第5章 建筑结构与工程 章末复习 拔高竞优卷-2025-2026学年科学八年级上册浙教版

【浙教版】科学八上第5章 建筑结构与工程 章末复习 拔高竞优卷 一、选择题（每题3分，共45分） 1．下列关于三角形结构的说法，错误的是（　　） A．三角形结构具有稳定性 B．三角形结构在受到外力时，会把力均匀地分散到各个顶点 C．三角形结构比四边形结构更容易变形 D．自行车的车架利用了三角形的稳定性 2．下列建筑的主体结构类型不同于其他三个的是 (　　) A．桁架桥 B．北京鸟巢 C．水库大坝 D．埃菲尔铁塔 3．桥梁的承重力是指桥梁在设计条件下能够安全承受的最大荷载，包括自身重量、车辆荷载、风载等静态与动态作用力。下列因素中，直接决定桥梁构件的受力极限、对桥梁的承重力起关键作用的是（　　） A．材料的抗压、抗拉强度，如钢材的屈服强度或混凝土的抗压强度等 B．如析架、拱形、悬索等不同的力学结构类型 C．桥墩与地基的承载能力 D．焊接、浇筑的工艺精度、施工质量 4．以下对纸桥抗弯能力的测试方式中，不合理的是(　　) A． B． C． D． 5．结构能够承受一定的力，能够通过形变来抵抗力的作用。每个结构都需要承受一定大小的力的作用。下列说法中，正确的是（　　） A．用相同的材料制作的不同形状的结构，能够承受力的大小相同 B．用不同的材料制作的形状相同的结构，能够承受力的大小相同 C．由于自身重力的原因，将钢材竖直放置时长度会一定程度缩短 D．横梁水平放置时承受竖直方向的力，横梁的下侧产生压缩形变 6．小陈在“桥梁模型的制作与探究”的工程实践活动中，选用了如图所示的模型材料，这些材料最适合制作的桥梁模型是（　　） A．斜拉桥模型 B．拱桥模型 C．桁架桥模型 D．悬索桥模型 7．世界上任何事物都存在结构，不同材料构成的结构其强度各不相同。下列材料最适合用于建造桥梁的支撑结构的是（　　） A．木材 B．塑料 C．钢材 D．玻璃 8．如图所示为常见的梁式桥结构示意图。下列有关梁式桥结构的认识，错误的是（　　） A．梁式桥一般都由主梁、桥墩、桥台、基座等组成 B．采用桁架梁作为主要承重结构的桁架桥不属于梁式桥 C．桥墩和桥台都能够把主梁产生的向下的力传给下面的基座 D．结构简单的梁式桥，可把主梁直接架在两端的桥台上 9．我们常见的桥梁、屋顶桁架等建筑，其主要结构类型是（　　） A．实心结构 B．框架结构 C．壳体结构 D．混合结构 10．如图所示为拱桥在拱顶受到竖直向下的压力时，拱的内部传递压力以及对基座作用力的示意图，其中正确的是 (　　) A． B． C． D． 11．房屋、桥梁、塔等各种建筑都有结构。关于结构一词，下列说法中不正确的是（　　） A．结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列 B．结构存在于人类创造的各种事物中，而自然界中并不存在 C．不同的事物往往具有不同的结构 D．不同的结构具有不同的功能 12．如图所示为一座桥梁的施工方案示意图。下列分析中，不正确的是 （　　） A．构件M 和构件 N均应具备良好的抗压性能 B．各主要构件都应该具备足够大的横截面积 C．设计中计算应力时应考虑各种可能的荷载 D．施工中擅自加长桥面可能对桥梁产生不利影响 13．通常情况下，关于悬索桥结构受力变形形式的分析，下列说法中不正确的是(　　) A．悬索的主要受力变形形式是受弯曲 B．桥墩的主要受力变形形式是受压 C．桥面的主要受力变形形式是受弯曲 D．悬索的主要受力变形形式是受拉 14．如图所示为四种木质桥梁设计模型，下列说法中，正确的是(　　) A．方案④的结构强度比方案②高 B．方案②的结构强度比方案④高 C．方案①②中的桥板底部用支撑杆加固，不会发生弯曲形变 D．方案③④桥板的主要受力形式是受拉 15．小明家附近要建一个水库，他构思了四种混凝土拦水坝方案，方案中圆圈的大小表示钢筋的粗细，虚线表示水。混凝土抗压强度远大于抗拉强度，钢筋抗拉强度大于抗压强度。从结构强度的角度分析，下列方案中，合理的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题（每空3分，共50分） 16．结构是指组成事物的各个部分之间的　 　和　 　。结构普遍存在于自然界和人类创造的各种事物中，不同的事物往往具有不同的结构，不同的结构具有不同的　 　。 17．建筑工程能够很好地体现　 　的关系。建筑结构的分类多种多样。依据受力情况，建筑结构一般可以分为　 　、　 　和　 　等。 18．建筑结构受力与形变。 （1）建筑构件受力时发生形变的类型：　 　、　 　、　 　等。 （2）构件形变的作用：构件通过　 　来抵抗力的作用。三种典型构件受力与形变的特点。 横梁 横梁呈水平放置，承受竖直方向的力的作用时，发生的形变是弯曲，横梁弯曲时有些部位被压缩，有些部位被拉伸 三角形桁架 三角形桁架结构是由杆件连接成三角形的一种空间结构。三角形桁架受力时，构成三角形三条边的杆件有的被压缩，有的被拉伸 弧形拱 弧形拱构件的顶部受到向下的压力时，拱的各个部分都被压缩 19．国家大剧院如图所示，它的整个壳体钢结构重达6475吨，东西向 长轴跨度212.2米，是目前世界上最大的穹顶。 为什么能建起如此宏伟的建筑，秘密就在于其 外形结构：壳体结构。从外观看，蛋壳、蚌壳这 些壳体结构有的像半球形，有的成拱形，有的像 圆球形，有的像不规则但非常美丽的弧形。尽 管它们形态各异，却有着共同的力学特征：壳体 结构在受到外力作用时，能够把力均匀分散在 壳体的各个部分，使壳体单位面积上受到的力 并不大，更为重要的是，在壳体上不存在作用力集中于一个地方的情况。 （1）下列著名建筑中没有利用壳体结构的是（　　） A．悉尼歌剧院 B．金字塔 C．赵州桥 D．北京大兴 国际机场 （2）鸡蛋握在手中不易损坏是因为____ . A．鸡蛋壳很厚 B．鸡蛋壳的硬度很大 C．鸡蛋壳内部是空心的 D．鸡蛋壳属于壳体结构 （3）站立在地面上，人的脚能够承载较大的重 量，主要是因为____ o A．脚骨骼的数量多 B．脚部的肌肉发达 C．脚骨骼组成拱形结构 D．脚骨骼比钢铁还要坚硬 （4）下列对壳体结构受力示意图分析正确的是(　　) A． B． C． D． 20．影响结构强度和稳定性的因素有：材料的　 　、结构的　 　、构件的　 　和连接方式等。 三、实验与探究题（共4题，共42分） 21．阅读下面的资料，回答问题。 资料一：泸定桥(又名大渡桥)，是我国四川省的一座跨大渡河铁索桥，建造于康熙年间，历史悠久，如图所示。铁索桥全长103.67m，由13根铁索组成。13根铁索横跨整座大桥，每根铁链都有碗口般大小，这些铁链总共由12164个铁环连接而成，每一根铁索上都需要900多个铁环，总重量一共达到了惊人的40t。桥上的铁链都被固定在河的两边，河岸上有专门的铁链和固定使用的石堆。即使是在水位暴涨的雨季，泸定桥上的铁链也不会被泡在水里。所以铁链所面对的自然侵蚀，就只有风吹日晒了。有人问：“这桥为什么这么耐用?直到今天还能够使用，上面的铁链难道不会生锈吗?” 资料二：根据有关部门所发布的数据，2023年，印度钢铁产量是1.4亿吨，日本的钢铁产量是8700万吨，我国的钢铁产量达到了惊人的10.2亿吨。但全世界每年生产的钢铁近三分之一会由于生锈而损失。 请从科学、技术和工程三个不同的角度提出三个相关问题。 （1）科学角度，你的问题是　 　? （2）技术角度，你的问题是　 　? （3）工程角度，你的问题是　 　? 22．如图所示为某校学生设计制作的桥梁模型，现要求测试该模型的稳定性和强度，提供不同质量的砝码若干，请设计简易试验方案，并回答下列问题： （1）进行模型的稳定性试验，确定模型不发生翻转时所能承受的最大载荷(在给定的示意图上表示试验方法，用文字说明主要步骤)。 （2）如果要提高模型的稳定性，可以采取的措施是____(多选，填字母)。 A．缩短桥梁两端伸出部分的长度 B．增大桥梁两端伸出部分的长度 C．两端增加桥墩 D．减小桥面宽度 （3）如果要提高模型中部的强度，可以采取的措施是____(多选，填字母)。 A．增加桥面木板的厚度 B．增大桥墩之间的距离 C．降低桥的高度 D．选用高强度的材料 23．桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”。如图甲所示，钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量。某同学通过分析桥梁结构作出如下两个猜想：①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关；②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱的间距s有关，于是进行了如下实验。 他将两个砖块作为支撑柱，把一块塑料板平铺放在两个支撑柱上作为钢梁，在塑料板中央施加一定的压力，用刻度尺测得此时塑料板的下垂量为h。 （1）图乙是该同学探究“钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时画出的下垂量h与所受压力F关系的图像。根据图像可知，当压力为5000N时，下垂量是 　 　 cm，根据图像可得结论：　 　 。 （2）为了探究下垂量与支撑柱间距的关系，接下来应进行的操作是 　 　 。若 　 　 ，则说明钢梁的下垂量与支撑柱的间距有关。 24．在科学课上，同学们设计并制作了一个小型桥梁模型，用于探究桥梁的结构稳定性、强度和成本效益。以下是实验过程和相关问题： 实验背景：同学们选择制作一个简单的梁式桥模型，使用木条和胶水作为主要材料。桥梁模型的跨度为40厘米，宽度为5厘米。实验目标是测试桥梁模型的承载能力和稳定性，并分析材料成本。 实验过程： 设计与制作：同学们根据设计图纸制作了桥梁模型，确保结构对称且连接牢固。 材料成本：木条成本为0.5元/根，共使用了8根；胶水成本为2元/瓶，共使用了1瓶。 测试：在桥梁模型的中心位置逐渐增加重量，记录模型能够承受的最大荷载。同时，用风扇模拟风力，观察桥梁的稳定性。 （1）材料成本计算：桥梁模型的总材料成本为木条成本和胶水成本之和。木条成本为0.5元/根，共使用了8根；胶水成本为2元/瓶，共使用了1瓶。因此，桥梁模型的总材料成本为 　 　 元。 （2）荷载测试结果：在测试过程中，桥梁模型在中心位置能够承受的最大荷载为3千克。这说明桥梁模型的强度与 　 　 （填“材料”或“跨度”）密切相关，同时也受到制作工艺的影响。 （3）稳定性测试：当用风扇模拟风力时，桥梁模型在一定风力下能够保持稳定。这说明桥梁的稳定性不仅与结构设计有关，还与 　 　 （填“材料重量”或“材料强度”）有关。 （4）优化建议：根据实验结果，提出至少两条优化桥梁模型的建议，以提高其承载能力和稳定性。请结合材料选择、结构设计等方面进行分析。 四、综合题（共3题，共23分） 25． 如图所示为集桥、岛、隧道于一体的世界最长跨海大桥——港珠澳大桥，它位于我国广东省珠江口伶仃洋海域内。港珠澳大桥桥梁焊接的技术标准高，中铁山桥集团便研发了世界上规模最大、精度最高的机器人焊接系统。它能抵挡里氏8级地震和16级台风。根据上述事实，说明科学、技术与工程的关系。 26．国家游泳中心，又名“水立方”“冰立方”，位于北京市朝阳区北京奥林匹克公园内，“水立方”的墙面与屋顶采用3万多个钢质构件构成的框架，外围包裹着形似水泡的ETFE膜。于2008年1月正式竣工，2020年11月27日，国家游泳中心冬奥会冰壶场馆改造工程通过完工验收，“水立方”变身为“冰立方”。国家游泳中心是2008年北京奥运会的精品场馆和2022年北京冬奥会的经典改造场馆，也是唯一一座由港澳台同胞、海外华侨华人捐资建设的奥运场馆，曾被评为“中国十大新建筑奇迹”。试从“绿色、科技、人文”的角度说明其建筑理念与功能是如何相结合的。 27．港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成，隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示。建造隧道时，先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。若每一节密封长方形沉管的体积为6.3×104m3，总质量为6×107kg（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。请回答： （1）漂浮在海面上的一节密封沉管，受到海水对它的浮力为多大？ （2）要使密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中，则需注入多少千克的海水？ 答案解析部分 1．【答案】C 2．【答案】C 3．【答案】A 4．【答案】D 5．【答案】C 6．【答案】C 7．【答案】C 8．【答案】B 9．【答案】B 10．【答案】A 11．【答案】B 12．【答案】A 13．【答案】A 14．【答案】B 15．【答案】C 16．【答案】有序搭配；空间排列；功能 17．【答案】结构与功能；框架结构；壳体结构；实体结构 18．【答案】（1）拉伸；压缩；弯曲 （2）形变 19．【答案】（1）B （2）D （3）C （4）C 20．【答案】种类；形状；连接方式 (顺序可互换) 21．【答案】（1）为什么铁会生锈 （2）采用什么方法能使桥的铁索不生锈(或如何将铁索架到大渡河两岸? 如何冶炼出质量合格的索桥用的铁材料? 如何将单个铁环连接成铁索?合理即可) （3）每根铁索的长度是多少 22．【答案】（1）将桥梁模型放置在平整的桌面上，如解图所示，在桥梁的右侧最远端逐渐挂砝码，直到桥梁模型发生翻转，桥梁模型的最大荷载为去掉最后一个砝码的质量。 （2）A；C （3）A；D 23．【答案】（1）10；在材料、支撑柱间距等条件一定时，钢塑的下垂量与所受压力成正比 （2）保持压力不变，改变支撑柱的间距；改变支撑柱间距后，下垂量发生变化。 24．【答案】（1）6 （2）材料 （3）材料强度 （4）优化建议如选用强度更高的木条、增加桥梁模型厚度等（合理即可）。 25．【答案】科学、技术与工程相互依赖，相互促进。没有科学和技术的支撑，不可能完成浩大的工程。与此同时，工程实施过程中面临的各项困难和技术难关也对科学和技术提出了更高的要求，推动着科学技术不断发展。可以说，科学和技术进步支持工程的实施，工程的实施也推动着科学和技术不断发展。 26．【答案】“水立方”的外围包裹着形似水泡的ETFE膜，既隔热又透光，既能利用太阳能来提高泳池水温和室温，又能利用自然光线解决白天的照明问题，起到节能的目的；ETFE膜具有防火功能；“水立方”与圆形的国家体育场(“鸟巢”)相互呼应，相得益彰，体现了“天圆地方”的中国传统文化思想. 27．【答案】（1）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力：F浮＝G＝mg＝6×107kg×10N/kg＝6×108N （2）沉管刚好浸没海水中时，排开海水的体积：V排＝V＝6.3×104m3， 受到的浮力：F浮＝ρgV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6.3×104m3＝6.3×108N， 由F浮＝G总＝G管+G水可得，注入海水的重力：G水＝F浮﹣G管＝6.3×108N﹣6×108N＝3×107N， 注入海水的质量：。 4 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $