5.1 建筑结构与功能（分层作业）科学新教材浙教版八年级上册

**基本信息** 本同步练习通过A、B、C三级分层设计，从基础结构识别到综合应用再到探究实践，系统覆盖建筑结构类型、功能关系及稳定性知识点，强化科学观念与探究实践能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A基础达标|建筑结构类型、桥梁分类等基础概念|结合地方建筑实例（如国家大剧院、通济桥）的选择填空题，夯实科学观念| |B能力提升|结构与功能关系、材料应用|阅读分析题（如潮音桥受力分析），通过推理论证提升科学思维| |C拓展培优|模型建构与实验探究|桥梁模型测试与计算（如承重压强计算、稳定性实验），发展探究实践能力|

5.1 建筑结构与功能（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、建筑结构类型 二、结构与功能的关系 三、建筑设计与稳定性 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、建筑结构类型 1．（2026·浙江台州2025学年第一学期期末教学质量监测科学·期末）某同学做了一个固定在墙面上的微波炉支架。考虑到稳定性和方便开门，以下方案中最合理的是（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】A 【详解】A．该方案的支架结构，既能够保证微波炉放置时的稳定性，又不会对微波炉门的开启造成妨碍，满足稳定性和方便开门的双重需求，故A正确； B．此方案中支架的结构设计，会严重阻碍微波炉门的打开，不符合方便开门的要求，故B错误； C．该方案中支架与墙面及放置面的结构连接方式，在稳定性方面可能存在不足，且从方便开门的角度考量，其设计不利于微波炉门的正常开启操作，故C错误； D．该方案的支架结构在稳定性上存在缺陷，同时也不利于微波炉门的正常开启，故D错误。 故选A。 2．（25-26·浙江台州路桥区·期末）如图所示，国家大剧院拥有目前国内跨度最大的穹顶，其拱形曲面能将受到的力均匀分散至结构体的各部分，该建筑结构属于（        ） A. 框架结构 B. 壳体结构 C. 实体结构 D. 蜂窝结构 【答案】B 【详解】国家大剧院的穹顶为拱形曲面，能将受到的力均匀分散至结构体各部分，符合壳体结构的受力与结构特点，所以该建筑结构属于壳体结构。B正确，ACD错误。 3．（25-26·浙江嘉兴·期末）科技兴趣小组进行“桥梁模型的制作与探究”的工程实践活动（如图）。下列有关说法正确的是（　　） A. 该桥梁模型属于斜拉桥 B. 斜杆利于增强桥梁稳定性 C. 撤去竖杆不影响桥梁承重能力 D. 承重测试时，桥梁发生形变就停止测试 【答案】B 【详解】A、据图可知，该桥梁模型属于桁架桥，故说法错误； B、在框架的横杆、竖杆、斜杆三种杆件中，斜杆对框架的稳定性起决定作用，故说法正确； C、在框架的横杆、竖杆、斜杆三种杆件中，竖杆对框架的稳定性起一定作用，故说法错误； D、承重测试时，桥梁发生坍塌就停止测试，故说法错误。 故选B。 4．（25-26·浙江杭州钱塘区·期末）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。下列著名建筑中没有利用壳体结构的是（     ） A. 金字塔 B. 国家大剧院 C. 杭州东站 D. 悉尼歌剧院 【答案】A 【详解】A．金字塔的外形是由许多的巨石搭建而成，它的结构本体属于是“实体结构”的范畴，没有利用壳体结构，故A符合题意； BCD．国家大剧院、杭州东站、悉尼歌剧院的屋顶都是拱形曲面，利用了壳体结构的特点，故BCD不符合题意。 故选A。 5．（25-26·浙江宁波余姚·期末）近日，市场监管总局（国家标准委）发布的《中小学生午休课桌椅通用技术要求》明确小学午休课桌椅上课状态下高度为455mm-730mm，午休时椅子展开长度不少于1050mm，靠背可放倒至135°以上。如图所示，图中圆圈部分为该课桌椅的主体结构，该结构属于（        ） A. 框架结构 B. 绳索结构 C. 壳体结构 D. 实体结构 【答案】A 【详解】框架结构是由杆件（如梁、柱等）通过一定的连接方式组成的结构体系，课桌椅的主体结构由多个杆件（如桌腿、椅腿等）相互连接构成，符合框架结构的特点；绳索结构主要依靠绳索的拉力来承受荷载，课桌椅主体结构并非如此；壳体结构是一种空间薄壁结构，如鸡蛋壳等，课桌椅主体结构不是这种形式；实体结构是由实心材料组成的结构，课桌椅主体结构明显不是实心的。所以该结构属于框架结构。故A正确。 6．（25-26·浙江金华金东区·期末）金华是三江汇流之地，桥梁也是交通枢纽的重要组成部分，根据桥梁承重构件的受力特点分类，下面桥梁类型属于斜拉桥的是（　　） A. 永济桥 B. 通济桥 C. 彩虹桥 D. 金婺大桥 【答案】D 【详解】A．永济桥属于梁桥，无斜拉索，故A不符合题意； B．通济桥属于拱桥可以做到较大跨度，以拱圈受压为主，靠拱脚推力承重，故B不符合题意； C．彩虹桥受力核心是拱与吊杆，并非斜拉索，故C不符合题意； D．金婺大桥的核心是斜拉索直接拉住主梁，属于斜拉桥，故D符合题意。 故选D。 7．（25-26·浙江台州椒江区·期末）下列有关建筑的结构和功能描述不合理的是（　　） A. 三角形结构利用了其具有的稳定性 B. 混凝土同时具有较好的抗压性和抗拉性 C. 底座支撑面大、重心低，有利于提高结构的稳定性 D. 结构的强度与结构的形状、材料、连接方式等有密切关系 【答案】B 【详解】A．三角形结构具有稳定性，所以建筑中多使用三角形结构，故A不符合题意； B．混凝土因其内部结构和组成材料的特性，天然具有“抗压强”而“抗拉弱”的特点，其本身并不具备较好的抗拉性，故B符合题意； C．底座支撑面大、重心低，有利于提高结构的稳定性，不容易倒塌，故C不符合题意； D．结构的强度与结构的形状、材料、连接方式等有密切关系，所以设计建筑时要考虑结构的形状、材料、连接方式等多个因素，故D不符合题意。 故选B。 8．（25-26·浙江宁波南三县联考·期末）象山港大桥是甬莞高速公路的组成部分，北起鄞州云龙镇，南至象山小蔚庄村，大桥全长6.7千米。如图所示为大桥的主桥部分，跨度688米，主桥部分在桥梁分类上属于（     ） A. 梁式桥 B. 拱桥 C. 悬索桥 D. 斜拉桥 【答案】D 【详解】A． 梁式桥：主要靠梁自身抗弯承重，无斜拉索，故A不符合题意； B． 拱桥：拱桥可以做到较大跨度，以拱圈受压为主，靠拱脚推力承重，故B不符合题意； C． 悬索桥：悬索桥适合超大跨度（如千米以上），且需要主缆和锚碇，以主缆为主要承重构件，斜拉索仅为辅助，故C不符合题意； D． 斜拉桥：斜拉桥适合688米的跨度，核心是斜拉索直接拉住主梁，与题图结构一致，故D符合题意。 故选D。 9．（25-26·浙江绍兴柯桥区·期末）如图是钱塘江大桥，从结构与形态来看，横跨于两个桥墩之间的桥梁所属的结构类型是（        ） A. 桁架 B. 实体 C. 悬索 D. 斜拉 【答案】A 【详解】A．桁架结构是由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的格状结构，能有效承受荷载且减轻自重，钱塘江大桥横跨两个桥墩之间的桥梁部分正是由大量钢杆件组成的格构式桁架结构，符合该结构的典型特征，A正确。  B．实体结构是实心的整体结构，如墙体、大坝等，钱塘江大桥的桥梁部分不是实心整体，不属于实体结构，B错误。  C．悬索结构主要依靠悬索来承受荷载，像悬索桥有主缆等悬索部件，图中桥梁没有悬索结构的特征，不属于悬索结构，C错误。  D．斜拉结构是通过斜拉索将桥梁主梁固定在桥塔上，图中桥梁没有斜拉索和对应桥塔的斜拉结构特征，不属于斜拉结构，D错误。       二、结构与功能的关系 10．（2026·浙江台州黄岩区2025学年第一学期期末教学质量监测科学·期末）黄岩五洞桥具有独特的地方风格，成为这一带古代桥梁工程的代表作。按照结构和受力特点，五洞桥属于（        ） A. 梁式桥 B. 拱桥 C. 悬索桥 D. 斜拉桥 【答案】B 【详解】A．梁式桥主要由水平或近似水平的梁承受荷载，图中的五洞桥不是梁式结构，故A不符合题意。 B．图中桥体具有连续的拱形桥洞，主要利用拱形结构承受并传递荷载，属于拱桥，故B符合题意。 C．悬索桥的桥面主要由主缆和吊索悬挂，图中没有这种结构，故C不符合题意。 D．斜拉桥的桥面由斜拉索直接拉住，图中没有斜拉索结构，故D不符合题意。 故选B。 11．（25-26·浙江湖州吴兴区·期末）下列湖州市的建筑中，不属于利用拱形结构来提高强度的是（        ） A.  B.  C.  D.  【答案】D 【详解】拱形能将压力向两侧分散，石拱桥、建筑的拱形屋顶或门窗是经典应用，利用拱形分散承重压力，例如：石拱桥、隧道、拱形屋顶、拱门等，由图可知，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 12．（25-26·浙江宁波余姚·期末）如图所示，舜江楼前的通济桥曾是余姚市南北交通要道，有“浙东第一桥”之称。该桥梁属于下列哪种类型（        ） A. 拱桥 B. 梁式桥 C. 悬索桥 D. 斜拉桥 【答案】A 【详解】A．拱桥是依靠拱形结构承受荷载，桥面下方有半圆形或弧形拱洞，图中通济桥能清晰看到多个弧形拱洞，符合拱桥特征。故A符合题意； B．梁式桥是桥面由平直横梁支撑，桥下无拱形结构，是直梁样式，和图片不符。故B不符合题意； C．悬索桥是依靠高大桥塔和悬挂钢缆吊起桥面，图中无钢索、桥塔，排除。故C不符合题意； D．斜拉桥是桥塔伸出斜向钢索拉住桥面，图中无斜拉钢索，排除。故D不符合题意。 故选A。 13．（25-26·浙江湖州安吉县·期末）潮音桥建于明嘉靖十八年（1539），位于湖州市南街东侧，俗称桥里桥，是湖城三绝之一。 （1）由图可知，按照桥梁的结构，它属于　　　　　　　　　　　　（填“梁式桥”、“拱桥”、“悬索桥”或“斜拉桥”）。 （2）该桥在竖直方向荷载作用下，受到一个向下的压力，桥体结构又会把传递至桥体底部两端的基座上，关于基座受力情况分析正确的是____________（填字母）。 A.  B.  C.  D.  【答案】（1）拱桥     （2）A      【详解】(1)小问详解： 从题图可以看到该桥拥有拱形的桥身结构，符合拱桥的结构特征，因此它属于拱桥。 (2)小问详解： 拱桥在受到顶部向下的荷载时，会将力分解传递给两端基座：一方面会对基座产生竖直向下的压力，另一方面拱形结构会对两端基座产生向外侧（左、右方向）的推力，故选A。 14．（25-26·浙江杭州·期末）在学校科技节《木筷桥梁——探索结构的力量》中，要挑战用木筷和橡皮筋搭建一座跨度为50厘米的桥梁模型。受杭州著名桥梁（如钱塘江大桥和钱江三桥）的启发，你想探究：桥梁的　　　　　　　　　　对它的承重能力有什么影响？ （1）在实验中必须保持相同的条件有：　　　　　　　　　　（写出一条） （2）动手实验与收集证据：搭建了两种模型进行对比测试： 模型A（平板梁式桥）：将木筷并排用橡皮筋绑紧作为桥面，两端架空。 模型B（桁架斜拉桥）：先用木筷组成多个三角形桁架作为主梁，再用木筷搭建桥塔，并用橡皮筋连接桥塔与桥面（模拟斜拉索）。 （3）评价：该模型在评价量表中“结构形变程度”指标上评定为待改进，请将　　　　　　　　　　处补充完整 评价维度 优秀 良好 待改进 模型承重能力 能承载16本及以上科学课本的重量 能承载12-15本科学课本的重量 无法承载12本科学课本的重量 结构形变程度 加载完重物后，模型能完全恢复原状，无永久形变。 加载完重物后，模型局部无法恢复原来的形状，但未损坏。 加载完重物后，__________ 外观与结构完整性 美观且牢固，结构完整 美观，结构基本完整 不美观不牢固，结构不完整 （4）模型B承重更强，主要是因为三角形桁架大大增加了结构的　　　　　　　　　　，而模拟的斜拉索则帮助将桥面的压力分散传递到了桥塔。 【答案】① 结构形式    ② 木筷的数量    ③ 模型不能恢复原状，发生永久形变，出现结构损坏    ④ 稳定性 【详解】[1]分析题目可知，题中对比了两种不同结构形式的桥梁模型（平板梁式桥和桁架斜拉桥），它们的核心区别就是结构形式不同。因此该实验的目的是探究不同桥梁结构对它的承重能力有什么影响。 [2]对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验。根据变量设置对照实验，可以增强实验结果的说服力。由题可知，这是一个对照实验，需要保证只有“结构形式”这一个变量在变，其他所有可能影响承重结果的条件都必须保持相同，因此需要保持木筷的数量、橡皮筋的数量、桥梁跨度、加载方式等条件相同。 [3]根据表格中“待改进”一栏其承重能力最弱可推知，其“结构形变程度”也对应最差的情况，即加载完重物后，模型不能恢复原状，发生永久形变，出现结构损坏。 [4]三角形的三条边长度确定后，其形状就固定不变，不易发生变形。这种特性使得三角形结构在承受荷载（如车辆重量、风力等）时，能够保持结构的稳固，不易出现扭曲、变形等情况。因此模型B承重更强，主要是因为三角形桁架大大增加了结构的稳定性。 15．（25-26·浙江衢州衢江区·期末）某兴趣小组设计了一座简易桥梁模型（如图甲所示）。现在要对该模型进行稳定性测试，实验方案如图乙所示，他们利用铁块、托盘天平、刻度尺等器材进行如下测试： 步骤Ⅰ：将桥梁模型放置在水平的桌面上。 步骤Ⅱ：在桥梁的右侧最远端逐渐叠加铁块（每个铁块质量为m），直到桥梁模型发生翻转，记录此时铁块总质量为M。 （1）请写出该桥梁模型稳定性好坏的判断依据　　　　　　　　。 （2）科学上，我们将该模型不发生左右翻转时所能承受的最大载重称为“稳定值”，即为。通过上述实验可以推断，稳定值取值范围为　　　　　　　　（用M、m表示）。 （3）如果要提高桥梁模型的稳定性，可以采取的措施是：　　　　　　　　。 ①两端增加桥墩；②减小桥面宽度；③增加桥梁两端伸出部分的长度。 【答案】（1）桥梁模型发生翻转时所加铁块的总质量越大，稳定性越好     （2）     （3）①      【详解】(1)小问详解： 在相同测试条件下，桥梁模型发生翻转时所叠加铁块的总质量越大，说明其能承受的载重越大，稳定性越好。 (2)小问详解： 铁块总质量为时，桥梁模型尚未发生翻转；总质量增加到时，桥梁模型发生翻转，因此稳定值应满足 (3)小问详解： ①在桥梁两端增加桥墩，可以增大桥梁的支撑范围，使桥梁不易发生翻转，从而提高桥梁模型的稳定性，故①符合题意； ②减小桥面宽度，不能增大桥梁在图示方向的支撑范围，不能提高其抗翻转能力，故②不符合题意； ③增加桥梁两端伸出部分的长度，会增大载重到支点的距离，相同载重产生的力矩更大，桥梁更容易发生翻转，故③不符合题意。 故选①。 16．（2025·浙江义乌下学期期末教学质量评价卷科学·期末）为什么桥梁不仅能够支撑起自身的重量，还能够承载来来往往的车辆的重量？为此同学们利用废旧报纸为材料开展了“报纸搭桥大挑战”的项目化实践活动。 【材料与要求】 材料：12张废旧报纸、双面胶、剪刀； 要求：桥梁需跨越不小于30厘米的间距（模拟河道）。 【方案与测试】 （1）把报纸裁成一定的形状后，在两边用胶带固定使它处于水平（如图），再在上面放置练习本。 ①对于报纸上放练习本有“一直叠放”和“尽量平铺”两种方式。为了使报纸能承受更多的练习本，应选择的方式是　　　　　　　　　　； ②当小义同学用叠放的方式在报纸上一共放置了规格为18cm×26cm、质量为90克的练习本13本，求此时报纸所受的压强　　　　　　　　　　； 【操作与评价】 （2）同样大小的纸条折成不同的形状，并进行承重能力的检测。根据下表承重能力的检测情况，你觉得他们应该选用的纸条结构是　　　　　　　　　　； 纸条结构 O形 M形 ∩形 承重能力（相对值） 5 3 2 （3）请从产品设计评价量表中的“结构创新”维度对下面左图所示纸桥的等级作出判定　　　　　　　　　　　 【拓展与分析】 产品设计评价量表 优秀 良好 合格 承重能力 10瓶及以上未开封的矿泉水，无明显变形 7—9瓶，轻微变形 4—6瓶，明显变形但未倒塌 结构创新 结构设计有独特性，如采用“组合拱+圆筒”“波浪形桥面”等非基础结构 采用常规结构但有改进，如“双层平板+加固桥墩”“三角形支架” 基础结构，如“单一平板+简单桥墩” （4）有些桥梁采用弧形拱结构。当弧形拱受到向下的压力F1时，拱被压缩，拱的各部分相互挤压，压力F1被拱传递，对基座产生作用力。下列关于基座受到的力的分析，正确的是                 。 A.  B.  C.  D.  【答案】（1）① 尽量平铺    ② 250Pa     （2）O形     （3）合格     （4）A      【详解】(1)小问详解： 根据压强公式，当总压力一定时，增大受力面积可以减小压强。练习本尽量平铺增大了受力面积，对报纸的压强更小，因此可以承受更多练习本。 报纸受到的压力等于总重力 叠放时受力面积 因此压强 (2)小问详解： 根据表格数据，O形结构的承重能力相对值最大，因此选择O形结构。 (3)小问详解： 左图所示纸桥，单一平板，是基础结构，因此合格。 (4)小问详解： 弧形拱受到向下的压力时，拱被压缩有向两侧扩张的趋势，因此拱对两侧基座会产生向外侧（左基座受向左的力、右基座受向右的力）和向下的力，故选A。 17．（25-26·浙江杭州·月考）飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是一种考虑室内采光取暖的中国传统建筑特色，是我国古代劳动人民智慧的结晶。不同地区的飞檐设计略有不同。 资料1：图甲为飞檐景观，图乙反映飞檐光照原理。 资料2：浙江的飞檐设计与北京飞檐相比，若屋顶高度不变时：既可以保持飞檐长度不变，加大飞檐翘起角度，也可以保持飞檐翘起角度不变，缩短飞檐。 （1）分析资料1，与普通屋顶相比，飞檐屋顶的优点是　　　　　　　　　　　　。 （2）结合所学知识，对资料2中浙江的飞檐设计与北京的飞檐设计不同做出合理的解释：　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）飞檐有利于太阳光照射，增加采光，特别是冬季太阳高度角较小时，照射到屋内面积比普通的更大     （2）浙江省的太阳高度比北京的太阳高度大      【详解】(1)小问详解： 观察图乙可知，飞檐屋顶与普通屋顶相比，冬季时能让更多的正午阳光照射进室内，所以其优点是利于太阳光照射，增加室内采光。 (2)小问详解： 因为浙江比北京纬度低，夏季正午太阳高度角更大，冬季正午太阳高度角同样更大。如果保持飞檐长度不变，加大翘起角度，这样可以减少夏季正午阳光进入室内，避免室内过热，同时保证冬季正午阳光能更多进入室内，增加采光取暖；若保持翘起角度不变，缩短飞檐，也能减少夏季正午阳光进入室内，并且不影响冬季正午阳光进入室内，这些设计都是为了适应浙江的气候需求。 18．（25-26·浙江台州路桥区·期末）在校科技节木桥承重比赛中，小柯设计制作了如图所示的桥梁模型，并进行了承重测试。在承重测试中，承重板通过挂钩与电子秤相连。通过往承重容器中不断加入重物来比较不同桥梁的承重能力，直至木桥受损。 （1）在承重测试中，小柯认为往承重容器内加入细沙比钩码更好，其理由是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）已知承重板与水平桥面的接触面积为15厘米2，桥梁下方电子秤悬挂重物的最大质量为15千克，不计电子秤、承重板及承重容器的自重，求该桥梁所能承受的最大压强？ （3）桁架梁主体结构中有多个三角形，这样设计的目的是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）细沙可以连续缓慢地加入，便于准确确定桥梁的最大承重     （2）     （3）利用三角形的稳定性，增强桥梁的结构稳定性，从而增加桥梁的承重能力      【详解】(1)小问详解： 钩码只能一个一个地增加，加入时对桥梁产生的压力变化是不连续的，容易导致桥梁突然受损，无法准确测量其最大承重；而细沙可以连续缓慢地加入，能够平稳地增加桥梁所承受的压力，便于准确确定桥梁的最大承重。 (2)小问详解： 电子秤悬挂重物的最大重力 桥面受到的最大压力 该桥梁所能承受的最大压强 (3)小问详解： 三角形具有稳定性，在桁架梁主体结构中设计多个三角形，可以使桥梁结构更加稳固，增强桥梁的结构稳定性，从而提高桥梁的承重能力。 三、建筑设计与稳定性 19．（25-26·浙江温州·期末）利用完全相同的复合板（制作桥面）、木块（制作桥墩）和重物搭建桥梁模型，进行如图实验研究不同类型桥梁的性能。该实验中影响桥梁模型性能的主要因素为（     ） A. 桥墩的跨度 B. 桥墩的高度 C. 桥面的材料 D. 桥面的形状 【答案】D 【详解】该实验的目的是研究不同类型桥梁的性能，模型中桥面、桥墩的材料相同，桥墩的形状和跨度完全相同，只有桥面的形状不同，通过桥面承载相同物重时形变量的大小可以判断桥梁的性能，因此该实验影响桥梁性能性能的主要因素是桥面的形状，故选D。 20．（25-26·浙江绍兴越城区·期末）人民大桥（照片及模型图如下）是上虞区的标志性建筑之一，桥长约1120米，宽26米。该桥连接新老城区，缓解区域交通压力，兼具实用性与景观性。造型简洁现代，与曹娥江水域景观相协调。按照桥梁的结构和受力特点，人民大桥属于（　　） A. 梁式桥 B. 斜拉桥 C. 悬索桥 D. 拱桥 【答案】B 【详解】由图可知，人民大桥是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系，属于斜拉桥。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 21．（25-26·浙江湖州吴兴区·期末）如图甲是小兴制作的桥梁模型。 （1）其中A处应选择的接口材料为图乙中的　　　　　　　　　　　　，该模型中多处有类似B的斜杆，作用是　　　　　　　　　　　　。 （2）2025年诺贝尔奖化学奖授予开发金属有机框架材料（MOFs）的三位科学家。MOFs被称为分子乐高，是利用金属离子和有机分子构建具有大量孔洞的“货架”，这些孔洞可以根据需要捕获、储存或释放特定物质如图丙是某种MOFs微观结构模型，图甲桥梁模型中的插口类似于MOFs中的　　　　　　　　　　　　（填“金属离子”或“有机分子”）。下列领域，该材料具有应用前景的有　　　　　　　　　　　　。 A.从空气中收集饮用水：通过选择孔径合适的MOFs吸附水蒸气 B.物质分离：利用孔径合适的MOFs选择性吸附特定分子 【答案】（1）① 三插接口    ② 增强桥梁结构的稳定性（或利用三角形结构提升整体强度，防止结构变形）     （2）① 金属离子    ② AB      【详解】(1)小问详解： 观察图甲中A处的节点，一共连接了3根不同方向的杆件，对应图乙里可同时插接3根杆的三插接口。斜杆和相邻的杆件可以组成三角形结构，三角形是初中科学里明确的稳定几何结构，能够有效提升桁架桥梁的整体强度，避免结构发生形变，增强承重能力与稳定性。 (2)小问详解： 图丙里MOFs的金属离子是作为节点，用来连接作为杆件的有机分子，和桥梁模型里用来连接多根杆件的插口功能完全一致，因此插口对应金属离子。 MOFs拥有大量可调控孔径的孔洞，既可以用适配孔径吸附空气中的水蒸气来收集饮用水，也可以依靠孔径的选择性来分离不同大小的特定分子，因此A、B两个领域都有应用前景。 22．（25-26·浙江绍兴柯桥区·期末）如图甲所示是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最大承重。 （1）要对该模型进行稳定性试验，可将该模型不发生左右翻转时所能承受的最大载重称为“稳定值”。某学生根据提供的钩码，设计了简易试验方案来测试该模型的稳定性，步骤如下： a.将桥梁模型放置在　　　　　　桌面上。 b.如图乙所示，在桥梁的右侧最远端逐渐悬挂钩码（每个钩码的质量均为m），直到桥梁模型发生翻转，记录此时钩码总质量为M。根据试验可得出，该桥梁模型的“稳定值”为　　　　　　（填字母）。 A.M   B.小于   C.大于M   D.大于，小于M （2）若要测量模型的最大承重，可在桥梁的中心逐渐增加钩码，当模型出现　　　　　　现象时，记录此时钩码总质量为，即为该桥梁模型的最大承重。 （3）如果要提高该桥梁模型的最大承重，可以采取的措施有______。 A. 增加桥墩高度 B. 选用高强度的材料 C. 增加桥面木板的厚度 D. 增大两桥墩之间的距离 【答案】（1）① 水平    ② D     （2）不可逆形变/桥面坍塌/断裂（合理即可）     （3）BC      【详解】(1)小问详解： 为保证测试的准确性和稳定性，应将桥梁模型放置在水平的桌面上。 当悬挂钩码总质量为𝑀时桥梁模型发生翻转，说明在悬挂钩码总质量为𝑀−𝑚时还未翻转，所以该桥梁模型的“稳定值”大于𝑀−𝑚，小于𝑀。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 (2)小问详解： 测试最大承重，持续加载至桥梁模型刚出现明显变形/断裂坍塌瞬间，此时负载为最大承重。 (3)小问详解： A．增加桥墩高度对提高桥梁模型的最大承重没有直接关系，因为桥墩高度主要影响桥梁的空间高度等，而非承重能力，故A不符合题意； B．选用高强度的材料，可以提高材料的承载能力，从而提高桥梁模型的最大承重，故B符合题意； C．增加桥面木板的厚度，可增强桥面的强度和承载能力，能提高桥梁模型的最大承重，故C符合题意； D．增大两桥墩之间的距离，会使桥面跨度增大，在相同材料和结构下，反而会降低桥梁的承重能力，故D不符合题意。 故选BC。 【B 能力提升题】 23．水泥是一种重要的建筑材料，把水泥用在建筑上，坚固耐压，但不耐拉，通常在混凝土建筑物需承受拉力的部位用钢筋来加固，正确地放置钢筋的位置，可以使建筑物更加牢固．如图所示，楼板和阳台的加固钢筋的位置都正确的是（        ） A.  B.  C.  D.  【答案】A 【详解】人站在平台楼板上时，楼板会向下微微弯曲，此时楼板的下表面会被拉伸、产生拉力，因此平台的钢筋需要布置在楼板的下部。 阳台是一端固定在墙体上的悬臂结构，承重时阳台会向下微微翘起弯曲，此时阳台的上表面会被拉伸、产生拉力，因此阳台的钢筋需要布置在阳台的上部。 故选A。 24．（25-26·浙江海宁·期末）如图是湖州三绝之一的潮音桥，始建于明代，兼具交通与景观等功能，结合其建筑特色，回答下列问题： （1）潮音桥是一座三孔　　　　　　　（填“梁式桥“拱桥”“悬索桥”或“斜拉桥”），中间大孔便于通航，两侧小孔可减轻桥身重量，这种设计桥梁的优点是　　　　　　　（写一点即可）。 （2）在承受车辆与行人荷载时，主要通过弧形拱结构将向下的压力转化并传递给基座，该结构便会产生竖直向上的支持力和　　　　　　　（填力的方向）的力。 【答案】（1）① 拱桥    ② 利于泄洪     （2）斜向下      【详解】(1)小问详解： 由图可知，潮音桥是一座三孔拱桥，中间大孔便于通航，两侧小孔可减轻桥身重量，这样利于泄洪、造型稳固美观。 (2)小问详解： 拱桥把竖直压力分解，传递给桥基时，除竖直向上的支持力外，还有向两侧斜向下的推力。 25．阅读短文，回答问题。 中国桥梁 中国是桥的故乡，被誉为“桥的国度”。中国桥梁是中华民族勤劳智慧的象征，以雄伟的身姿，跨越江河湖海，连接天南地北，见证了中国的历史变迁和现代化进程。 木材是较早的建桥材料，但木材本身质松易腐，牢固性、耐久性比较差。受材料硬度和长度的限制，在河面较宽的河流上不宜架设木质桥梁，因此木桥逐渐被木石混合或砖、石等材质的桥梁所取代。钢铁的生产以及钢筋混凝土的出现为建造桥梁提供了新的材料，桥的跨度和承重能力得到了大幅度提高。 桥梁能承受的最大重力不仅与材料有关，还与桥的结构有关。在桥梁设计中，桥梁的支撑结构常常被设计成三角形，以保证桥梁的稳定性和承载能力。桥梁的种类多种多样，常见的有梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥等，如图甲所示。通常情况下，梁桥受力明确，施工工艺简单、成熟；拱桥外形美观，承重潜力大，但对地基稳定性要求高，施工较为复杂。悬索桥是通过吊索将桥面荷载传到主缆上，再由主缆传到锱碗和索塔上；斜拉桥是通过斜拉索将主梁承担的荷载传到桥塔上。 （1）在桥梁设计中，为什么桥梁的支撑结构常常被设计成三角形？ （2）现代桥梁建造都使用钢筋混凝土，请说出钢筋混凝土的一种物理性质及优点。 （3）港珠澳大桥是中国走向“桥梁强国”的里程碑，如图乙所示是其主体桥梁，其结构类型是什么种类？ （4）当压力超过物体的承受能力时物体会发生弯曲，拉力超过物体的承受能力时物体会被拉断。建桥过程中，解决这些情况的最佳方式是将力分散或转移。分散是将其散布到更大的面积，避免出现某个点集中受力。转移是将其从强度较弱的区域移到专门设计的受力区域。则拱桥属于把力进行 　　　　　　　　 ，而悬索桥属于把力进行 　　　　　　　　 。 （5）实验小组用杠杆和细线模拟斜拉桥，探究细线的拉力与什么因素有关。 如图丙所示是实验小组探究的部分过程：保持杠杆所挂物体的重力和位置不变，将细线分别固定在杠杆A、B、C三处，用弹簧测力计分别测出细线绕过杠杆顶部定滑轮后的拉力；改变杠杆的高度，重复上述测量。 这个过程中，实验小组在探究细线的拉力与什么因素的关系？通过实验和已有杠杆的知识，会发现细线的拉力与其关系是什么？ 【答案】（1）在桥梁设计中，支撑结构常常被设计成三角形，以保证桥梁的稳定性和承载能力     （2）现代桥梁建造都使用钢筋混凝土，钢筋混凝土具有硬度大且抗压性好的特点，同时价格经济划算     （3）斜拉桥     （4）① 转移    ② 把力分散开来     （5）高度      【详解】(1)小问详解： 三角形是唯一在几何上不可变形的多边形。当受外力时，其他多边形会因接点转动而变形，但三角形通过三条边的相互约束能保持形状不变，这种特性被称为几何不变性。短文中也提到这样可以保证桥梁的稳定性和承载能力。 (2)小问详解： 根据短文可知，受材料硬度和长度的限制，在河面较宽的河流上不宜架设木质桥梁，钢铁的生产以及钢筋混凝土的出现为建造桥梁提供了新的材料，桥的跨度和承重能力得到了大幅度提高，所以钢筋混凝土的一个性质和优点是硬度大。 (3)小问详解： 根据乙图可知，对比图甲，港珠澳大桥的结构类型是斜拉桥。 (4)小问详解： [1]拱桥的拱形结构将桥面承受的压力分解并分散到拱脚和拱身各个部分，增大了受力面积，避免了局部应力过大。因此，拱桥是将力进行分散。 [2]悬索桥是通过吊索将桥面荷载传到主缆上，再由主缆传到锚碇和索塔上，所以悬索桥属于把立进行转移。 (5)小问详解： [1]根据题意可知，将细线固定在A、B、C三处，细线与杠杆之间的夹角在发生变化，调节杠杆的高度，细线与杠杆之间的夹角在变化，故探究细线的拉力大小与细线与杠杆之间的夹角关系。 [2]当细线固定在某点时，使杠杆水平平衡的竖直方向的力是某一定值，细线与杠杆之间的夹角越大，拉力大小越接近该定值，即杠杆一定时，细线与杠杆的夹角越大，拉力越小。 26．（25-26·浙江绍兴新昌县·期末）秋假期间，科学兴趣小组前往天姥山进行野外环境与工程考察。他们沿着古驿道行进，沿途小桥流水风景旖旎，请运用所学科学知识分析下列问题。 （1）沿路树叶呈现红色或黄色，是因为叶片主要　　　　　　（选填“吸收”或“反射”）太阳光中的红色或黄色光； （2）小组考察了一座清代单孔石拱桥——落马桥（如图）。该桥跨度约7米，拱圈由规整的花岗岩砌成。石拱桥的桥墩通常建得较宽大，这是通过　　　　　　来减小对地基的压强，防止桥体下沉； （3）落马桥下的河水奔流不息。从水循环的角度看，河流属于水循环中的　　　　　　环节； （4）从工程与环境角度，简要说明石拱桥设计的一个优点。 【答案】（1）反射     （2）增大受力面积     （3）地表径流     （4）利用当地石材，材料易得且耐久；拱形结构稳固，能较好分布压力，跨越较大跨度；桥洞利于排水，减少洪水对桥体的冲击      【详解】(1)小问详解： 不透明物体的颜色由其反射的色光决定。沿路树叶呈现红色或黄色，是因为叶片主要反射太阳光中的红色或黄色光。 (2)小问详解： 石拱桥的桥墩通常建得较宽大，这是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地基的压强，防止桥体下沉。 (3)小问详解： 水循环的主要环节包括蒸发、水汽输送、降水、下渗和径流，其中降水、蒸发和径流是三个最重要的环节。‌从水循环的角度看，河流属于水循环中的地表径流环节。 (4)小问详解： 见答案 【C 拓展培优题】 27．（25-26·浙江杭州·期末）在学校科技节《木筷桥梁——探索结构的力量》中，要挑战用木筷和橡皮筋搭建一座跨度为50厘米的桥梁模型。受杭州著名桥梁（如钱塘江大桥和钱江三桥）的启发，你想探究：桥梁的　　　　　　　　　　对它的承重能力有什么影响？ （1）在实验中必须保持相同的条件有：　　　　　　　　　　（写出一条） （2）动手实验与收集证据：搭建了两种模型进行对比测试： 模型A（平板梁式桥）：将木筷并排用橡皮筋绑紧作为桥面，两端架空。 模型B（桁架斜拉桥）：先用木筷组成多个三角形桁架作为主梁，再用木筷搭建桥塔，并用橡皮筋连接桥塔与桥面（模拟斜拉索）。 （3）评价：该模型在评价量表中“结构形变程度”指标上评定为待改进，请将　　　　　　　　　　处补充完整 评价维度 优秀 良好 待改进 模型承重能力 能承载16本及以上科学课本的重量 能承载12-15本科学课本的重量 无法承载12本科学课本的重量 结构形变程度 加载完重物后，模型能完全恢复原状，无永久形变。 加载完重物后，模型局部无法恢复原来的形状，但未损坏。 加载完重物后，__________ 外观与结构完整性 美观且牢固，结构完整 美观，结构基本完整 不美观不牢固，结构不完整 （4）模型B承重更强，主要是因为三角形桁架大大增加了结构的　　　　　　　　　　，而模拟的斜拉索则帮助将桥面的压力分散传递到了桥塔。 【答案】① 结构形式    ② 木筷的数量    ③ 模型不能恢复原状，发生永久形变，出现结构损坏    ④ 稳定性 【详解】[1]分析题目可知，题中对比了两种不同结构形式的桥梁模型（平板梁式桥和桁架斜拉桥），它们的核心区别就是结构形式不同。因此该实验的目的是探究不同桥梁结构对它的承重能力有什么影响。 [2]对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不同以外，其他条件都相同的实验。根据变量设置对照实验，可以增强实验结果的说服力。由题可知，这是一个对照实验，需要保证只有“结构形式”这一个变量在变，其他所有可能影响承重结果的条件都必须保持相同，因此需要保持木筷的数量、橡皮筋的数量、桥梁跨度、加载方式等条件相同。 [3]根据表格中“待改进”一栏其承重能力最弱可推知，其“结构形变程度”也对应最差的情况，即加载完重物后，模型不能恢复原状，发生永久形变，出现结构损坏。 [4]三角形的三条边长度确定后，其形状就固定不变，不易发生变形。这种特性使得三角形结构在承受荷载（如车辆重量、风力等）时，能够保持结构的稳固，不易出现扭曲、变形等情况。因此模型B承重更强，主要是因为三角形桁架大大增加了结构的稳定性。 28．（25-26·浙江绍兴新昌县·期末）秋假期间，科学兴趣小组前往天姥山进行野外环境与工程考察。他们沿着古驿道行进，沿途小桥流水风景旖旎，请运用所学科学知识分析下列问题。 （1）沿路树叶呈现红色或黄色，是因为叶片主要　　　　　　（选填“吸收”或“反射”）太阳光中的红色或黄色光； （2）小组考察了一座清代单孔石拱桥——落马桥（如图）。该桥跨度约7米，拱圈由规整的花岗岩砌成。石拱桥的桥墩通常建得较宽大，这是通过　　　　　　来减小对地基的压强，防止桥体下沉； （3）落马桥下的河水奔流不息。从水循环的角度看，河流属于水循环中的　　　　　　环节； （4）从工程与环境角度，简要说明石拱桥设计的一个优点。 【答案】（1）反射     （2）增大受力面积     （3）地表径流     （4）利用当地石材，材料易得且耐久；拱形结构稳固，能较好分布压力，跨越较大跨度；桥洞利于排水，减少洪水对桥体的冲击      【详解】(1)小问详解： 不透明物体的颜色由其反射的色光决定。沿路树叶呈现红色或黄色，是因为叶片主要反射太阳光中的红色或黄色光。 (2)小问详解： 石拱桥的桥墩通常建得较宽大，这是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地基的压强，防止桥体下沉。 (3)小问详解： 水循环的主要环节包括蒸发、水汽输送、降水、下渗和径流，其中降水、蒸发和径流是三个最重要的环节。‌从水循环的角度看，河流属于水循环中的地表径流环节。 (4)小问详解： 见答案 29．（25-26·浙江衢州衢江区·期末）某兴趣小组设计了一座简易桥梁模型（如图甲所示）。现在要对该模型进行稳定性测试，实验方案如图乙所示，他们利用铁块、托盘天平、刻度尺等器材进行如下测试： 步骤Ⅰ：将桥梁模型放置在水平的桌面上。 步骤Ⅱ：在桥梁的右侧最远端逐渐叠加铁块（每个铁块质量为m），直到桥梁模型发生翻转，记录此时铁块总质量为M。 （1）请写出该桥梁模型稳定性好坏的判断依据　　　　　　　　。 （2）科学上，我们将该模型不发生左右翻转时所能承受的最大载重称为“稳定值”，即为。通过上述实验可以推断，稳定值取值范围为　　　　　　　　（用M、m表示）。 （3）如果要提高桥梁模型的稳定性，可以采取的措施是：　　　　　　　　。 ①两端增加桥墩；②减小桥面宽度；③增加桥梁两端伸出部分的长度。 【答案】（1）桥梁模型发生翻转时所加铁块的总质量越大，稳定性越好     （2）     （3）①      【详解】(1)小问详解： 在相同测试条件下，桥梁模型发生翻转时所叠加铁块的总质量越大，说明其能承受的载重越大，稳定性越好。 (2)小问详解： 铁块总质量为时，桥梁模型尚未发生翻转；总质量增加到时，桥梁模型发生翻转，因此稳定值应满足 (3)小问详解： ①在桥梁两端增加桥墩，可以增大桥梁的支撑范围，使桥梁不易发生翻转，从而提高桥梁模型的稳定性，故①符合题意； ②减小桥面宽度，不能增大桥梁在图示方向的支撑范围，不能提高其抗翻转能力，故②不符合题意； ③增加桥梁两端伸出部分的长度，会增大载重到支点的距离，相同载重产生的力矩更大，桥梁更容易发生翻转，故③不符合题意。 故选①。 30．（25-26·浙江台州路桥区·期末）在校科技节木桥承重比赛中，小柯设计制作了如图所示的桥梁模型，并进行了承重测试。在承重测试中，承重板通过挂钩与电子秤相连。通过往承重容器中不断加入重物来比较不同桥梁的承重能力，直至木桥受损。 （1）在承重测试中，小柯认为往承重容器内加入细沙比钩码更好，其理由是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）已知承重板与水平桥面的接触面积为15厘米2，桥梁下方电子秤悬挂重物的最大质量为15千克，不计电子秤、承重板及承重容器的自重，求该桥梁所能承受的最大压强？ （3）桁架梁主体结构中有多个三角形，这样设计的目的是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）细沙可以连续缓慢地加入，便于准确确定桥梁的最大承重     （2）     （3）利用三角形的稳定性，增强桥梁的结构稳定性，从而增加桥梁的承重能力      【详解】(1)小问详解： 钩码只能一个一个地增加，加入时对桥梁产生的压力变化是不连续的，容易导致桥梁突然受损，无法准确测量其最大承重；而细沙可以连续缓慢地加入，能够平稳地增加桥梁所承受的压力，便于准确确定桥梁的最大承重。 (2)小问详解： 电子秤悬挂重物的最大重力 桥面受到的最大压力 该桥梁所能承受的最大压强 (3)小问详解： 三角形具有稳定性，在桁架梁主体结构中设计多个三角形，可以使桥梁结构更加稳固，增强桥梁的结构稳定性，从而提高桥梁的承重能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1 建筑结构与功能（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、建筑结构类型 二、结构与功能的关系 三、建筑设计与稳定性 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、建筑结构类型 1．（2026·浙江台州2025学年第一学期期末教学质量监测科学·期末）某同学做了一个固定在墙面上的微波炉支架。考虑到稳定性和方便开门，以下方案中最合理的是（　　） A.  B.  C.  D.  2．（25-26·浙江台州路桥区·期末）如图所示，国家大剧院拥有目前国内跨度最大的穹顶，其拱形曲面能将受到的力均匀分散至结构体的各部分，该建筑结构属于（        ） A. 框架结构 B. 壳体结构 C. 实体结构 D. 蜂窝结构 3．（25-26·浙江嘉兴·期末）科技兴趣小组进行“桥梁模型的制作与探究”的工程实践活动（如图）。下列有关说法正确的是（　　） A. 该桥梁模型属于斜拉桥 B. 斜杆利于增强桥梁稳定性 C. 撤去竖杆不影响桥梁承重能力 D. 承重测试时，桥梁发生形变就停止测试 4．（25-26·浙江杭州钱塘区·期末）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。下列著名建筑中没有利用壳体结构的是（     ） A. 金字塔 B. 国家大剧院 C. 杭州东站 D. 悉尼歌剧院 5．（25-26·浙江宁波余姚·期末）近日，市场监管总局（国家标准委）发布的《中小学生午休课桌椅通用技术要求》明确小学午休课桌椅上课状态下高度为455mm-730mm，午休时椅子展开长度不少于1050mm，靠背可放倒至135°以上。如图所示，图中圆圈部分为该课桌椅的主体结构，该结构属于（        ） A. 框架结构 B. 绳索结构 C. 壳体结构 D. 实体结构 6．（25-26·浙江金华金东区·期末）金华是三江汇流之地，桥梁也是交通枢纽的重要组成部分，根据桥梁承重构件的受力特点分类，下面桥梁类型属于斜拉桥的是（　　） A. 永济桥 B. 通济桥 C. 彩虹桥 D. 金婺大桥 7．（25-26·浙江台州椒江区·期末）下列有关建筑的结构和功能描述不合理的是（　　） A. 三角形结构利用了其具有的稳定性 B. 混凝土同时具有较好的抗压性和抗拉性 C. 底座支撑面大、重心低，有利于提高结构的稳定性 D. 结构的强度与结构的形状、材料、连接方式等有密切关系 8．（25-26·浙江宁波南三县联考·期末）象山港大桥是甬莞高速公路的组成部分，北起鄞州云龙镇，南至象山小蔚庄村，大桥全长6.7千米。如图所示为大桥的主桥部分，跨度688米，主桥部分在桥梁分类上属于（     ） A. 梁式桥 B. 拱桥 C. 悬索桥 D. 斜拉桥 9．（25-26·浙江绍兴柯桥区·期末）如图是钱塘江大桥，从结构与形态来看，横跨于两个桥墩之间的桥梁所属的结构类型是（        ） A. 桁架 B. 实体 C. 悬索 D. 斜拉 二、结构与功能的关系 10．（2026·浙江台州黄岩区2025学年第一学期期末教学质量监测科学·期末）黄岩五洞桥具有独特的地方风格，成为这一带古代桥梁工程的代表作。按照结构和受力特点，五洞桥属于（        ） A. 梁式桥 B. 拱桥 C. 悬索桥 D. 斜拉桥 11．（25-26·浙江湖州吴兴区·期末）下列湖州市的建筑中，不属于利用拱形结构来提高强度的是（        ） A.  B.  C.  D.  12．（25-26·浙江宁波余姚·期末）如图所示，舜江楼前的通济桥曾是余姚市南北交通要道，有“浙东第一桥”之称。该桥梁属于下列哪种类型（        ） A. 拱桥 B. 梁式桥 C. 悬索桥 D. 斜拉桥 13．（25-26·浙江湖州安吉县·期末）潮音桥建于明嘉靖十八年（1539），位于湖州市南街东侧，俗称桥里桥，是湖城三绝之一。 （1）由图可知，按照桥梁的结构，它属于　　　　　　　　　　　　（填“梁式桥”、“拱桥”、“悬索桥”或“斜拉桥”）。 （2）该桥在竖直方向荷载作用下，受到一个向下的压力，桥体结构又会把传递至桥体底部两端的基座上，关于基座受力情况分析正确的是____________（填字母）。 A.  B.  C.  D.  14．（25-26·浙江杭州·期末）在学校科技节《木筷桥梁——探索结构的力量》中，要挑战用木筷和橡皮筋搭建一座跨度为50厘米的桥梁模型。受杭州著名桥梁（如钱塘江大桥和钱江三桥）的启发，你想探究：桥梁的　　　　　　　　　　对它的承重能力有什么影响？ （1）在实验中必须保持相同的条件有：　　　　　　　　　　（写出一条） （2）动手实验与收集证据：搭建了两种模型进行对比测试： 模型A（平板梁式桥）：将木筷并排用橡皮筋绑紧作为桥面，两端架空。 模型B（桁架斜拉桥）：先用木筷组成多个三角形桁架作为主梁，再用木筷搭建桥塔，并用橡皮筋连接桥塔与桥面（模拟斜拉索）。 （3）评价：该模型在评价量表中“结构形变程度”指标上评定为待改进，请将　　　　　　　　　　处补充完整 评价维度 优秀 良好 待改进 模型承重能力 能承载16本及以上科学课本的重量 能承载12-15本科学课本的重量 无法承载12本科学课本的重量 结构形变程度 加载完重物后，模型能完全恢复原状，无永久形变。 加载完重物后，模型局部无法恢复原来的形状，但未损坏。 加载完重物后，__________ 外观与结构完整性 美观且牢固，结构完整 美观，结构基本完整 不美观不牢固，结构不完整 （4）模型B承重更强，主要是因为三角形桁架大大增加了结构的　　　　　　　　　　，而模拟的斜拉索则帮助将桥面的压力分散传递到了桥塔。 15．（25-26·浙江衢州衢江区·期末）某兴趣小组设计了一座简易桥梁模型（如图甲所示）。现在要对该模型进行稳定性测试，实验方案如图乙所示，他们利用铁块、托盘天平、刻度尺等器材进行如下测试： 步骤Ⅰ：将桥梁模型放置在水平的桌面上。 步骤Ⅱ：在桥梁的右侧最远端逐渐叠加铁块（每个铁块质量为m），直到桥梁模型发生翻转，记录此时铁块总质量为M。 （1）请写出该桥梁模型稳定性好坏的判断依据　　　　　　　　。 （2）科学上，我们将该模型不发生左右翻转时所能承受的最大载重称为“稳定值”，即为。通过上述实验可以推断，稳定值取值范围为　　　　　　　　（用M、m表示）。 （3）如果要提高桥梁模型的稳定性，可以采取的措施是：　　　　　　　　。 ①两端增加桥墩；②减小桥面宽度；③增加桥梁两端伸出部分的长度。 16．（2025·浙江义乌下学期期末教学质量评价卷科学·期末）为什么桥梁不仅能够支撑起自身的重量，还能够承载来来往往的车辆的重量？为此同学们利用废旧报纸为材料开展了“报纸搭桥大挑战”的项目化实践活动。 【材料与要求】 材料：12张废旧报纸、双面胶、剪刀； 要求：桥梁需跨越不小于30厘米的间距（模拟河道）。 【方案与测试】 （1）把报纸裁成一定的形状后，在两边用胶带固定使它处于水平（如图），再在上面放置练习本。 ①对于报纸上放练习本有“一直叠放”和“尽量平铺”两种方式。为了使报纸能承受更多的练习本，应选择的方式是　　　　　　　　　　； ②当小义同学用叠放的方式在报纸上一共放置了规格为18cm×26cm、质量为90克的练习本13本，求此时报纸所受的压强　　　　　　　　　　； 【操作与评价】 （2）同样大小的纸条折成不同的形状，并进行承重能力的检测。根据下表承重能力的检测情况，你觉得他们应该选用的纸条结构是　　　　　　　　　　； 纸条结构 O形 M形 ∩形 承重能力（相对值） 5 3 2 （3）请从产品设计评价量表中的“结构创新”维度对下面左图所示纸桥的等级作出判定　　　　　　　　　　　 【拓展与分析】 产品设计评价量表 优秀 良好 合格 承重能力 10瓶及以上未开封的矿泉水，无明显变形 7—9瓶，轻微变形 4—6瓶，明显变形但未倒塌 结构创新 结构设计有独特性，如采用“组合拱+圆筒”“波浪形桥面”等非基础结构 采用常规结构但有改进，如“双层平板+加固桥墩”“三角形支架” 基础结构，如“单一平板+简单桥墩” （4）有些桥梁采用弧形拱结构。当弧形拱受到向下的压力F1时，拱被压缩，拱的各部分相互挤压，压力F1被拱传递，对基座产生作用力。下列关于基座受到的力的分析，正确的是                 。 A.  B.  C.  D.  17．（25-26·浙江杭州·月考）飞檐是指屋檐的檐部向上翘起，是一种考虑室内采光取暖的中国传统建筑特色，是我国古代劳动人民智慧的结晶。不同地区的飞檐设计略有不同。 资料1：图甲为飞檐景观，图乙反映飞檐光照原理。 资料2：浙江的飞檐设计与北京飞檐相比，若屋顶高度不变时：既可以保持飞檐长度不变，加大飞檐翘起角度，也可以保持飞檐翘起角度不变，缩短飞檐。 （1）分析资料1，与普通屋顶相比，飞檐屋顶的优点是　　　　　　　　　　　　。 （2）结合所学知识，对资料2中浙江的飞檐设计与北京的飞檐设计不同做出合理的解释：　　　　　　　　　　　　。 18．（25-26·浙江台州路桥区·期末）在校科技节木桥承重比赛中，小柯设计制作了如图所示的桥梁模型，并进行了承重测试。在承重测试中，承重板通过挂钩与电子秤相连。通过往承重容器中不断加入重物来比较不同桥梁的承重能力，直至木桥受损。 （1）在承重测试中，小柯认为往承重容器内加入细沙比钩码更好，其理由是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）已知承重板与水平桥面的接触面积为15厘米2，桥梁下方电子秤悬挂重物的最大质量为15千克，不计电子秤、承重板及承重容器的自重，求该桥梁所能承受的最大压强？ （3）桁架梁主体结构中有多个三角形，这样设计的目的是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 三、建筑设计与稳定性 19．（25-26·浙江温州·期末）利用完全相同的复合板（制作桥面）、木块（制作桥墩）和重物搭建桥梁模型，进行如图实验研究不同类型桥梁的性能。该实验中影响桥梁模型性能的主要因素为（     ） A. 桥墩的跨度 B. 桥墩的高度 C. 桥面的材料 D. 桥面的形状 20．（25-26·浙江绍兴越城区·期末）人民大桥（照片及模型图如下）是上虞区的标志性建筑之一，桥长约1120米，宽26米。该桥连接新老城区，缓解区域交通压力，兼具实用性与景观性。造型简洁现代，与曹娥江水域景观相协调。按照桥梁的结构和受力特点，人民大桥属于（　　） A. 梁式桥 B. 斜拉桥 C. 悬索桥 D. 拱桥 21．（25-26·浙江湖州吴兴区·期末）如图甲是小兴制作的桥梁模型。 （1）其中A处应选择的接口材料为图乙中的　　　　　　　　　　　　，该模型中多处有类似B的斜杆，作用是　　　　　　　　　　　　。 （2）2025年诺贝尔奖化学奖授予开发金属有机框架材料（MOFs）的三位科学家。MOFs被称为分子乐高，是利用金属离子和有机分子构建具有大量孔洞的“货架”，这些孔洞可以根据需要捕获、储存或释放特定物质如图丙是某种MOFs微观结构模型，图甲桥梁模型中的插口类似于MOFs中的　　　　　　　　　　　　（填“金属离子”或“有机分子”）。下列领域，该材料具有应用前景的有　　　　　　　　　　　　。 A.从空气中收集饮用水：通过选择孔径合适的MOFs吸附水蒸气 B.物质分离：利用孔径合适的MOFs选择性吸附特定分子 22．（25-26·浙江绍兴柯桥区·期末）如图甲所示是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最大承重。 （1）要对该模型进行稳定性试验，可将该模型不发生左右翻转时所能承受的最大载重称为“稳定值”。某学生根据提供的钩码，设计了简易试验方案来测试该模型的稳定性，步骤如下： a.将桥梁模型放置在　　　　　　桌面上。 b.如图乙所示，在桥梁的右侧最远端逐渐悬挂钩码（每个钩码的质量均为m），直到桥梁模型发生翻转，记录此时钩码总质量为M。根据试验可得出，该桥梁模型的“稳定值”为　　　　　　（填字母）。 A.M   B.小于   C.大于M   D.大于，小于M （2）若要测量模型的最大承重，可在桥梁的中心逐渐增加钩码，当模型出现　　　　　　现象时，记录此时钩码总质量为，即为该桥梁模型的最大承重。 （3）如果要提高该桥梁模型的最大承重，可以采取的措施有______。 A. 增加桥墩高度 B. 选用高强度的材料 C. 增加桥面木板的厚度 D. 增大两桥墩之间的距离 【B 能力提升题】 23．水泥是一种重要的建筑材料，把水泥用在建筑上，坚固耐压，但不耐拉，通常在混凝土建筑物需承受拉力的部位用钢筋来加固，正确地放置钢筋的位置，可以使建筑物更加牢固．如图所示，楼板和阳台的加固钢筋的位置都正确的是（        ） A.  B.  C.  D.  24．（25-26·浙江海宁·期末）如图是湖州三绝之一的潮音桥，始建于明代，兼具交通与景观等功能，结合其建筑特色，回答下列问题： （1）潮音桥是一座三孔　　　　　　　（填“梁式桥“拱桥”“悬索桥”或“斜拉桥”），中间大孔便于通航，两侧小孔可减轻桥身重量，这种设计桥梁的优点是　　　　　　　（写一点即可）。 （2）在承受车辆与行人荷载时，主要通过弧形拱结构将向下的压力转化并传递给基座，该结构便会产生竖直向上的支持力和　　　　　　　（填力的方向）的力。 25．阅读短文，回答问题。 中国桥梁 中国是桥的故乡，被誉为“桥的国度”。中国桥梁是中华民族勤劳智慧的象征，以雄伟的身姿，跨越江河湖海，连接天南地北，见证了中国的历史变迁和现代化进程。 木材是较早的建桥材料，但木材本身质松易腐，牢固性、耐久性比较差。受材料硬度和长度的限制，在河面较宽的河流上不宜架设木质桥梁，因此木桥逐渐被木石混合或砖、石等材质的桥梁所取代。钢铁的生产以及钢筋混凝土的出现为建造桥梁提供了新的材料，桥的跨度和承重能力得到了大幅度提高。 桥梁能承受的最大重力不仅与材料有关，还与桥的结构有关。在桥梁设计中，桥梁的支撑结构常常被设计成三角形，以保证桥梁的稳定性和承载能力。桥梁的种类多种多样，常见的有梁桥、拱桥、悬索桥和斜拉桥等，如图甲所示。通常情况下，梁桥受力明确，施工工艺简单、成熟；拱桥外形美观，承重潜力大，但对地基稳定性要求高，施工较为复杂。悬索桥是通过吊索将桥面荷载传到主缆上，再由主缆传到锱碗和索塔上；斜拉桥是通过斜拉索将主梁承担的荷载传到桥塔上。 （1）在桥梁设计中，为什么桥梁的支撑结构常常被设计成三角形？ （2）现代桥梁建造都使用钢筋混凝土，请说出钢筋混凝土的一种物理性质及优点。 （3）港珠澳大桥是中国走向“桥梁强国”的里程碑，如图乙所示是其主体桥梁，其结构类型是什么种类？ （4）当压力超过物体的承受能力时物体会发生弯曲，拉力超过物体的承受能力时物体会被拉断。建桥过程中，解决这些情况的最佳方式是将力分散或转移。分散是将其散布到更大的面积，避免出现某个点集中受力。转移是将其从强度较弱的区域移到专门设计的受力区域。则拱桥属于把力进行 　　　　　　　　 ，而悬索桥属于把力进行 　　　　　　　　 。 （5）实验小组用杠杆和细线模拟斜拉桥，探究细线的拉力与什么因素有关。 如图丙所示是实验小组探究的部分过程：保持杠杆所挂物体的重力和位置不变，将细线分别固定在杠杆A、B、C三处，用弹簧测力计分别测出细线绕过杠杆顶部定滑轮后的拉力；改变杠杆的高度，重复上述测量。 这个过程中，实验小组在探究细线的拉力与什么因素的关系？通过实验和已有杠杆的知识，会发现细线的拉力与其关系是什么？ 26．（25-26·浙江绍兴新昌县·期末）秋假期间，科学兴趣小组前往天姥山进行野外环境与工程考察。他们沿着古驿道行进，沿途小桥流水风景旖旎，请运用所学科学知识分析下列问题。 （1）沿路树叶呈现红色或黄色，是因为叶片主要　　　　　　（选填“吸收”或“反射”）太阳光中的红色或黄色光； （2）小组考察了一座清代单孔石拱桥——落马桥（如图）。该桥跨度约7米，拱圈由规整的花岗岩砌成。石拱桥的桥墩通常建得较宽大，这是通过　　　　　　来减小对地基的压强，防止桥体下沉； （3）落马桥下的河水奔流不息。从水循环的角度看，河流属于水循环中的　　　　　　环节； （4）从工程与环境角度，简要说明石拱桥设计的一个优点。 【C 拓展培优题】 27．（25-26·浙江杭州·期末）在学校科技节《木筷桥梁——探索结构的力量》中，要挑战用木筷和橡皮筋搭建一座跨度为50厘米的桥梁模型。受杭州著名桥梁（如钱塘江大桥和钱江三桥）的启发，你想探究：桥梁的　　　　　　　　　　对它的承重能力有什么影响？ （1）在实验中必须保持相同的条件有：　　　　　　　　　　（写出一条） （2）动手实验与收集证据：搭建了两种模型进行对比测试： 模型A（平板梁式桥）：将木筷并排用橡皮筋绑紧作为桥面，两端架空。 模型B（桁架斜拉桥）：先用木筷组成多个三角形桁架作为主梁，再用木筷搭建桥塔，并用橡皮筋连接桥塔与桥面（模拟斜拉索）。 （3）评价：该模型在评价量表中“结构形变程度”指标上评定为待改进，请将　　　　　　　　　　处补充完整 评价维度 优秀 良好 待改进 模型承重能力 能承载16本及以上科学课本的重量 能承载12-15本科学课本的重量 无法承载12本科学课本的重量 结构形变程度 加载完重物后，模型能完全恢复原状，无永久形变。 加载完重物后，模型局部无法恢复原来的形状，但未损坏。 加载完重物后，__________ 外观与结构完整性 美观且牢固，结构完整 美观，结构基本完整 不美观不牢固，结构不完整 （4）模型B承重更强，主要是因为三角形桁架大大增加了结构的　　　　　　　　　　，而模拟的斜拉索则帮助将桥面的压力分散传递到了桥塔。 28．（25-26·浙江绍兴新昌县·期末）秋假期间，科学兴趣小组前往天姥山进行野外环境与工程考察。他们沿着古驿道行进，沿途小桥流水风景旖旎，请运用所学科学知识分析下列问题。 （1）沿路树叶呈现红色或黄色，是因为叶片主要　　　　　　（选填“吸收”或“反射”）太阳光中的红色或黄色光； （2）小组考察了一座清代单孔石拱桥——落马桥（如图）。该桥跨度约7米，拱圈由规整的花岗岩砌成。石拱桥的桥墩通常建得较宽大，这是通过　　　　　　来减小对地基的压强，防止桥体下沉； （3）落马桥下的河水奔流不息。从水循环的角度看，河流属于水循环中的　　　　　　环节； （4）从工程与环境角度，简要说明石拱桥设计的一个优点。 29．（25-26·浙江衢州衢江区·期末）某兴趣小组设计了一座简易桥梁模型（如图甲所示）。现在要对该模型进行稳定性测试，实验方案如图乙所示，他们利用铁块、托盘天平、刻度尺等器材进行如下测试： 步骤Ⅰ：将桥梁模型放置在水平的桌面上。 步骤Ⅱ：在桥梁的右侧最远端逐渐叠加铁块（每个铁块质量为m），直到桥梁模型发生翻转，记录此时铁块总质量为M。 （1）请写出该桥梁模型稳定性好坏的判断依据　　　　　　　　。 （2）科学上，我们将该模型不发生左右翻转时所能承受的最大载重称为“稳定值”，即为。通过上述实验可以推断，稳定值取值范围为　　　　　　　　（用M、m表示）。 （3）如果要提高桥梁模型的稳定性，可以采取的措施是：　　　　　　　　。 ①两端增加桥墩；②减小桥面宽度；③增加桥梁两端伸出部分的长度。 30．（25-26·浙江台州路桥区·期末）在校科技节木桥承重比赛中，小柯设计制作了如图所示的桥梁模型，并进行了承重测试。在承重测试中，承重板通过挂钩与电子秤相连。通过往承重容器中不断加入重物来比较不同桥梁的承重能力，直至木桥受损。 （1）在承重测试中，小柯认为往承重容器内加入细沙比钩码更好，其理由是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）已知承重板与水平桥面的接触面积为15厘米2，桥梁下方电子秤悬挂重物的最大质量为15千克，不计电子秤、承重板及承重容器的自重，求该桥梁所能承受的最大压强？ （3）桁架梁主体结构中有多个三角形，这样设计的目的是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 / 学科网（北京）股份有限公司 $