热点5 超级路桥交通领域（热点专练）（江苏专用）2026年中考物理二轮复习讲练测

热点05 超级路桥交通领域 热点速递 考法破译 限时实战 第一部分 热点事件速递 聚焦时事热点，明晰背景脉络 时讯01 EAST 人造太阳装置实现亿度高温长稳态运行 时讯02 我国新一代可控核聚变装置 CFETR 加速建设 第二部分 热点信息解码 融合热点考点，明确备考方向 考向解码 考法预测 考向01 世界级跨海工程落地 考向02 跨海桥梁技术再突破 第三部分 热点限时训练 活用热点素材，精练解题能力 热●点●事●件●速●递 时讯01 深中通道全面通车，世界级跨海集群工程落地 2025 年 11 月，深中通道正式通车运营，工程集超大跨度跨海桥梁、深埋海底沉管隧道、海上人工岛、水下互通枢纽于一体。海底沉管隧道采用高强度密封抗压结构，抵御深海巨大液体压强与海水侵蚀；跨海大桥采用流线型桥体设计，减小空气阻力与强风带来的晃动影响。建设过程中广泛运用大型起重机械、精密传感监测设备、水下焊接技术，兼顾结构力学稳定、通行安全与防灾抗灾能力，是我国桥梁工程、水下工程、交通建设领域的标杆超级工程。 时讯02 甬舟铁路金塘大桥建成通车，跨海桥梁技术再突破 2026 年，甬舟铁路金塘大桥正式投入使用，为世界跨度最大的公铁两用跨海大桥。大桥优化索塔受力结构，利用杠杆、拉力平衡原理提升桥梁稳定性，配备风速监测、振动传感与减震降噪装置。针对沿海强风、高湿、高腐蚀环境做专项优化，融合流体力学、固体压强、机械平衡等多项工程设计，完善沿海跨海交通网络，展现我国大型交通基建的硬核实力。 热●点●信●息●解●码 考向解码 考向01 世界级跨海工程落地 深中通道作为世界级跨海集群工程，液体压强、固体压强、力与运动、机械应用是核心中考考点。海底沉管隧道采用高强度密封抗压结构，结合液体压强随深度增加而增大的规律，深海深处海水压强更大，坚固密闭结构可抵御深海高压，同时耐腐蚀材料减缓海水对建筑结构的化学侵蚀。跨海大桥采用流线型桥体设计，能够减小车辆和桥体行进时受到的空气阻力；流线型外形还可减弱强风对桥梁的冲击，降低风力引发的晃动，利用力可以改变物体形状和运动状态的知识点保障桥梁稳定。 工程建设中大型起重机械属于简单机械的应用，利用杠杆、滑轮组原理省力提升建筑构件；精密传感监测、水下焊接等工程设计，围绕受力平衡、增大减小压强的方法设题：通过增大受力面积减小桥梁对地压强，采用坚固材料增大承压能力，综合融合压强、阻力、简单机械、力的作用效果等初中物理核心知识。 考向02 跨海桥梁技术再突破 甬舟铁路金塘大桥作为超大跨度公铁两用跨海大桥，简单机械、受力平衡、压强、声现象、流体力学为主要考查方向。大桥索塔与拉索结构利用杠杆原理和二力平衡，合理分配承重拉力，使桥身保持静止稳定，符合静止物体受力平衡的初中物理规律。大桥配备减震降噪装置，在声源处和传播过程中减弱噪声，降低列车通行产生的噪音污染，贴合声现象考点。 针对沿海强风、高湿高腐蚀环境，桥梁结构做专项优化：依据流体流速与压强的关系，优化桥体外形规避强风安全隐患；桥体桥墩通过增大受力面积减小对海底地基的固体压强，提升地基承载稳定性。整座大桥将简单机械、二力平衡、流体压强、减弱噪声、固体压强应用融为一体，是中考物理结合交通基建命题的典型素材。 考法预测 1. 声现象应用：结合金塘大桥减震降噪装置场景，判断减弱噪声的途径（声源处、传播过程中），说明减震降噪装置降低列车通行噪音的物理原理。 2. 固体压强计算与应用：结合深中通道、金塘大桥桥墩/地基场景，已知桥梁构件质量、桥墩与地基的接触面积，用( p=F/S) 计算构件对地基的压强，说明增大受力面积减小压强、提升结构稳定性的设计思路。 3. 液体压强特点与应用：结合深中通道海底沉管隧道场景，说明液体压强随深度增大而增大的规律，已知海水密度和隧道埋深，用隧道受到的海水压强变化，分析高强度密封抗压结构的作用原理。 4. 流体压强与阻力分析：结合深中通道流线型桥体、金塘大桥抗风设计场景，说明流线型结构减小空气阻力的原理，结合流体流速与压强的关系，分析桥体外形优化抵御强风的物理依据。 5. 简单机械与受力平衡分析：结合金塘大桥索塔拉索结构、深中通道起重机械场景，分析杠杆、滑轮组的应用（省力原理），说明桥体静止时重力与支持力、拉力的二力平衡条件，解释桥梁稳定的原因。 6. 力的作用效果与材料特性：结合两座跨海工程的结构设计，分析力可以改变物体的形状和运动状态（强风对桥体的作用、拉力对索塔的作用），说明高强度材料在抵御压强、阻力、侵蚀中的作用。 热●点●限●时●训●练 （45分钟限时练） 一．选择题 1．某大桥入口采用了全封闭的隔音措施，如图所示，该设施长175m、高7m，由隔音板组成，能降噪20分贝左右。下列说法中正确的是（　　） A．采用全封闭隔音表示声音是在声源处阻断噪音的传播 B．分贝是用来表示声源振动频率等级的单位 C．隔音板能降低噪声的音调 D．噪声是以声波的形式向前传播的 2．溧阳平桥石坝，没有使用钢筋混凝土，靠浆砌石建成，近年来成为远近闻名的旅游景点，如图所示为溧阳平桥石坝的切面示意图、水坝左侧水面高，右侧水面低，A和B两点处于同一高度，A和C两点到各自液面的距离相等，水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC．则（　　） A．pA＝pB＞pC B．pA＝pB＜pC C．pA＝pC＞pB D．pA＝pC＜pB 3．很多动物为了适应自身所处的生存环境，进化出了符合物理规律的身体部位特征。下列从物理学角度作出的分析中，错误的是（　　） A．狗的犬齿很尖，可以增大压强，有利于撕咬食物 B．骆驼的脚很大，可以减小压力，从而使其在沙漠中自如行走 C．啄木鸟的嘴很尖，可以增大压强，从而凿开树杆，捉到躲藏在深处的虫子 D．深水里的海鱼，捕到岸上时会死掉，主要原因是浅水处的压强比深水处小得多 4．2020年12月11日连淮扬镇铁路淮镇段暨五峰山长江大桥建成运营淮安迈入“高铁时代”！图为该列车出站的情景，下列说法正确的是（　　） A．列车出站的速度越大，惯性越大 B．以出站的列车为参照物，站在站台上的人是静止的 C．列车头部“子弹头”设计，为了减小行驶时空气阻力 D．列车停在站内时，它的总重力与地面对列车的支持力是一对相互作用力 5．如图甲为我县跨淮沭新河的苏州路大桥，主桥采用独塔双索面斜拉桥桥型，造型刚劲、视觉通透。桥的侧面结构示意图如图乙所示。下列关于斜拉索大桥分析正确的是（　　） A．斜拉索要使用导电性好的材料制造 B．斜拉索受力大小与桥塔的高度无关 C．汽车从左侧驶入并通过大桥，以汽车为参照物，桥塔是向左运动的 D．把桥面看作杠杆，其支点是桥塔和斜拉索的交点 6．在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践活动中，同学们对家乡的桥梁进行了研究，无锡市区的蓉湖大桥、宛山湖大桥均为单塔双索斜拉大桥，如图所示为其结构示意图，桥塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力。当桥塔高度改变时，拉索与桥塔的连接点相对于桥塔顶端位置不变。当一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向桥塔的过程中，下列说法正确的是（　　） A．左侧拉索的拉力先增大后减小 B．左侧拉索的拉力一直减小 C．为了减小拉索承受的拉力，在条件允许的情况下，可适当减小桥塔高度 D．桥塔高度的变化时，拉索所受的拉力始终不变 7．将斜拉索桥梁大桥的结构进行简化，取其部分可抽象成如图所示的模型，其他因素不变，如果只把拉索与桥塔的固定点上移，则可以（　　） A．增加动力臂 B．减小阻力 C．增加动力 D．增加阻力臂 8．2020年12月11日，连淮扬镇高铁正式开通．当天一列长为200m、质量约为400t的高铁，以100km/h的速度，匀速直线通过主跨约为1000m的五峰山长江公铁大桥，其所受到的阻力约为高铁总重力的0.01倍，则高铁完全通过主跨桥牵引力所做的功约为（　　） A．4×107 J B．4.8×107 J C．4×108 J D．4.8×109J 二．填空题 9．“奋斗者号”载入潜水器的外壳采用合金材料，该材料的一个特点是低密度，其密度为4.5×103千克/米3，其物理意义是 　 　 ；在外壳的体积一定时，可以使质量更 　 　 （选填“大”或“小”），第二个特点是高强度。“奋斗者号”向10000米深处下潜的过程中，海水对其外壳的压强 　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”），所以合金是近年来深潜器耐压壳体的首选材料。 10．如图所示是实现了五个“世界首创”的沪苏通长江公铁大桥，大桥全长约为11.072 　 　 ；主航道桥面上铺有沥青，沥青较软对车辆有 　 　 （选填“减振”或“强振”）功能，噪声传到沥青的小孔里被吸收，所以小孔越多，噪声越 　 　 。 11．如图是苍溪嘉陵江大桥，一个桥墩的体积是900m3，水下的体积是200m3，则这个桥墩受到水的浮力是 　 　 N，而桥面上有一辆质量为1.3t的国产长安小轿车正在匀速行驶，每个轮胎与桥面接触面积为250cm2，这时对桥面的压强是 　 　 Pa。（g＝10N/kg） 12．如图是港珠澳大桥，它于2018年10月24日正式通车，全长55千米，是世界上最长的跨海大桥。通车后，驾车从香港到珠海、澳门从3个小时缩短至约45分钟。它的项目总工程师林鸣是江苏兴化人。汽车匀速经过如图所示的弯道时，汽车　 　 （处于/不处于）平衡状态。大桥限速100km/h，雨雪天气要减速慢行，因为这种天气汽车受到路面的　 　 力比较小，如果前方有紧急情况，汽车刹车后会由于　 　 而继续前进较远的距离，所以容易发生车祸。如果前车被追尾，则　 　 （安全气囊/汽车头枕/安全带）会对前车内的乘客起保护作用。 13．港珠澳大桥的设计采用的是斜拉索式，如图甲所示为斜拉大桥效果图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，如果将大桥的结构进行简化，如图乙、丙所示，最后抽象成图丁所示的模型。 从图丁的模型可以看出它主要用到了哪种机械 　 　 （选填“杠杆”“斜面”、“滑轮”）。其中F1代表桥自重和过往车辆产生的对桥的作用力，为了减小钢索F2承受的拉力，在允许的前提下，可以适当 　 　 （填“增加”或“减小”）桥塔的高度。 14．如图所示是小天制作的斜拉索大桥模型，桥面OA为长30cm、重5N、质地分布均匀的长木板，桥塔GH为足够长的硬木棒，桥面OA可绕O点转动，且始终处于水平位置，其A端用细线与桥塔GH上的B点固定连接。当细线固定在B点时，该模型相当于一个　 　 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆，此时细线对桥面OA的拉力F＝　 　 N；现代斜拉桥的桥塔通常建得很高，如今年9月9日通车的常泰长江大桥主塔设计总高352m，塔之所以建得高，可以　 　 （选填“增大”或“减小”）斜拉索（类似于图中细线AB）对桥面的拉力。 15．如图是某高架桥梁横截面的示意图。桥面可视作一个杠杆，货车因超重导致桥面发生侧翻，此时支点是 　 　 （A/B）。若涉事货车对桥面的压力为F货，压力的作用点到 A、B的水平距离分别为l1、l2，桥面（含汽车）的总重力为G桥，重力的作用点到 A、B的水平距离分别为l3、l4，则发生侧翻的条件为 　 　 。若货车沿大桥 　 　 （外/内）侧车道行驶，桥面侧翻可能就不会发生。 16．物理学在桥梁建筑技术方面有很多应用，如图甲为宜兴首座钢结构斜拉桥荆邑大桥，桥梁全长544.5米，两个巨大的弧形拱塔，有十八层楼那么高。“桥塔为什么要造这么高？”小华对此进行了研究：他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙所示的模型。小华通过比较发现：适当增加桥塔的高度，可 　 　 （增大/减小）斜拉索拉力的力臂，从而 　 　 （增大/减小）斜拉索的拉力，在桥面上行驶的汽车，位置越靠近桥塔，钢索受到的拉力越 　 　 （大/小）。 近年来，多起高架桥侧翻事故引起了人们对如图丙所示的独柱高架桥安全性的思考。独柱式高架桥分如图丁（a）单支座式和图丁（b）双支座式，从桥梁的稳定性角度考虑，建造桥梁时应选择的支撑方式为 　 　 （单/双）支座式。当重载卡车在双支座式高架桥最右侧行驶时桥面侧翻，支点是 　 　 （左/右）支座。如果在两个支座中间再增加一个支座如图丁（c），桥面侧翻危害的风险将 　 　 （减小/增大/不变）。 三．实验探究题 17．在学习“桥梁调查与模型制作”的跨学科实践中，小明和同学对无锡的桥梁进行了实地调查。如图甲所示，为古朴典雅的“无锡清名桥”，受文物保护，横卧于古运河之上；如图乙所示，为现代时尚的蠡湖大桥，整体呈“WX”型，寓意无锡之名，横跨于蠡湖之上；为深入了解桥梁的支撑方式和特点，他们制作了如丙图所示的模型，来进行研究。结合你的实践活动，回答下列问题。 （1）对我国桥梁建设做出重大贡献的科学家是 　 　 （选填“钱学森”、“袁隆平”或“茅以升”）。 （2）最古老的、有桥墩支撑的“梁桥”结构简图如丙图A所示，相对于“梁桥”而言，“无锡清名桥”的优势不包括 　 　 。 A.增加了船只的通行能力 B.优化了受力结构 C.简化了施工难度 D.提升了泄洪能力 在图丙中的B，拱桥模型测试中，当桥面重物达到一定程度后，会出现桥墩向 　 　 （选填“外”或“内”）侧移，同时塌陷的情况，所以清名桥需要进行“人流量限制”。 （3）依据桥梁的支撑方式，图丙中的模型C属于 　 　 桥。当有车辆驶入桥面时，斜拉索主要承受 　 　 力（选填“拉”或“压”，下同），桥塔主要承受 　 　 力。 （4）结合你的实践过程，请说出悬索桥相对于模型C桥梁而言，一个突出的优势。 四．计算题 18．“深中通道”是粤港澳大湾区核心交通枢纽工程，全长24km，是一项集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的跨海集群工程，隧道为世界首例双向八车道海底沉管隧道，由32个巨型钢壳沉管组成。建造隧道时，可以先将沉管两端密封，让它漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，然后向其内部灌水使之沉入海底。假设某一节密封长方形沉管的长、宽和高分别是160m、50m和10m，总质量为6×104t，已知ρ海水＝1×103kg/m3，试求：（g＝10N/kg） （1）密封沉管漂浮在海面上所受的浮力是多大？ （2）注入5×104t海水后，当沉管完全浸没在海水中时，悬吊沉管的钢丝绳所受拉力为多大？ 五．科普阅读题 19．阅读短文，回答问题。 深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级集群工程。项目采用东隧西桥方案，项目全长约24km，主要由长6.8km的特长海底钢光混凝土沉管隧道、主跨1666m伶仃洋大桥、长约13km非通航孔桥、东、西人工岛等关键构造物组成。采用设计速度100km/h的双向8车高速公路技术标准，计划于2024年建成通车。在建造“沉管隧道”时，先在陆地上预制“沉管”构件；用浮运的方法运输，即将“沉管”两端密封，密封的“沉管”如同一个巨大的长方体空心箱子漂浮在水面上，用拖轮拖至预沉位置；定位后、将这些构件沉放在预先没挖好的沟槽中并联接起来，回填砂石，拆除隔墙形成限道、“沉管”标准管节长度165米、漂浮时排水量约8万吨；单个管节由2500多个独立仓格构成、工艺参数控制及施工组织难度大。 （1）若轿车在水平桥面上急速行驶，则根据轿车呈现的流线型外形可判断，轿车对桥面的压力 　 　 （选填“＞”、“＝”或“＜”）轿车的总重； （2）吊装船吊着“沉管”并向其内部灌水使之沉入水中。在“沉管”下沉过程中，其所受水的压强 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）密封的“沉管”灌水前，沉管标准管节漂浮在水面上受到的浮力约 　 　 N； （4）漂浮在水面上的“沉管”拖至预定位置，需要灌水下沉，在到达江底之前过程中，受到的浮力F随时间t的变化图像可能是 　 　 。（灌水下沉时看作增大“沉管”的重力） 20．阅读短文，回答问题： 卡门涡街现象 2020年5月5日，虎门大桥的桥体异常振动引发了大家的关注，专家认为这是由卡门涡街现象引起的。如图甲所示，在一定条件下，流体流过阻碍物时，会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡①、②、③、④……，这一现象叫卡门涡街现象。产生旋涡的一侧流速快，另一侧流速慢，交替形成大小不同的压力，使阻碍物产生有规律的振动，即涡振。涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v有关，其关系（k为常数）据分析，桥体异常振动是由于桥面上安装了1.4m高的防撞板后，在特定风环境条件下产生了振幅较大的涡振现象。 工业上常用的流量计也是利用卡门涡街现象制成的。在管道中放入装有电子设备的阻碍物，当流体通过时，装有电子设备的阻碍物发生涡振，输出与涡振频率相同的电压信号，通过频率公式得到流速大小，最终输出流体的流量，流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积。 （1）下列过程不可能产生卡门涡街现象的是 　 　 。 A．河水流过礁石 B．空气通过树木 C．篮球撞击篮板 D．云层飘过山峰 （2）流体流过阻碍物，当上侧产生涡旋时，阻碍物 　 　 侧受到压力大； （3）安装防撞板后，使得相同风速下桥体的涡振频率 　 　 （增大/减小）； （4）某水管的横截面积为S，阻碍物的特征宽度为d，水流通过阻碍物时输出的电压信号如图乙所示。如不考阻碍物对流速的影响，则管道中水的流量Q和t0之间的关系图象为 　 　 。 21．阅读短文，回答问题。 跨学科实践——设计制作“浮力秤” 中国桥梁发展史是一部波澜壮阔的史诗。 【任务与要求】古今桥梁调查。小明查阅资料后从工程技术上把中国桥梁发展史分为古代、近代、现代三个时期，典型作品分别是潮州广济桥、钱塘江大桥、深中通道。 如图甲，广济桥集梁桥、拱桥、浮桥于一体，由18只木船横向并排连接而成，两端用铁链固定在梁桥的矶头墩，可随水位涨落而高低变化。 钱塘江大桥是由桥梁专家茅以升主持设计，中国自行建造的第一座铁路、公路两用双层桥，为钢结构桁梁桥，分为引桥和正桥两个部分。 深中通道有世界上最宽的海底隧道，由两端密封的空心沉管，如同巨大的长方体空心箱子，先漂浮在海面，后通过内部压载水箱灌水使之沉入海底，一节节拼接而成，如图乙。 【设计与制作】“浮力秤”制作。小明假期到广济桥旅游，发现景区对浮桥游客数量限流管制，他想通过浮桥排水量监控浮桥的游客数量，他便与同学们制作“浮力秤”，称量不同质量的轻小物体，要求耐用、刻度均匀。“浮力秤”由浮沉桶上方固定一个盘子组成，将“秤盘”装不同质量物体静置水中时，桶身与水面结合处标注相应“刻度线”。 【交流评价】小明与同学间交流，对制作过程遇到的问题和创新改进等方面进行评价。 （1）关于中国的桥梁，下列说法错误的是 　 　 。 A.钱塘江大桥桥墩受海水的压强随深度增大而变大 B.涨潮时，广济桥的浮桥露出水面的部分会变小 C.深中通道中的沉管漂浮时，所受浮力等于重力 D.深中通道中的沉管下沉的原理与潜水艇相同 （2）为满足设计要求，浮沉桶适宜选用 　 　 （选填“口径大底座小的纸杯”、“侧面有不规则螺纹的矿泉水瓶”或“圆柱体桶”），为防止浮力秤不倾覆，桶底部适当铺些沙子，秤盘选用质量较 　 　 的托盘，“浮力秤”在水中静止时处于 　 　 状态。 （3）测得“浮力秤”总质量为100g，当秤盘不放物体时，“浮力秤”所受浮力是 　 　 N，已知桶底面积为20cm2，“浮力秤的“零刻度线”应距桶底 　 　 cm位置。测得桶高度为30cm，将质量为 　 　 g的物体放入秤盘后发现，圆柱体桶恰好完全浸没，此时可在桶侧面标记“浮力秤”的“最大测量值”。（g取10N/kg） （4）实验测试完成后，同学们对“浮力秤”存在的问题和需要改进的地方进行了交流，他们认为若要使该“浮力秤”称量范围不变，但更精确，可采取的方法是 　 　 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点05 超级路桥交通领域 热点速递 考法破译 限时实战 第一部分 热点事件速递 聚焦时事热点，明晰背景脉络 时讯01 EAST 人造太阳装置实现亿度高温长稳态运行 时讯02 我国新一代可控核聚变装置 CFETR 加速建设 第二部分 热点信息解码 融合热点考点，明确备考方向 考向解码 考法预测 考向01 世界级跨海工程落地 考向02 跨海桥梁技术再突破 第三部分 热点限时训练 活用热点素材，精练解题能力 热●点●事●件●速●递 时讯01 深中通道全面通车，世界级跨海集群工程落地 2025 年 11 月，深中通道正式通车运营，工程集超大跨度跨海桥梁、深埋海底沉管隧道、海上人工岛、水下互通枢纽于一体。海底沉管隧道采用高强度密封抗压结构，抵御深海巨大液体压强与海水侵蚀；跨海大桥采用流线型桥体设计，减小空气阻力与强风带来的晃动影响。建设过程中广泛运用大型起重机械、精密传感监测设备、水下焊接技术，兼顾结构力学稳定、通行安全与防灾抗灾能力，是我国桥梁工程、水下工程、交通建设领域的标杆超级工程。 时讯02 甬舟铁路金塘大桥建成通车，跨海桥梁技术再突破 2026 年，甬舟铁路金塘大桥正式投入使用，为世界跨度最大的公铁两用跨海大桥。大桥优化索塔受力结构，利用杠杆、拉力平衡原理提升桥梁稳定性，配备风速监测、振动传感与减震降噪装置。针对沿海强风、高湿、高腐蚀环境做专项优化，融合流体力学、固体压强、机械平衡等多项工程设计，完善沿海跨海交通网络，展现我国大型交通基建的硬核实力。 热●点●信●息●解●码 考向解码 考向01 世界级跨海工程落地 深中通道作为世界级跨海集群工程，液体压强、固体压强、力与运动、机械应用是核心中考考点。海底沉管隧道采用高强度密封抗压结构，结合液体压强随深度增加而增大的规律，深海深处海水压强更大，坚固密闭结构可抵御深海高压，同时耐腐蚀材料减缓海水对建筑结构的化学侵蚀。跨海大桥采用流线型桥体设计，能够减小车辆和桥体行进时受到的空气阻力；流线型外形还可减弱强风对桥梁的冲击，降低风力引发的晃动，利用力可以改变物体形状和运动状态的知识点保障桥梁稳定。 工程建设中大型起重机械属于简单机械的应用，利用杠杆、滑轮组原理省力提升建筑构件；精密传感监测、水下焊接等工程设计，围绕受力平衡、增大减小压强的方法设题：通过增大受力面积减小桥梁对地压强，采用坚固材料增大承压能力，综合融合压强、阻力、简单机械、力的作用效果等初中物理核心知识。 考向02 跨海桥梁技术再突破 甬舟铁路金塘大桥作为超大跨度公铁两用跨海大桥，简单机械、受力平衡、压强、声现象、流体力学为主要考查方向。大桥索塔与拉索结构利用杠杆原理和二力平衡，合理分配承重拉力，使桥身保持静止稳定，符合静止物体受力平衡的初中物理规律。大桥配备减震降噪装置，在声源处和传播过程中减弱噪声，降低列车通行产生的噪音污染，贴合声现象考点。 针对沿海强风、高湿高腐蚀环境，桥梁结构做专项优化：依据流体流速与压强的关系，优化桥体外形规避强风安全隐患；桥体桥墩通过增大受力面积减小对海底地基的固体压强，提升地基承载稳定性。整座大桥将简单机械、二力平衡、流体压强、减弱噪声、固体压强应用融为一体，是中考物理结合交通基建命题的典型素材。 考法预测 1. 声现象应用：结合金塘大桥减震降噪装置场景，判断减弱噪声的途径（声源处、传播过程中），说明减震降噪装置降低列车通行噪音的物理原理。 2. 固体压强计算与应用：结合深中通道、金塘大桥桥墩/地基场景，已知桥梁构件质量、桥墩与地基的接触面积，用( p=F/S) 计算构件对地基的压强，说明增大受力面积减小压强、提升结构稳定性的设计思路。 3. 液体压强特点与应用：结合深中通道海底沉管隧道场景，说明液体压强随深度增大而增大的规律，已知海水密度和隧道埋深，用隧道受到的海水压强变化，分析高强度密封抗压结构的作用原理。 4. 流体压强与阻力分析：结合深中通道流线型桥体、金塘大桥抗风设计场景，说明流线型结构减小空气阻力的原理，结合流体流速与压强的关系，分析桥体外形优化抵御强风的物理依据。 5. 简单机械与受力平衡分析：结合金塘大桥索塔拉索结构、深中通道起重机械场景，分析杠杆、滑轮组的应用（省力原理），说明桥体静止时重力与支持力、拉力的二力平衡条件，解释桥梁稳定的原因。 6. 力的作用效果与材料特性：结合两座跨海工程的结构设计，分析力可以改变物体的形状和运动状态（强风对桥体的作用、拉力对索塔的作用），说明高强度材料在抵御压强、阻力、侵蚀中的作用。 热●点●限●时●训●练 （45分钟限时练） 一．选择题 1．某大桥入口采用了全封闭的隔音措施，如图所示，该设施长175m、高7m，由隔音板组成，能降噪20分贝左右。下列说法中正确的是（　　） A．采用全封闭隔音表示声音是在声源处阻断噪音的传播 B．分贝是用来表示声源振动频率等级的单位 C．隔音板能降低噪声的音调 D．噪声是以声波的形式向前传播的 【答案】D 【解答】解：A、采用全封闭隔音是在传播过程中减弱噪声，不是在声源处阻断噪声的传播，故A错误； B、声音的强弱等级用分贝为单位来划分，故B错误； C、隔音板不能降低噪声的音调，故C错误 D、噪声是以声波的形式向前传播的，故D正确。 故选：D。 2．溧阳平桥石坝，没有使用钢筋混凝土，靠浆砌石建成，近年来成为远近闻名的旅游景点，如图所示为溧阳平桥石坝的切面示意图、水坝左侧水面高，右侧水面低，A和B两点处于同一高度，A和C两点到各自液面的距离相等，水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC．则（　　） A．pA＝pB＞pC B．pA＝pB＜pC C．pA＝pC＞pB D．pA＝pC＜pB 【答案】D 【解答】解：水的深度是指某点到水面的距离，A和C两点到各自液面的距离相等，A和C两点水深相等，C的深度小于B的深度， 根据p＝ρgh得，水的密度相等，所以水在A和C产生的压强相等，水在B点产生的压强最大，pA＝pC＜pB。 故选：D。 3．很多动物为了适应自身所处的生存环境，进化出了符合物理规律的身体部位特征。下列从物理学角度作出的分析中，错误的是（　　） A．狗的犬齿很尖，可以增大压强，有利于撕咬食物 B．骆驼的脚很大，可以减小压力，从而使其在沙漠中自如行走 C．啄木鸟的嘴很尖，可以增大压强，从而凿开树杆，捉到躲藏在深处的虫子 D．深水里的海鱼，捕到岸上时会死掉，主要原因是浅水处的压强比深水处小得多 【答案】B 【解答】解：A、狗的犬齿很尖，可以在压力一定时，减小受力面积来增大压强；有利于撕咬食物，故A正确； B、骆驼的脚很大，是在压力一定的情况下，通过增大受力面积，从而减小压强，压力没变，故B错误； C、啄木鸟的嘴很尖细，是在压力一定的情况下，通过减小受力面积，从而增大压强，故C正确； D、液体压强随深度的增加而增大，水面上的压强比深水处小得多，所以深水里的海鱼，捕到岸上时会死掉，故D正确。 故选：B。 4．2020年12月11日连淮扬镇铁路淮镇段暨五峰山长江大桥建成运营淮安迈入“高铁时代”！图为该列车出站的情景，下列说法正确的是（　　） A．列车出站的速度越大，惯性越大 B．以出站的列车为参照物，站在站台上的人是静止的 C．列车头部“子弹头”设计，为了减小行驶时空气阻力 D．列车停在站内时，它的总重力与地面对列车的支持力是一对相互作用力 【答案】C 【解答】解：A、惯性的大小只与物体的质量有关，与运动的速度无关，故A错误； B、列车出站时，以正在出站的列车为参照物，站台上的人相对于的列车的位置发生了改变，所以站在站台上的人是运动的，故B错误； C、列车头部设计成“子弹头”形状，是为了减小行驶时空气阻力，故C正确； D、列车停在站内时，它的总重力与地面对列车的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线，是一对平衡力，故D错误。 故选：C。 5．如图甲为我县跨淮沭新河的苏州路大桥，主桥采用独塔双索面斜拉桥桥型，造型刚劲、视觉通透。桥的侧面结构示意图如图乙所示。下列关于斜拉索大桥分析正确的是（　　） A．斜拉索要使用导电性好的材料制造 B．斜拉索受力大小与桥塔的高度无关 C．汽车从左侧驶入并通过大桥，以汽车为参照物，桥塔是向左运动的 D．把桥面看作杠杆，其支点是桥塔和斜拉索的交点 【答案】C 【解答】解：A、斜拉索需要承受较大的拉力，与导电性无关，故A错误； B、根据杠杆平衡条件知，桥塔的高度越高，斜拉索的拉力的力臂越大，根据阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，动力越小，斜拉索受力大小与桥塔的高度有关，故B错误； C、汽车从左侧驶入并通过大桥，以汽车为参照物，桥塔与汽车是相反方向运动，故是向左运动的，故C正确； D、把桥面看作杠杆，假如没有斜拉索的拉力，绕着桥塔与桥面接触处转动，故其支点是桥塔和桥面接触处，故D错误。 故选：C。 6．在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践活动中，同学们对家乡的桥梁进行了研究，无锡市区的蓉湖大桥、宛山湖大桥均为单塔双索斜拉大桥，如图所示为其结构示意图，桥塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力。当桥塔高度改变时，拉索与桥塔的连接点相对于桥塔顶端位置不变。当一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向桥塔的过程中，下列说法正确的是（　　） A．左侧拉索的拉力先增大后减小 B．左侧拉索的拉力一直减小 C．为了减小拉索承受的拉力，在条件允许的情况下，可适当减小桥塔高度 D．桥塔高度的变化时，拉索所受的拉力始终不变 【答案】B 【解答】解：AB、以索塔与桥面的交点为支点，左侧拉索的拉力为动力，汽车对桥的压力为阻力，当载重汽车从桥梁左端匀速驶向索塔的过程中，阻力臂逐渐减小，在阻力和动力臂不变时，根据杠杆的平衡条件知左侧拉索拉力大小一直减小，故B正确。 CD、桥塔高度的越高，钢丝拉力的力臂越大，根据杠杆平衡条件知，在阻力和阻力臂不变，为了减小拉索承受的拉力，在条件允许的情况下，可适当增加桥塔高度，即拉力随着桥塔高度改变，故CD错误。 故选：B。 7．将斜拉索桥梁大桥的结构进行简化，取其部分可抽象成如图所示的模型，其他因素不变，如果只把拉索与桥塔的固定点上移，则可以（　　） A．增加动力臂 B．减小阻力 C．增加动力 D．增加阻力臂 【答案】A 【解答】解：由图可知，若增加塔桥的高度，即增加了支点O到钢索拉力（即动力）F1的距离，即增大了拉力的力臂L1，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，拉力的动力臂越大，拉力越小即桥对钢索的拉力就越小，故A正确，BCD错误‘ 故选：A。 8．2020年12月11日，连淮扬镇高铁正式开通．当天一列长为200m、质量约为400t的高铁，以100km/h的速度，匀速直线通过主跨约为1000m的五峰山长江公铁大桥，其所受到的阻力约为高铁总重力的0.01倍，则高铁完全通过主跨桥牵引力所做的功约为（　　） A．4×107 J B．4.8×107 J C．4×108 J D．4.8×109J 【答案】B 【解答】解：高铁匀速直线通过五峰山长江公铁大桥，受到的阻力和牵引力是一对平衡力， 则F＝f＝0.01G＝0.01mg＝0.01×400×1000kg×10N/kg＝4×104N， 高铁完全通过主跨桥行驶的距离：s＝L桥+L车＝1000m+200m＝1200m， 则牵引力所做的功：W＝Fs＝4×104N×1200m＝4.8×107J。 故选：B。 二．填空题（共8小题） 9．“奋斗者号”载入潜水器的外壳采用合金材料，该材料的一个特点是低密度，其密度为4.5×103千克/米3，其物理意义是 　体积为1m3的合金材料质量为4.5×103kg　 ；在外壳的体积一定时，可以使质量更 　小　 （选填“大”或“小”），第二个特点是高强度。“奋斗者号”向10000米深处下潜的过程中，海水对其外壳的压强 　增大　 （选填“增大”“减小”或“不变”），所以合金是近年来深潜器耐压壳体的首选材料。 【答案】体积为1m3的合金材料质量为4.5×103kg；小；增大。 【解答】解：“奋斗者号”载入潜水器的外壳采用合金材料的密度为4.5×103kg/m3，其物理意义是：体积为1m3的合金材料质量为4.5×103kg。 根据可知，物体体积一定时，密度越小，质量越小，所以“奋斗者号”载人潜水器的外壳采用合金材料，在外壳的体积一定时，可以使质量更小。 “奋斗者号”向10000米深处下潜的过程中，深度变大，根据液体压强公式p＝ρgh可知，海水对其外壳的压强增大。 故答案为：体积为1m3的合金材料质量为4.5×103kg；小；增大。 10．如图所示是实现了五个“世界首创”的沪苏通长江公铁大桥，大桥全长约为11.072 　km　 ；主航道桥面上铺有沥青，沥青较软对车辆有 　减振　 （选填“减振”或“强振”）功能，噪声传到沥青的小孔里被吸收，所以小孔越多，噪声越 　小　 。 【答案】km；减振；小。 【解答】解：（1）大桥全长约为11.072km； （2）沥青较软对车辆有减振功能；同时道路上的许多微孔，有吸收声音的功能，所以小孔越多，噪声越小。 故答案为：km；减振；小。 11．如图是苍溪嘉陵江大桥，一个桥墩的体积是900m3，水下的体积是200m3，则这个桥墩受到水的浮力是 　0　 N，而桥面上有一辆质量为1.3t的国产长安小轿车正在匀速行驶，每个轮胎与桥面接触面积为250cm2，这时对桥面的压强是 　1.3×105 Pa。（g＝10N/kg） 【答案】0；1.3×105。 【解答】解：（1）浮力是由于物体上、下表面所受液体压力之差产生的，桥墩在水下部分是规则的，其下端在泥土中，上端在水面之上， 它的上、下表面均未受到水的压力，根据浮力产生的原因可知，这个桥墩受到水的浮力为0N； （2）车对水平桥面的压力为：F＝G＝mg＝1.3×103kg×10N/kg＝1.3×104N， 桥面的受力面积为：S＝4×250cm2＝0.1m2， 车对桥面的压强为：1.3×105Pa。 故答案为：0；1.3×105。 12．如图是港珠澳大桥，它于2018年10月24日正式通车，全长55千米，是世界上最长的跨海大桥。通车后，驾车从香港到珠海、澳门从3个小时缩短至约45分钟。它的项目总工程师林鸣是江苏兴化人。汽车匀速经过如图所示的弯道时，汽车　不处于　 （处于/不处于）平衡状态。大桥限速100km/h，雨雪天气要减速慢行，因为这种天气汽车受到路面的　摩擦　 力比较小，如果前方有紧急情况，汽车刹车后会由于　惯性　 而继续前进较远的距离，所以容易发生车祸。如果前车被追尾，则　汽车头枕　 （安全气囊/汽车头枕/安全带）会对前车内的乘客起保护作用。 【答案】不处于；摩擦；惯性；汽车头枕 【解答】解： （1）汽车匀速经过弯道时，汽车的运动方向不断发生改变，汽车不处于平衡状态； （2）若遇雨雪天气，路面比较光滑，即接触面的粗糙程度减小，车轮与路面间摩擦力较小，所以必须减速慢行； （3）一切物体在任何情况下都具有惯性，汽车刹车后会由于惯性而继续前进较远的距离； （4）在前车被追尾时，人体由于惯性会向后仰，此时车对人的压力都集中在人体脆弱的颈部和头部，而汽车头枕则对此起缓冲作用，保护人体头部。 故答案为：不处于；摩擦；惯性；汽车头枕。 13．港珠澳大桥的设计采用的是斜拉索式，如图甲所示为斜拉大桥效果图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，如果将大桥的结构进行简化，如图乙、丙所示，最后抽象成图丁所示的模型。 从图丁的模型可以看出它主要用到了哪种机械 　杠杆　 （选填“杠杆”“斜面”、“滑轮”）。其中F1代表桥自重和过往车辆产生的对桥的作用力，为了减小钢索F2承受的拉力，在允许的前提下，可以适当 　增加　 （填“增加”或“减小”）桥塔的高度。 【答案】杠杆；增加。 【解答】解：图丁所示的模型，可以看做是一个在力的作用下能绕O点转动的硬棒，结合杠杆的定义，即可知道它就是杠杆的模型，所以用到了杠杆的知识； F1大小不变、L1大小不变，为了减小钢索F2承受的拉力，根据杠杆的平衡条件可知，需要增大L2，根据力臂的定义可知，可以适当增加桥塔的高度； 故答案为：杠杆；增加。 14．如图所示是小天制作的斜拉索大桥模型，桥面OA为长30cm、重5N、质地分布均匀的长木板，桥塔GH为足够长的硬木棒，桥面OA可绕O点转动，且始终处于水平位置，其A端用细线与桥塔GH上的B点固定连接。当细线固定在B点时，该模型相当于一个　等臂　 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆，此时细线对桥面OA的拉力F＝　5　 N；现代斜拉桥的桥塔通常建得很高，如今年9月9日通车的常泰长江大桥主塔设计总高352m，塔之所以建得高，可以　减小　 （选填“增大”或“减小”）斜拉索（类似于图中细线AB）对桥面的拉力。 【答案】等臂；5；减小。 【解答】解：图中杠杆的支点是O，OA保持水平时，此时拉力F为杠杆OA的动力，由于拉力方向与OA成30度角，根据三角形关系可知，动力臂为OA长的二分之一，阻力为杠杆OA的重力，阻力臂为OA长的二分之一，动力臂等于阻力臂， 因此该模型相当于一个等臂杠杆，根据杠杆平衡原理可知F×L动＝G×L阻， 即， 解得F＝5N，所以细线对OA的拉力F为5N。 塔之所以建得高，根据图中知，O到AB的垂直距离变大，故可以增大斜拉索对桥面拉力的力臂，在阻力和阻力臂不变的情况下，根据杠杆平衡条件可知，可以减小斜拉索对桥面的拉力。 故答案为：等臂；5；减小。 15．如图是某高架桥梁横截面的示意图。桥面可视作一个杠杆，货车因超重导致桥面发生侧翻，此时支点是 　A　 （A/B）。若涉事货车对桥面的压力为F货，压力的作用点到 A、B的水平距离分别为l1、l2，桥面（含汽车）的总重力为G桥，重力的作用点到 A、B的水平距离分别为l3、l4，则发生侧翻的条件为 　F货L1＞G桥l3 。若货车沿大桥 　内　 （外/内）侧车道行驶，桥面侧翻可能就不会发生。 【答案】A；F货L1＞G桥l3；内。 【解答】解：由于货车严重超载，桥面将绕支撑点A逆时针转动，故支点为A；此时杠杆的动力为F货，动力臂为LA，阻力为G桥，阻力臂为lA，当F货L1＞G桥l3时，杠杆不再平衡，杠杆会沿逆时针转动，发生侧翻； 若货车沿大桥内侧车道行驶时，动力臂LA会变小，F货LA也会变小，悲剧可能就不会发生。 故答案为：A；F货L1＞G桥l3；内。 16．物理学在桥梁建筑技术方面有很多应用，如图甲为宜兴首座钢结构斜拉桥荆邑大桥，桥梁全长544.5米，两个巨大的弧形拱塔，有十八层楼那么高。“桥塔为什么要造这么高？”小华对此进行了研究：他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙所示的模型。小华通过比较发现：适当增加桥塔的高度，可 　增大　 （增大/减小）斜拉索拉力的力臂，从而 　减小　 （增大/减小）斜拉索的拉力，在桥面上行驶的汽车，位置越靠近桥塔，钢索受到的拉力越 　小　 （大/小）。 近年来，多起高架桥侧翻事故引起了人们对如图丙所示的独柱高架桥安全性的思考。独柱式高架桥分如图丁（a）单支座式和图丁（b）双支座式，从桥梁的稳定性角度考虑，建造桥梁时应选择的支撑方式为 　双　 （单/双）支座式。当重载卡车在双支座式高架桥最右侧行驶时桥面侧翻，支点是 　右　 （左/右）支座。如果在两个支座中间再增加一个支座如图丁（c），桥面侧翻危害的风险将 　不变　 （减小/增大/不变）。 【答案】增大；减小；小；双；右；不变。 【解答】解：根据图乙可知：在桥的程度一定时，桥塔越高，斜拉索拉力的力臂越长，根据杠杆的平衡条件可知：在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力。 小华通过比较发现：适当增加桥塔的高度，可增大斜拉索拉力的力臂，从而减小斜拉索的拉力，在桥面上行驶的汽车，位置越靠近桥塔，阻力臂越小，在阻力和动力臂一定时，钢索受到的拉力越小。 从桥梁的稳定性角度考虑，建造桥梁时应选择的支撑方式为双支座式。当重载卡车在双支座式高架桥最右侧行驶时桥面侧翻，支点是右支座。如果在两个支座中间再增加一个支座如图丁（c），增大了支撑面，但是桥面侧翻危害的风险将不变。 故答案为：增大；减小；小；双；右；不变。 三．实验探究题 17．在学习“桥梁调查与模型制作”的跨学科实践中，小明和同学对无锡的桥梁进行了实地调查。如图甲所示，为古朴典雅的“无锡清名桥”，受文物保护，横卧于古运河之上；如图乙所示，为现代时尚的蠡湖大桥，整体呈“WX”型，寓意无锡之名，横跨于蠡湖之上；为深入了解桥梁的支撑方式和特点，他们制作了如丙图所示的模型，来进行研究。结合你的实践活动，回答下列问题。 （1）对我国桥梁建设做出重大贡献的科学家是 　茅以升　 （选填“钱学森”、“袁隆平”或“茅以升”）。 （2）最古老的、有桥墩支撑的“梁桥”结构简图如丙图A所示，相对于“梁桥”而言，“无锡清名桥”的优势不包括 　C　 。 A.增加了船只的通行能力 B.优化了受力结构 C.简化了施工难度 D.提升了泄洪能力 在图丙中的B，拱桥模型测试中，当桥面重物达到一定程度后，会出现桥墩向 　外　 （选填“外”或“内”）侧移，同时塌陷的情况，所以清名桥需要进行“人流量限制”。 （3）依据桥梁的支撑方式，图丙中的模型C属于 　斜拉　 桥。当有车辆驶入桥面时，斜拉索主要承受 　拉　 力（选填“拉”或“压”，下同），桥塔主要承受 　压　 力。 （4）结合你的实践过程，请说出悬索桥相对于模型C桥梁而言，一个突出的优势。 【答案】（1）茅以升；（2）C；外；（3）斜拉；拉；压；（4）跨度更大。 【解答】解：（1）钱学森主要贡献在航天等领域，袁隆平主要贡献在杂交水稻领域，而茅以升是著名的桥梁专家。 （2）A.对于“无锡清名桥”（拱桥），拱形结构增加了桥下空间，增加了船只的通行能力，A选项不符合题意； B.拱形结构将压力分散，优化了受力结构，B选项不符合题意； C.拱形结构的施工相对梁桥更为复杂，并没有简化施工难度，C选项符合题意； D.拱形结构使水流通过更顺畅，提升了泄洪能力，D选项不符合题意。 故选C。 在图丙中的B，拱桥模型测试中，拱形结构的拱桥上方重物达到一定程度后对下方桥墩有向外的推力，会出现桥墩向外侧移，同时塌陷的情况； （3）桥梁的支撑方式，图丙中的模型C属于斜拉桥，拉索的目的是拉着桥面不下沉，桥塔的作用是支撑桥面，故拉索主要承受拉力，桥塔主要承受压力； （4）悬索桥是一种以主缆为主要承重构件的桥梁，通过悬挂在塔架上的高强度缆索支撑桥面荷载，具有建造的跨度大、造型优美等特点，对比模型C桥梁而言的优势是跨度更大。 故答案为：（1）茅以升；（2）C；外；（3）斜拉；拉；压；（4）跨度更大。 四．计算题 18．“深中通道”是粤港澳大湾区核心交通枢纽工程，全长24km，是一项集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的跨海集群工程，隧道为世界首例双向八车道海底沉管隧道，由32个巨型钢壳沉管组成。建造隧道时，可以先将沉管两端密封，让它漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，然后向其内部灌水使之沉入海底。假设某一节密封长方形沉管的长、宽和高分别是160m、50m和10m，总质量为6×104t，已知ρ海水＝1×103kg/m3，试求：（g＝10N/kg） （1）密封沉管漂浮在海面上所受的浮力是多大？ （2）注入5×104t海水后，当沉管完全浸没在海水中时，悬吊沉管的钢丝绳所受拉力为多大？ 【答案】（1）密封沉管漂浮在海面上所受的浮力是6×108N； （2）注入5×104t海水后，当沉管完全浸没在海水中时，悬吊沉管的钢丝绳所受拉力为3×108N。 【解答】解：（1）密封沉管漂浮在海面上时，所受浮力等于沉管的重力，即： F浮＝G＝mg＝6×104×103kg×10N/kg＝6×108N； （2）当沉管完全浸没在海水中时，排开海水的体积等于沉管的体积， 则沉管所受浮力：F浮′＝ρ海水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×160m×50m×10m＝8×108N， 注入5×104t海水后，沉管的总重力：G总＝m总g＝（6×104×103kg+5×104×103kg）×10N/kg＝1.1×109N， 此时沉管受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力作用，处于平衡状态，合力为零， 所以钢丝绳所受的拉力：F＝G总﹣F浮′＝1.1×109N﹣8×108N＝3×108N。 答：（1）密封沉管漂浮在海面上所受的浮力是6×108N； （2）注入5×104t海水后，当沉管完全浸没在海水中时，悬吊沉管的钢丝绳所受拉力为3×108N。 五．科普阅读题 19．阅读短文，回答问题。 深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的世界级集群工程。项目采用东隧西桥方案，项目全长约24km，主要由长6.8km的特长海底钢光混凝土沉管隧道、主跨1666m伶仃洋大桥、长约13km非通航孔桥、东、西人工岛等关键构造物组成。采用设计速度100km/h的双向8车高速公路技术标准，计划于2024年建成通车。在建造“沉管隧道”时，先在陆地上预制“沉管”构件；用浮运的方法运输，即将“沉管”两端密封，密封的“沉管”如同一个巨大的长方体空心箱子漂浮在水面上，用拖轮拖至预沉位置；定位后、将这些构件沉放在预先没挖好的沟槽中并联接起来，回填砂石，拆除隔墙形成限道、“沉管”标准管节长度165米、漂浮时排水量约8万吨；单个管节由2500多个独立仓格构成、工艺参数控制及施工组织难度大。 （1）若轿车在水平桥面上急速行驶，则根据轿车呈现的流线型外形可判断，轿车对桥面的压力 　小于　 （选填“＞”、“＝”或“＜”）轿车的总重； （2）吊装船吊着“沉管”并向其内部灌水使之沉入水中。在“沉管”下沉过程中，其所受水的压强 　变大　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）密封的“沉管”灌水前，沉管标准管节漂浮在水面上受到的浮力约 　8×108 N； （4）漂浮在水面上的“沉管”拖至预定位置，需要灌水下沉，在到达江底之前过程中，受到的浮力F随时间t的变化图像可能是 　B　 。（灌水下沉时看作增大“沉管”的重力） 【答案】（1）小于；（2）变大；（3）8×108；（4）B。 【解答】解：（1）轿车在快速行驶过程中，车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速，由于气体在流速大的地方压强小，因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强，轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力，从而使得轿车对地面的压力小于车的重力； （2）在“沉管”下沉过程中，深度增加，由p＝ρgh可知，其所受水的压强变大； （3）沉管标准管节漂浮在水面上受到的浮力为： F浮＝G排＝m排g＝8×107kg×10N/kg＝8×108N； （4）“沉管”漂浮在水面上时，需要灌水下沉，灌水下沉的过程“沉管”自身的重力不断增大，则“沉管”漂浮受到的浮力不断增大，由浮力计算公式F浮＝ρ液gV排可知当“沉管”完全浸没时，其受到的浮力达到最大值，继续灌水只会增大“沉管”自身的重力，但其受到的浮力不变，故选：B。 故答案为：（1）小于；（2）变大；（3）8×108；（4）B。 20．阅读短文，回答问题： 卡门涡街现象 2020年5月5日，虎门大桥的桥体异常振动引发了大家的关注，专家认为这是由卡门涡街现象引起的。如图甲所示，在一定条件下，流体流过阻碍物时，会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡①、②、③、④……，这一现象叫卡门涡街现象。产生旋涡的一侧流速快，另一侧流速慢，交替形成大小不同的压力，使阻碍物产生有规律的振动，即涡振。涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v有关，其关系（k为常数）据分析，桥体异常振动是由于桥面上安装了1.4m高的防撞板后，在特定风环境条件下产生了振幅较大的涡振现象。 工业上常用的流量计也是利用卡门涡街现象制成的。在管道中放入装有电子设备的阻碍物，当流体通过时，装有电子设备的阻碍物发生涡振，输出与涡振频率相同的电压信号，通过频率公式得到流速大小，最终输出流体的流量，流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积。 （1）下列过程不可能产生卡门涡街现象的是 　C　 。 A．河水流过礁石 B．空气通过树木 C．篮球撞击篮板 D．云层飘过山峰 （2）流体流过阻碍物，当上侧产生涡旋时，阻碍物 　下　 侧受到压力大； （3）安装防撞板后，使得相同风速下桥体的涡振频率 　减小　 （增大/减小）； （4）某水管的横截面积为S，阻碍物的特征宽度为d，水流通过阻碍物时输出的电压信号如图乙所示。如不考阻碍物对流速的影响，则管道中水的流量Q和t0之间的关系图象为 　B　 。 【答案】（1）C；（2）下；（3）减小；（4）B。 【解答】解（1）卡门涡街现象是在一定条件下，流体流过阻碍物时，会在阻碍物上下两侧先后交替产生有规则的反向旋涡。水、空气和云层都属于流体，能产生卡门涡街现象，篮球撞击篮板，不能产生卡门涡街现象。 故选：C。 （2）由题意知，流体流过阻碍物，当上侧产生涡旋时，上侧流速快，压强小，受到压力小，下侧流速慢，压强大，受到压力大。 （3）涡振频率f与阻碍物的特征宽度d和流体流速v的关系是（k为常数），安装防撞板后，增大了桥体的特征宽度d，相同风速v时，涡振频率f减小。 （4）根据图乙可知：图中出现了电压3个循环图象，则每个循环的时间为，即周期为，周期和频率互为倒数，则频率，假设管道的横截面积为S，因为（k为常数），所以流量为单位时间内流体通过管道横截面的体积，管道内流过的距离h＝vt， 水柱的体积V＝Sh＝Svt， 管道中水的流量Q为： ， 由此可以看出流量Q与时间t0成反比例函数关系，B图象正确。 故选：B。 故答案为：（1）C；（2）下；（3）减小；（4）B。 21．阅读短文，回答问题。 跨学科实践——设计制作“浮力秤” 中国桥梁发展史是一部波澜壮阔的史诗。 【任务与要求】古今桥梁调查。小明查阅资料后从工程技术上把中国桥梁发展史分为古代、近代、现代三个时期，典型作品分别是潮州广济桥、钱塘江大桥、深中通道。 如图甲，广济桥集梁桥、拱桥、浮桥于一体，由18只木船横向并排连接而成，两端用铁链固定在梁桥的矶头墩，可随水位涨落而高低变化。 钱塘江大桥是由桥梁专家茅以升主持设计，中国自行建造的第一座铁路、公路两用双层桥，为钢结构桁梁桥，分为引桥和正桥两个部分。 深中通道有世界上最宽的海底隧道，由两端密封的空心沉管，如同巨大的长方体空心箱子，先漂浮在海面，后通过内部压载水箱灌水使之沉入海底，一节节拼接而成，如图乙。 【设计与制作】“浮力秤”制作。小明假期到广济桥旅游，发现景区对浮桥游客数量限流管制，他想通过浮桥排水量监控浮桥的游客数量，他便与同学们制作“浮力秤”，称量不同质量的轻小物体，要求耐用、刻度均匀。“浮力秤”由浮沉桶上方固定一个盘子组成，将“秤盘”装不同质量物体静置水中时，桶身与水面结合处标注相应“刻度线”。 【交流评价】小明与同学间交流，对制作过程遇到的问题和创新改进等方面进行评价。 （1）关于中国的桥梁，下列说法错误的是 　B　 。 A.钱塘江大桥桥墩受海水的压强随深度增大而变大 B.涨潮时，广济桥的浮桥露出水面的部分会变小 C.深中通道中的沉管漂浮时，所受浮力等于重力 D.深中通道中的沉管下沉的原理与潜水艇相同 （2）为满足设计要求，浮沉桶适宜选用 　圆柱体桶　 （选填“口径大底座小的纸杯”、“侧面有不规则螺纹的矿泉水瓶”或“圆柱体桶”），为防止浮力秤不倾覆，桶底部适当铺些沙子，秤盘选用质量较 　小　 的托盘，“浮力秤”在水中静止时处于 　漂浮　 状态。 （3）测得“浮力秤”总质量为100g，当秤盘不放物体时，“浮力秤”所受浮力是 　1　 N，已知桶底面积为20cm2，“浮力秤的“零刻度线”应距桶底 　5　 cm位置。测得桶高度为30cm，将质量为 　500　 g的物体放入秤盘后发现，圆柱体桶恰好完全浸没，此时可在桶侧面标记“浮力秤”的“最大测量值”。（g取10N/kg） （4）实验测试完成后，同学们对“浮力秤”存在的问题和需要改进的地方进行了交流，他们认为若要使该“浮力秤”称量范围不变，但更精确，可采取的方法是 　可减小桶的底面积　 。 【答案】（1）B；（2）圆柱体桶；小；漂浮；（3）1；5；500；（4）可减小桶的底面积。 【解答】解：（1）A、根据p＝ρ液gh可知，钱塘江大桥桥墩受海水的压强随深度增大而变大，故A正确； B、因广济桥处于漂浮状态，涨潮时露出水面的部分不变，故B错误； C、物体漂浮时：F浮＝G，即深中通道中的沉管漂浮时浮力等于重力，故C正确； D、当深中通道中的沉管下沉时，根据沉浮条件，此时F浮＜G，所以深中通道中的沉管下沉的原理与潜水艇相同，故D正确； 故选：B； （2）根据F浮＝ρ液gV排＝ρ液gSh可知，要使浮力与浮沉桶浸没的深度成正比，S应该为一定值，即浮沉桶粗细不变，因此浮沉桶适宜选用圆柱体桶；为防止浮力秤倾覆，浮沉桶的重心不能太高，因此秤盘选用质量较小的托盘；由题意知，浮力秤在水中静止时始终处于漂浮状态； （3）m＝100g＝0.1kg，物体的重力为： G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N， 因为浮力秤处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，即F浮＝G＝1N； 小筒排开水的体积为： V排1×10﹣4m3＝100cm3， 因此小筒浸没的深度为： h5cm， 所以应在距桶底部5cm位置处标记浮力秤的“零刻度线”； 已知桶高度为30cm，则排开水的最大体积为： V排大＝20cm2×30cm＝600cm3＝6×10﹣4m3， 则小筒受到的最大浮力为： F浮大＝ρ水V排大g＝1.0×103kg/m3×6×10﹣4m3×10N/kg＝6N， 所以物体与桶的最大重力为：G大＝F浮大＝6N， 则物体与桶的最大质量为： m0.6kg＝600g， 物体的质量为：m物＝m大﹣m＝600g﹣100g＝500g； （4）“浮力秤”称量范围不变，即浮力不变，要提高精度，根据F浮＝ρ水V排g＝ρ水gSh可知，h，当浮力一定，底面积越小，高度h越高，精确度越高。 故答案为：（1）B；（2）圆柱体桶；小；漂浮；（3）1；5；500；（4）可减小桶的底面积。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $