同。測試結果，甲乙丙三地的鋼材，彎曲距離分別為2、5、7mm.以下判斷不正確的是（ ）
A.這一測試是性能測試
B.若將被測鋼材兩端的固定高度同時升高20cm，不會影響測試結果
C.若將懸掛點的位置向左移30cm，測試結果與原先相同
D.若某工業(yè)廠房建設中需采用工字型鋼作梁，應優(yōu)先選用丙地的工字型鋼材
簡析：C.改變懸掛點位置，鋼材的受力不再對稱，測試的結果與原先不同。由于丙地鋼材彎曲程度最大，即抗彎能力較差，不應優(yōu)先考慮選用。
13. 如圖為一位同學設計的“紙張承重試驗”，在圖 (a)中，紙張承受不了重物的壓力而下陷；在圖 (b)中，紙張能夠承受重物的壓力。兩個圖中采用的是同樣的紙張，這個試驗說明（ ）
　
A. 橋梁不能造成平板狀
B. 相同材料、不同形狀截面的構件能承受力的程度不一樣
C. 相同材料的紙張，其承重能力取決于紙張所采用部分的寬窄
D. 把圖 (a)中的紙張折成瓦楞狀，瓦楞方向與L垂直，則承重能力能大大提高。
簡析：B.圖b中，紙張經(jīng)過折邊，改變了截面形狀，提高了承受能力。至于選項D，在瓦楞方向與L一致時才起作用。
14. 張紅同學制作的便攜式小凳，凳面采用中空的盒式結構，在評估的過程中又聽取了大家的意見，將凳腳板由原來的形狀(如圖甲)增開了缺口得了一個“肩”(如圖乙)。這是考慮到( )
A．使外觀更加美觀 　　　 　 B．使結構強度得到增強
Ｃ．使質(zhì)量進一步減小 　　　 D．使成本進一步降低
簡析：B. 在凳面受到壓力的時候，小凳的上板和下板都能得到“肩”形結構的支撐。
15. 普通的閱讀燈結構與左圖相象，但設計師改進設計了一款專供床上閱讀使用的枕頭燈，該設計說明（ ）
A．改進是為了增加使用壽命
B. 改進后的產(chǎn)品是為了提高亮度
C. 結構的改變導致其使用功能的變化
D. 改進是為了改變產(chǎn)品的能耗
簡析：C.改變功能使之適應不同環(huán)境的需要。
16.這是一個壁掛式書架，下述措施中能改變其功能的是（ ）
A.將材料由木材改為玻璃
B.在書架下方增加承托構件
C.用隔板將書架分隔出更多更小的空間
D.改變書架的顏色
簡析：C.分隔后可以放更多日常用件，如小型工具、各種裝飾的小玩藝，甚至CD等。
17. 小明設計了一個放置CD盤的CD架，并制作了如圖所示的原型。其中“支板”、“人物造型”均使用木質(zhì)材料，各構件之間采用乳膠連接。使用中發(fā)現(xiàn)：支板上所放CD盤達到一定數(shù)量時，“人物造型”會被壓倒、壓斷, 以下針對這一問題的改進措施無效的是（）
A．加大人物造型與支板之間的接觸面
B．將人物造型改用鐵質(zhì)材料
C．將人物造型做得更瘦更高
D．人物造型與支板之間改用釘接、鉚接或其他更牢固的連接方式
簡析:D.壓倒是穩(wěn)定性不足，壓斷是強度不足。A選項只能解決穩(wěn)定性問題； B選項只能解決強度問題。C選項穩(wěn)定性、強度更差。只有D選項即能解決強度、穩(wěn)定性不足的問題。
18. 李琳準備設計一盞適合高中生使用的臺燈，在對臺燈進行設計分析時，下列不需要考慮的是（ ）
A.燈泡的生產(chǎn)過程 B.底座的大小
C.燈罩的材料 D.支撐架的強度
簡析：A.可以考慮選用哪種類型的燈泡，如外觀、功率、是否節(jié)能等，但不用關心生產(chǎn)過程。
19.某班同學進行了筆筒的設計與制作，這是其中的四個作品。A與D的材料是彩紙，B和C的材料是三夾板。可以判斷，作品（ ）的強度最大。
簡析：C.比較B和D，作品B的支撐桿過細易折。
20. 這是一款美麗的月亮燈。對這款燈具的評價，以下正確的是（ ）
A. 燈管用普通日光燈管就行
B. 燈的底座受到剪切力作用
C. 整個燈的重心在圓弧的圓心處
D. 彎月一樣的造型給人以浪漫的感受
簡析：D.將普通日光燈管彎成這樣是不適宜的，實際采用的是發(fā)光二極管組合。底座受壓力，重心必然落在底座內(nèi)。
試卷Ⅱ
請將本卷答案用藍、黑墨水鋼筆或圓珠筆寫在答卷Ⅱ上。
二、分析評價題（本大題共2題）
21.小明在為班級選購書報架時看中了兩款商品，如圖所示。
（1）為了檢驗兩款書架的穩(wěn)定程度，不宜采用的方法是（ ）
A.用手搖晃看書架是否易傾倒
B.在書架的最高層放上書報，看書架是否容易翻倒
C.想辦法測出兩書報架的重心位置
D.向營銷人員了解兩款書報架的結構特點
（2）如果考慮到班級中書報、雜志數(shù)量較大，選用商品 更佳。
簡析：（1）C.就算測出書架空置時的重心位置也沒有多大意義。
（2）B.可看出書架B容量更大。
22.折疊床是方便、實用的家庭生活用品。如圖是一款長度為2米、寬度為0．8米的對折床(床板正面及背面如圖)，長期使用后床體中部發(fā)生了變形下陷，紙質(zhì)床面板損壞，床面形成明顯的凹坑，睡覺時極不舒服。
(1)從結構角度分析，折疊床設計存在的不足是 (填序號)
①床面板為較薄紙板，承重不足 ②折疊床太高③主要承重部位----床面中部，鋼管間距偏大④床腳形成的支撐面太小⑤長度方向上所使用的軟鐵條不能有效承重
(2)由圓鋼組成的主床架和橫向支承尚堅固，針對上述設計不足從以下方法中找出兩種較好的加固措施 (填序號)
①在折疊床中部、床板寬度方向的相鄰端加焊橫向的圓鋼 ②床面板用紙板材料更新 ③床面板更換成較厚的木板 ④在床面上繃尼龍繩網(wǎng) ⑤在床板正中焊接一固定支腿
(3)若加固過程中有如下環(huán)節(jié)：①選購床面板材料②測量床面尺寸③在木板上畫線④床面板拼接固定⑤鋸割床面板。合理的時序是
A．①②③④⑤ B．②①③④⑤ c．②①③⑤④ D．②①⑤③④
簡析：（1）①③⑤.變形下陷、床面板損壞是強度問題。針對強度找不足，有①，從穩(wěn)定性看有 ②④；
（2）①③.可增加強度；
（3）C.
三、技術應用題（共14分）
23. 為了整治學校周邊環(huán)境，要在學校門口豎立一塊長3米，寬1.5米的告示牌，請你選用下列材料，從設計的創(chuàng)新性、實用性、經(jīng)濟性、穩(wěn)固性、美觀性的角度，為學校設計一塊告示牌。
　　要求：①、畫出告示牌的草圖，并標注尺寸。
　　 ②、說明告示牌結構各部分所選用的材料、規(guī)格。
　　 ③、計算出告示牌的材料造價。
　　各種材料目前市場參考價格：
材料 木板 鍍鋅鐵板 玻璃 塑料板 高密度復合板
單價（元 / 米 2 ） 50 元 35 元 27 元 45 元 25
材料 木條 鐵條（ L 型） 鐵管
規(guī)格（毫米） 60 × 60 50 × 50 30 × 30 40 × 40 30 × 30 20 × 20 Φ 60 Φ 30 Φ 20
單價（元 / 米） 25 元 22 元 15 元 12 元 9 元 6 元 30 元 27 元 8 元
參考：①（能從設計的創(chuàng)新性、實用性、經(jīng)濟性、穩(wěn)固性、美觀性的角度畫出草圖得8分）
　　
②告示牌的外框和支架部分選用40×40mm2的L型鐵條，內(nèi)框銜架選用30×30 mm2的L型鐵條。告示牌板面選用鍍鋅鐵板。（內(nèi)框銜架必須有加強條，但不能過多或過少，得3分）
③材料造價：L型鐵條(3×2+2.5×2+1.8×2+0.7×2+)m×12元/m =192元
　　 （3+1.5×2）m×9元/m =54元
　　 鍍鋅鐵板1.5×3m2×35元/m2 =157元
　　告示牌的材料造價一共503元。（計算出材料造價得3分）
便攜式小凳
甲
乙

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