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5. 桥梁里的框架 课时培优练习 粤教版（2017） 五年级下册科学
一、单选题
1．屋顶或墙体的钢架结构是(　　).
A．三角形 B．四边形 C．五边形
2．下列不同的桥面，在设计时没有考虑汽车通行需求的是(　　)
A． B．
C． D．
3．在设计桥梁时，桥洞一般会设计为 。（　　）
A．三角形 B．拱形 C．正方形
4．用竹棒和皮筋扎成下列形状，其中最不容易变形的是（　　）。
A． B． C．
5．通讯信号一般采用（　　）结构
A．框架 B．实心 C．拱形
6．如图，两位同学在体验“钢缆”的拉力，先让吊“桥”的绳子下垂多些然后再把绳子尽量拉平直，用力的大小变化是(　　)。
A．从小变大 B．从大变小 C．基本不变
7．下列是关于三角形受力分解情况的分析，正确的是（　　）。
A． B． C．
8．如果要造一座跨度500米的大桥，一般采用的结构是（　　）。
A．拱桥 B．石板桥 C．钢索桥
9．为了能增强抗弯曲能力，横梁通常的放置方法是（　　）
A．平着 B．立着 C．平、立随意 D．以上都对
10．如图所示，用木条做一个五边形框架，要使它不易变形，加固时最少加斜杆(　　)。
A．1根 B．2根 C．3根
二、填空题
11．如果用小木棒搭一个既牢固又不易变形的立体框架，那至少需要　 　根小木棒。
12．四边形框架具有不稳定性，可以通过增加　 　提高稳定性。加固一个正方体框架至少需要　 　根斜杆。
13．电信公司为手机用户搭建的通讯塔是　 　结构。
14．从桥的结构来看，除了拱桥外，你还知道　 　、　 　等。
15．桥按结构可分为梁桥、　 　、悬索桥和　 　。
三、综合题
16．研学旅行能拓展学生视野，夯实科学知识的好机会。请与小科同学一起解决去年暑期研学旅行中遇到的有关问题：
（1）在集中的公园里，小科看到种植不久的广玉兰、子等植物，这两种植物属于木本植物的是　 　。在小动物园里，他看到了孔雀，孔雀　 　脊椎动物（填“是”或“不是”）。
（2）上山时，小科看见了一座古老的石拱桥，小科站在桥上发现，石拱桥会受到小科自己给它的压力，那是小科的　 　（填“推力”、“拉力”或“重力”），石拱桥会把受到的力向下和向外传递给相邻的部分。因而，石拱桥能承压多年而不倒。
（3）在上顶上，小科看到了工程队正在给准备修建的观光塔台制造模型，一般情况下，塔台要稳定性好，必须建成　 　框架结构（填“三角形”或“四边形”），他看到一名工人正往塔台模型上放重物以检验塔台的承重能力，这一过程叫做　 　塔台模型。
（4）小科在休息区见到一垃圾桶的结构如图所示，用脚在A处往下踩，垃圾桶的盖子会打开，此时ABC和DEF都是杠杆。这两个杠杆的阻力点分别是（　　）。
A．C和D B．B和F C．B和D D．C和F
（5）小科在回家的途中遭受了“隔离”，原因是部分地区新冠疫情还很严重。如图是新型冠状病毒图，科学家对其进行观察的仪器是（　　）
A．放大镜 B．光学显微镜
C．电子显微镜 D．扫描隧道显微镜
小明将一张卡纸(长30厘米、宽21厘米)对折1次，做成“一“形桥面模型，如下图所示。测得该桥面模型最多能承受15个垫圈。
17．卡纸对折后，桥面模理的长度为30厘米，宽度应该标注为(　　)。
A．21厘米 B．15厘米 C．12.5厘米 D．10.5厘米
18．如上页图所示，如果将桥墩之间的跨度缩短到15厘米，其他条件不变那么该桥面模型承受的垫圈数量(　　)。
A．比原来多 B．比原来少 C．保持不变 D．无法判断
19．在桥面模型承重测试中，关于垫圈的使用，下列说法正确的是(　　)。
A．选用轻重不同的垫圈 B．每次最好放十个垫圈
C．垫圈要尽量靠近桥墩 D．放垫圈时要小心轻放
20．在保持桥墩位置不变的情况下，除了将卡纸对折之外，还有什么办法能增加桥面的承重能力？请写出其中一种办法。
21．根据所学知识回答问题
（1）如图为建筑用脚手架主要采用了　 　结构，请试着解释脚手架中斜杆的主要作用　 　。
（2）搭建建筑用脚手架时主要采用圆形钢管，请分析它的优点。
四、实验探究题
22．请你根据自己学过的力学知识，设计一个较为结实的拱桥，并画出设计草图。
23．（四）桥的研究
我国石拱桥有着悠久的历史，早在东汉中期就已经开始修建石拱桥。石拱桥的主要优点是：能充分做到就地取材，耐久性好，外形美观，桥下行船容易。
（1）上图的赵州桥是一座　 　。（选填字母序号∶A.斜拉桥 B.悬索桥 C.石拱桥）这座桥的拱形结构可以向　 　和向　 　传递承受的压力。
（2）石拱桥用雕凿成楔形的一块块石块（拱石）拼砌而成，桥洞呈半圆形或弧形，拱石间的所有缝隙都对准拱的中心（圆弧的中心）。中间这块拱石叫龙门石，龙门石比其他拱石厚。在拱石受压时，必然会将力传递给　 　的拱石，各部分拱石彼此挤推，彼此支撑，全部的拱推力，最后都集中在了　 　上，每一块拱石受到的只是压力，而这正是石料最能胜任的，所以没有断裂之忧虑。
（3）生活中　 　、　 　等都有和拱形相似的结构，可以承受很大的压力。人体中也有结构精妙的类似拱形的结构例如　 　、　 　。
24．如图是法国巴黎著名的埃菲尔铁塔。
（1）塔身是钢材做的骨架式结构，我们把它叫做结构。这种结构很牢固，它的小格子基本上是　 　形的。
（2）底部是由4个　 　形组成的，这种形状承重时，可以把力传递给相邻的部分。
（3）埃菲尔铁塔不容易倒塌的原因是　 　、　 　、　 　等。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【分析】 屋顶或墙体的钢架结构是三角形，三角形具有稳定性。
2．【答案】B
【解析】【分析】桥帮助我们跨越江河、峡谷、道路和其他障碍，是我们生活中常见的建筑。按照桥的不同结构，桥梁可以分为很多的类型，除了浮桥外，还有梁桥、拱桥、拉索桥等。在设计时没有考虑汽车通行需求的是B拱桥，坡度太大，不适合汽车通行。
3．【答案】B
【解析】【分析】 在设计桥梁时，桥洞一般会设计拱形，因为拱形可以将外力向外向旁边分散开来，因而可以承受较大的压力。
4．【答案】A
【解析】【解答】三角形框架最不容易变形。
【分析】三角形是最稳定的框架结构。
5．【答案】A
【解析】【分析】 通讯信号一般采用框架结构，建的相对而言较高。
6．【答案】A
【解析】【分析】物体受外力的作用而产生的形变与所受的外力成正比。
7．【答案】C
【解析】【解答】本题考查三角形受力分解的情况，由题意可知，此时三角形底部的横杆起到拉的作用。
【分析】三角形是最稳定的结构，因此常在框架结构中增加三角形以使结构更稳定。
8．【答案】C
【解析】【解答】如果要造一座跨度500米的大桥，一般采用的结构是钢索桥，C选项符合题意，
故答案为：C。
【分析】500米跨度的大桥适合的结构是钢索桥，因为钢索结构连接性更好，可以承受较大的跨度。
9．【答案】B
【解析】【分析】在建房的时候，承重的主要构件是柱子和横梁，其中容易弯曲的是横梁，所以我们为了增加它的抗弯曲能力，通常放置它的方式是立着放，通过增加厚度来提高它的抗弯曲能力。
10．【答案】B
【解析】【解答】我们知道，三角形是最稳固的结构，要使五边 形不易变形，至少在中间加两个斜杆，使五边形变成两个三角形。B符合题意。
故答案为：B。
【分析】要使五边形结构变得牢固，就要使五边形中含有三角形结构。三角形具有稳定性，在我们身边应用很多。
11．【答案】18
【解析】【解答】如果用小木棒搭一个既牢固又不易变形的立体框架，那至少需要18根小木棍，因为需要增加三角形的数目来增大框架的稳定性。
【分析】三角形是最稳定的结构。
12．【答案】斜杆；4
【解析】【解答】四边形框架具有不稳定性，可以通过增加斜杆提高稳定性。加固一个正方体框架至少需要4根斜杆。利用了三角形具有稳定性。
【分析】生活中这种运用比比皆是。埃及金字塔、钢轨、三角形框架、起重机、三角形吊臂、屋顶、三角形钢架、钢架桥和埃菲尔铁塔都以三角形形状建造。
13．【答案】框架
【解析】【分析】 通讯塔由塔体、平台、避雷针、爬梯、天线支撑等钢构件组成，并经热镀锌防腐处理，主要用于微波、超短波、无线网络信号的传输与发射等。
14．【答案】梁桥；钢索桥
【解析】【解答】桥根据建造桥的材料分，有石桥、木桥、钢铁桥、混泥土桥等；根据桥梁的结构分，有拱桥、钢索桥、梁桥等。
【分析】梁桥以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单，制造、架设和维修均较方便，广泛用于中、小跨度桥梁，但在材料利用上不够经济。桁架梁的杆件承受轴向力，材料能充分利用，自重较轻，跨越能力大，多用于建造大跨度桥梁。按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。
15．【答案】拱桥；桁架桥
【解析】【解答】桥按结构可分为梁桥、拱桥、悬索桥和桁架桥。
【分析】本题考查的是对桥梁结构的分类。不同的环境需要的桥的结构是不同的。
16．【答案】（1）广玉兰；是
（2）重力
（3）三角形；测试
（4）D
（5）C
【解析】【分析】（1）像蟋蟀草那样具有比较疏松、柔软、支持力弱的茎的植物，称为草本植物；像桃树那样具有比较紧密、坚硬、支持力强的茎的植物，称为木本植物。 广玉兰符合木本植物的特征，是木本植物；竹子符合草本植物的特征，是草本植物。脊椎动物是指有脊椎骨的动物，孔雀是脊椎动物。
（2）石拱桥受到小科给它的压力，这个压力来源于小科的重力。
（3）三角形框架结构稳定性更强。工人往塔台模型上放重物以检验塔台的承重能力，这一过程是检验过程，也叫做测试过程。
（4）杠杆包括支点、动力点、阻力点、动力臂和阻力臂。读图可以判断，ABC这个杠杆中，用力点是A，阻力点是C，支点是B。DEF这个杠杆中，用力点是E，阻力点是F，支点是D。
（5）显微镜是用来观察微小的物体。根据对观察工具的认识，病毒的体型微小，需要借助电子显微镜才能看清楚。
【答案】17．D
18．A
19．D
20．将卡纸折成"W”形(合理即可)
【解析】【分析】
探究平桥的承受能力时，要注意保证实验的准确性。
17．卡纸长度为30厘米，桥的跨度为25厘米，那么桥墩每个宽2.5厘米，卡纸对折后长度变为15厘米，放在桥墩后，标注长度应该为10.5厘米。
18．缩短桥的跨度，桥的承受力会增加，能够承受的垫圈数量会增加。
19．在实验时，放垫圈的时候要小心轻放，选用相同的垫圈，每次放一个，尽量靠近桥中心。
20．拱形能够增加桥的抗弯曲能力，可以将桥折成带有拱形形状的，如W型。
21．【答案】（1）框架；起到拉和顶的作用，使整个脚手架更加稳固
（2）圆形钢管与其他形状的钢管相比，抗弯曲能力更强并且省材、轻便。
【解析】【解答】图中的建筑主要运用了框架结构；脚手架中斜杆的主要作用是：起到拉和顶的作用，使整个脚手架更加稳固
圆形钢管的主要优点是圆形钢管与其他形状的钢管相比，抗弯曲能力更强并且省材、轻便。
【分析】框架结构：像铁塔这样骨架式的构造叫做框架结构。框架结构中的斜杠，起着推或拉的作用，从而不易变形；圆形结构可以将受到的力均匀分散，所以可以增大抗弯曲能力，而且圆形钢管是空心的，可以做到省材又轻便。
22．【答案】略
【解析】【分析】考查拱桥的结构。拱形承载重量的特点：拱形承载重物时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形会产生一个向外推的力，抵住这个力，拱就能承载很大的重量。
23．【答案】（1）C；下；外
（2）相邻；拱脚
（3）圆顶形；球形；肋骨；足骨
【解析】【分析】(1)根据对我国著名桥梁的认识，赵州桥是一座石拱桥。拱形承载重量时，能把压力向下向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压，结合得更加紧密，所以这座桥的拱形结构可以向下和向外传递承受的压力。
(2)石拱桥用雕凿成楔形的一块块石块（拱石）拼砌而成，桥洞呈半圆形或弧形，拱石间的所有缝隙都对准拱的中心（圆弧的中心）。中间这块拱石叫龙门石，龙门石比其它拱石厚。在拱石受压时，必然会将力传递给相邻的拱石，各部分拱石彼此挤推，彼此支撑，全部的拱推力，最后都集中在了拱脚上，每一块拱石受到的只是压力，而这正是石料最能胜任的，所以没有断裂之忧虑。
(3)圆顶形可以看成拱形的组合。它有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外推的力。球形在各个方向上都可以看成拱形，这使得它比任何形状都要坚固。生活中园顶形、球形等都有和拱形相似的结构，可以承受很大的压力。人体中也有结构精妙的类似拱形的结构，例如肋骨、足骨。
24．【答案】（1）三角形
（2）拱
（3）三角形结构；塔形框架；拱形结构
【解析】【分析】（1）在建筑上增加三角形框架的使用，可以增加建筑的稳定性和承重能力。
（2）埃菲尔铁塔的底部是拱形，可以将力传递给相邻的部分。
（3） 埃菲尔铁塔不容易倒塌的原因是塔形结构、三角形框架、拱形结构的使用。

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