第5章 建筑结构与工程（5.2-5.3）综合练习 2026-2027学年浙教版科学八年级上册

**基本信息** 以桥梁为主题整合结构类型、材料性能、受力分析及工程实践，突出科学思维与探究实践的综合应用。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |桥梁结构与类型|8题（赵州桥/人民大桥）|结构识别与功能分析|从传统到现代桥梁类型，建立结构与跨度、稳定性的关联| |材料与受力分析|10题（碳纤维/拱形受力）|材料特性与力学原理应用|材料选择→受力形式→结构优化，体现科学观念中的结构与功能| |工程实践与设计|8题（校园小桥/模型测试）|设计流程与问题解决|明确问题→方案设计→模型制作→测试评估，落实探究实践能力|

5.2-5.3 综合练习 一、选择题 1．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。 2．有一款组合式小船，骨架采用结实、轻质的，不易与其他物质反应的碳纤维材料，所有的配件加在一起的质量大约为5千克，与一个标准铅球质量相仿。这样带来的好处有（     ） ①降低船的重量②提高船的牢固度③防止生锈 A．①②③ B．②③ C．①② D．①③ 【答案】A 【详解】碳纤维属于轻质材料，总质量小，因此可以降低船的总重量，①正确； 碳纤维骨架本身特性是结实，因此可以提高船的牢固度，②正确； 碳纤维特点是不易与其他物质反应，不会像金属材料一样发生氧化生锈，因此可以防止生锈，③正确。 因此①②③都是好处，故选A。 3．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。 4．在设计一个能承受重物的纸桥时，我们应该优先考虑的因素是（　　） A．桥的美观程度 B．桥的材料成本 C．桥的承重能力和稳定性 D．桥的建造速度 【答案】C 【详解】C．在设计能承受重物的纸桥时，核心需求是让桥能够承载重物，因此应优先考虑桥的承重能力和稳定性，这是满足“承受重物”这一功能的关键，故C符合题意； ABD．桥的美观程度、材料成本、建造速度均属于次要因素，并非承载重物的核心需求，故ABD不符合题意。 故选C。 5．如图桥梁中的a、b、c、d表示一块砖，只受到竖直向下的力的砖是（　　） A．a B．b C．c D．d 【答案】A 【详解】图中，桥梁中的b、c、d处的砖在桥梁的侧边，受到向右和向下的力，a处的砖在桥梁的顶部，只受到向下的力，故只受到竖直向下的力的砖是a，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．拱形结构作为一种传统的桥梁结构现如今仍在持续使用，以下关于拱形结构说法错误的是（　　） A．拱形桥用压缩代替弯曲，改善受力状态，提高承载能力 B．与钢筋桥梁相比，拱形桥跨度更大，更坚固 C．与钢筋桥梁相比，拱形桥养护费用少，节省大量钢筋水泥 D．拱形桥把受到的压力分解成向下向外的分散力，提高承重 【答案】B 【详解】A．拱形桥用压缩代替弯曲，改善受力状态，这种设计使得拱形桥具有较强的承重能力和稳定性，故A正确，不符合题意； B．与钢筋桥梁相比，拱桥的跨度相对较小，所以，拱桥的承重力更强一些，故B错误，符合题意； C．与钢筋桥梁相比，拱形桥材料用量较省，结构刚度大，结构简单，施工方便，维护费用少，故C正确，不符合题意； D．拱形能够承受更大的压力，是因为拱形受到压力时，拱形桥把受到的压力分解成向下向外的分散力，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．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 【答案】A 【详解】A．构件M主要承受压力，应具备良好的抗压性能；构件N主要承受拉力，应具备良好的抗拉性能，而不是抗压性能，故A错误，符合题意； B．各主要构件具备足够大的横截面积，能提高构件的强度和刚度，更好地承受外力，故B正确，不符合题意； C．设计中计算应力时考虑各种可能的荷载，能使桥梁在实际使用中更安全可靠，避免因荷载考虑不全而出现问题，故C正确，不符合题意； D．施工中擅自加长桥面，会改变桥梁的受力情况，可能使桥梁承受更大的荷载等，从而对桥梁产生不利影响，故D正确，不符合题意。 故选A。 8．在港珠澳大桥的建造中能说明工程设计推动科学技术发展的是（　　） A．为保护中华白海豚的生存环境，出台指导手册 B．为解决桥体跨度大的问题，研发双相不锈钢钢筋 C．为解决岛屿和航道影响，制定航行安全和环保方案 D．为了尽早完工，采用了先进设备，提高了效率 【答案】B 【分析】工程是利用科学技术有目的的利用自然、改造自然而建造人工物的实践活动，同时工程又能促进科学技术的发展。 【详解】科学技术和工程相互依赖，相互促进，为解决桥体跨度大的问题，从而研发双相不锈钢钢筋，推动了科学技术的发展。为保护中华白海豚的生存环境，出台指导手册、为解决岛屿和航道影响，制定航行安全和环保方案和为了尽早完工，采用了先进设备，提高了效率，没有体现工程推动科学技术发展，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．天下闻名的赵州桥是世界上现存最早、保存最好的单孔石拱桥，距今已有1400多年的历史，被誉为“华北四宝之一”。下面不是从技术角度对赵州桥进行评价的是（　　） A．主拱券两端各有两个小拱，称敞肩型石拱桥，是世界造桥史的一个创新 B．主拱券两端的两个小拱，既节省材料，又减少桥身自重，还增加了桥的泄洪能力 C．赵州桥是由28道独立拱券组成的单孔弧形大桥 D．赵州桥顶部塑造的吸水兽，寄托了人们祝福大桥不受水害、长存无疆的良好愿望 【答案】D 【详解】A．主拱券两端各有两个小拱，称敞肩型石拱桥，是世界造桥史的一个创新，是从技术角度对赵州桥进行评价的，故A不符合题意； B．主拱券两端的两个小拱，既节省材料，又减少桥身自重，还增加了桥的泄洪能力，是从技术角度对赵州桥进行评价的，故B不符合题意； C．赵州桥是由28道独立拱券组成的单孔弧形大桥，是从技术角度对赵州桥进行评价的，故C不符合题意； D．赵州桥顶部塑造的吸水兽，寄托 了人们祝福大桥不受水害、长存无疆的良好愿望，这个评价是从文化的角度来评价赵州桥的，而不是技术角度，故D符合题意。 故选D。 10．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②的结构强度比方案①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 【答案】B 【详解】AB．根据结构的强度和稳定性的定义可以得到方案①和方案②的稳定性及强度均大于后面两个，故B正确，A错误； C．方案①②中的桥板底部用支撑杆加固，但由于材料是木质的，所以时间久了也会发生弯曲形变，故C错误； D．方案③④桥板的主要受力形式是受压，故D错误。 故选B。 11．近几十年来，我国的基础建设一骑绝尘，被人们乐称为“基建狂魔”，桥梁的建造是一个国家和地区基础建设的重要内容之一。学习了“桥梁的结构与制作”后，你认为下列说法中，正确的是（　　） A．桥梁有梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等，其分类依据主要是桥梁外观形状 B．桥梁的荷载只包括桥梁承载的车辆与行人的重量 C．桥的主梁在荷载作用下，上、下两侧均发生拉伸形变 D．桁架的横杆、竖杆、斜杆三种杆件中，对桁架的稳定性起决定作用的是斜杆 【答案】D 【详解】A．桥梁分类依据是结构受力特点，不是外观形状，故A错误； B．桥梁荷载包括自身重量、车辆行人重量、风荷载等多种，并非只包括车辆与行人重量，故B错误； C．主梁受荷载时上侧压缩、下侧拉伸，不是上下均拉伸，故C错误； D．桁架中斜杆形成三角形结构，对稳定性起决定作用，故D正确。 故选D。 12．下列关于桥梁的说法，错误的是（　　） A．我国自主设计并建造的第一座现代化大型桥梁是钱塘江大桥 B．钢材是现代桥梁最重要的建筑材料 C．现代大桥往往综合利用拱形、框架、拉索等各种结构的特点 D．使用拱形结构，可以使桥的跨度更大 【答案】D 【分析】桥梁是一种用来跨越障碍的大型建筑物，桥的形状和结构与它的功能是相适合的。桥梁主要功能作用是利于车辆通行，使用价值是最重要的，因此在设计桥时，安全性和稳定性是考虑的首要因素。 【详解】A．我国自主设计并建造的第一座现代化大型桥梁是钱塘江大桥，故A正确，不符合题意； B．钢材是现代桥梁最重要的建筑材料，故B正确，不符合题意； C．现代大桥往往综合利用拱形、框架、拉索等各种结构的特点，故C正确，不符合题意； D．使桥的跨度更大的最好方法是拉锁结构，而不是拱形结构，故D错误，符合题意。 故选D。 13．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 【答案】C 【分析】在桥梁模型制作中,不同类型的桥梁结构特点不同，对材料的要求和连接方式也不同。我们需要根据给定的模型材料特点来判断适合制作的桥梁模型。常见的桥梁类型有斜拉桥、拱桥、桁架桥、悬索桥等。斜拉桥主要靠斜拉索将主梁拉住;拱桥利用拱的承压特性;桁架桥由许多直杆通过节点连接组成;悬索桥主要靠悬索承受荷载。 【详解】A．斜拉桥模型需要斜拉索等构件，题目中的材料没有相关索类构件，A错误。 B．拱桥模型以拱圈为主要结构，题目中的材料以直杆、斜杆和接口为主，不适合制作拱桥模型，B错误。 C．桁架桥由直杆、斜杆通过接口连接成三角形结构，题目中的盖板、直杆 A、斜杆 B 和各种接口正好符合桁架桥的制作需求，C正确。 D．悬索桥模型需要缆索等构件，题目中的材料没有缆索，D错误。 故选C。 14．如图所示的桥梁模型，通过杆件穿插、叠压而成。材料甲与材料乙的相关尺寸如图所示，分析下表，下列关于杆件的选材及摆放方案，最合理的是（σ的值越小表示强度越强）（　　） 抗压强度 σ 抗弯强度 σ A．选择材料甲，24作为尺寸h B．选择材料甲，16作为尺寸h C．选择材料乙，22作为尺寸h D．选择材料乙，18作为尺寸h 【答案】A 【详解】A．选择材料甲，24作为尺寸h，材料甲的，，横截面积，； B．选择材料甲，16作为尺寸h，此时，，横截面积，，比选项A的更小，抗弯强度更低； C．选择材料乙，22作为尺寸h，材料乙的，，，计算得到，，，抗弯强度不如选项A； D．选择材料乙，18作为尺寸h，此时，，，比选项A的小很多，抗弯强度低。 综合来看，选项A中最大，抗弯强度高；横截面积S也较大，抗压强度也能得到保障。 故选A。 二、非选择题 15．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) 拱桥 利于泄洪 (2)斜向下 【详解】（1）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）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。 16．图甲为某大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥,可逐步简化成图乙、图丙、图丁所示的模型。 (1)图丁主要体现了杠杆的知识，为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当_____（填“增加”或“减小”）桥塔的高度。 (2)请在图丁中画出横梁的受力示意图。 【答案】(1)增加 (2) 【详解】（1）图丁主要体现了杠杆的知识，为了减小钢索承受的拉力，增加塔桥的高度，增加了支点O到钢索的垂直距离，即增大了动力臂，根据，可以得到，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小，即桥对钢索的拉力就越小。 （2）图丁所示的模型，可以看作是一个在力的作用下静止在水平位置的硬棒，结合杠杆的定义可知它就是杠杆的模型，所以用到了杠杆的知识，其中O是支点，G代表桥梁的重力，F代表钢索对桥的拉力，如图所示： 17．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_______（填“增大”或“减小”，下高度，可同）斜拉索拉力的力臂，从而_______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_______（填“大”或“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_______（填“单”或“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_______（填“左”或“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_______（填“减小”“增大”或“不将变”）。 【答案】 增大 减小 小 双 右 不变 【详解】[1][2][3]根据图乙可知：在桥的长、宽一定时，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。 [4][5][6]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。 18．在学校的操场和开心农场中间有一条跨度为1米的水沟，为方便同学们进出开心农场，学校计划在操场和开心农场之间搭一座小桥，向全校同学公开招标。要求：桥面宽度不小于0.5米，小桥安全、美观、价廉。同学们纷纷报名参加此次竞标，小典邀请你一起参与他们组的竞标。 (1)下列属于本次校园小桥建设中的限制条件的是（　　）（多选，填字母）。 A．桥面宽度 B．桥的形状 C．桥的跨度 D．建造材料 E．建造成本 (2)小桥的建造需经历“①制作一个模型、②明确要解决的问题、③实施建设、④在限定的条件下进行设计、⑤测试模型和评估改进”五个步骤，正确的排列顺序是（　　）（填字母，下同）。 A．①②⑤④③ B．②④①⑤③ C．②①④⑤③ D．②④①③⑤ (3)制订小桥的竞标书时，下列因素不需要写在标书中的是（　　） A．成本预算、时间分配、人员分工 B．建桥位置、使用的材料 C．投标者是否具有丰富的经验 D．桥的设计方案 (4)小典给小组提了以下建议，你觉得不正确的是（　　）。 A．改进设计方案时，要分析梳理问题，反思交流 B．可以调研周围桥梁的结构特点 C．制作过程中，发现问题要经过小组研讨交流再进行处理，避免个人随意修改 D．制作竞标书时，小组所有成员的意见都要记录在上面，不用处理、筛选 (5)从现场的情况来看，在1米宽的水沟之上建桥，下列桥的形状最适合的是（　　） A．石拱桥 B．斜拉桥 C．悬索桥 D．梁式桥 (6)结合资料查询和实地勘查，小组最后确定了设计方案，请你把设计图画在下面方框里。 (7)小典和同学设计并制作了一个纸桥梁模型检测他们的方案，他们用纸代替钢材，把同样大小的纸条折成了不同的形状，并进行承重能力的检测。 钢条结构 圆筒钢条 L形钢条 U形钢条 扁平钢条 承重能力（垫片数） 5 1 3 0 根据上表承重能力的检测情况，你觉得他们应该选用的钢材是（　　）（填字母，下同）。 A．圆筒钢条 B．扁平钢条 C．L形钢条 D．U形钢条 (8)各小组测试小桥模型时，采用的评估方式应该是（　　） A．小组自评 B．小组间互评 C．不仅自评，小组间还要互评 D．老师主观评价 (9)在整个建桥活动中，我们对做好一项工程有了很多新的认识。下列认识中，错误的是（　　） A．工程的关键是设计，设计是需要不断改进往复的过程，直至满足建造的要求 B．工程的建设离不开技术，两者相互影响又相互促进 C．工程建设具有复杂性，制作模型可以和设计方案有些许不一致 D．制作模型是工程设计中的重要环节 【答案】(1)ACE (2)B (3)C (4)D (5)D (6) (7)A (8)C (9)C 【详解】（1）A．题目明确要求桥面宽度不小于0.5米，属于限制条件，故A符合题意； B．题目未对桥的形状有明确限制，不属于限制条件，故B不符合题意； C．水沟跨度为1米，桥的跨度需要适应水沟跨度，属于限制条件，故C符合题意； D．题目未对建造材料有明确限制，不属于限制条件，故D不符合题意。 E．题目要求小桥价廉，即对建造成本有要求，属于限制条件，故E符合题意。 故选ACE。 （2）小桥建造的正确步骤：首先要②明确要解决的问题（明确建造小桥的目的等）；然后④在限定的条件下进行设计和评估改进（根据限制条件设计并优化）；接着①制作一个模型（通过模型验证设计）；之后⑤（对模型等进行进一步评估改进，确保符合要求后）；最后③实施建设，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （3）A．成本预算、时间分配、人员分工是竞标书中很重要的部分，能体现项目的可行性等，需要写入，故A不符合题意； B．建桥位置、使用的材料关乎小桥的建设基础和用料，需要写入，故B不符合题意； C．投标者是否具有丰富的经验属于投标者自身的背景情况，不是小桥竞标书关于小桥本身设计、建设等的内容，不需要写入，故C符合题意； D．桥的设计方案是竞标书的核心内容之一，需要写入，故D不符合题意。 故选C。 （4）A．改进设计方案时分析梳理问题、反思交流，有助于优化方案，是正确的，故A不符合题意； B．调研周围桥梁的结构特点，可借鉴经验，是正确的，故B不符合题意； C．制作过程中发现问题经小组研讨交流再处理，能保证小组协作和方案的合理性，是正确的，故C不符合题意； D．制作竞标书时，小组所有成员的意见需要处理、筛选，选取合理的意见，而不是全部记录，该说法错误，故D符合题意。 故选D。 （5）A．石拱桥适合较大跨度的桥梁，1米宽的水沟跨度较小，石拱桥不太适合，故A不符合题意； B．斜拉桥一般用于大跨度桥梁，1米跨度用斜拉桥过于复杂，故B不符合题意； C．悬索桥也多用于大跨度桥梁，不适合1米宽的水沟，故C不符合题意； D．梁式桥结构简单，适合小跨度（如1米宽水沟）的桥梁建设，故D符合题意。 故选D。 （6）在学校的操场和开心农场中间有一条跨度为1米的水沟，结合资料查询和实地勘查，小组最后确定了设计方案，设计图如下： 在学校的操场和开心农场中间有一条跨度为1米的水沟，为方便同学们进出开心农场，学校计划在操场和开心农场之间搭一座小桥，向全校同学公开招标。要求：桥面宽度不小于0.5米，小桥安全。 （7）根据表中各种形状的钢条结构承重能力的检测结果可知，在圆筒钢条、L型钢条、U型钢条、扁平钢条中，承重能力最强的是圆筒钢条，由此判断，他们应该选用圆筒钢条，故选A。 （8）各小组测试小桥模型时，采用的评估方式应该是针对各组的模型开展交流评估活动，评估活动不仅自评本组设计，小组间还要进行互评，在互评中通过相互借鉴、相互帮助、资源共享等；老师主观评价是不合适的，故选C。 （9）A．工程的关键是设计，一个成功的设计，往往要经历反复试验和不断改进的过程，故A正确，不符合题意； B．工程建设的建设离不开技术，技术是保证工程进行的关键，工程建设又会促进技术的进步，两者相互影响又相互促进，故B正确，不符合题意； C．工程建设具有复杂性，制作模型一定要和设计方案完全一致，利用模型再来检测设计的科学合理性，故C错误，符合题意； D．制作模型是工程设计中的重要环节，故D正确，不符合题意。 故选C。 19．如图所示是某校学生设计并制作的桥梁模型。 (1)现要对该模型进行稳定性试验，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”。某学生根据提供的砝码，设计了简易试验方案来测试该模型的稳定性，具体步骤如下： a.将桥梁模型放置在________的桌面上。 b.如图所示，在桥梁的右侧最远端逐渐悬挂钩码（每个钩码质量为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________。 (2)如果要提高模型的稳定性，可以采取的措施是：________。 ①缩短桥梁两端伸出部分的长度； ②增大桥梁两端伸出部分的长度； ③两端增加桥墩； ④减小桥面宽度。 【答案】(1) 水平 大于，小于M (2)①③ 【详解】（1）[1]实验时，为了确保试验的准确性，需要将桥梁模型放置在一个水平的桌面上，以避免因桌面不平而导致的试验误差。 [2]通过悬挂钩码测试桥梁模型的稳定值，在桥梁的右侧最远端逐渐悬挂钩码，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大于，小于M。 （2）为了提高模型的稳定性，可以采取的措施包括缩短桥梁两端伸出部分的长度和在两端增加桥墩，故选①③。 20．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。 【答案】(1)茅以升 (2) C 外 (3) 斜拉 拉 压 (4)跨度更大 【详解】（1）茅以升是我国著名桥梁专家，主持修建了钱塘江大桥等诸多著名桥梁，对我国桥梁建设贡献巨大；钱学森主要贡献在航天等领域；袁隆平主要贡献是杂交水稻研究，所以此处应选茅以升。 （2）[1]“无锡清名桥”是拱桥，与梁桥相比，拱桥能增加船只通行能力（拱洞可让船只通过），优化受力结构（将压力分散），提升泄洪能力（拱洞利于排水）。但拱桥施工难度比梁桥大，并非简化施工难度，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 [2]在拱桥中，当桥面重物达到一定程度，拱受到压力会产生向外的推力，会使桥墩向外侧移，同时可能塌陷，所以填“外”。 （3）[1]图丙中模型C有斜拉索连接桥塔和桥面，属于斜拉桥。 [2]当有车辆驶入桥面时，桥面有向下的压力，斜拉索要拉住桥面，主要承受拉力。 [3]桥塔要支撑斜拉索和桥面的重量，主要承受压力。 （4）悬索桥跨度更大。悬索桥主要靠主缆承受拉力，能跨越更大的距离，相比斜拉桥在跨度方面优势明显。 21．桥的研究 (1)港珠澳大桥是我国境内连接香港、珠海和澳门的桥隧工程，全长55公里，是目前世界上最长的跨海大桥，也是我国交通史上技术最复杂、建设要求和标准最高的工程之一，它在2018年10月24日开通运营港珠澳大桥图示部分的桥体从结构上看属于我们学过的_______桥。这种桥的特点是跨度大，抗风性能好，稳定性强。 (2)小科和他的研究小组要共同设计建造一座桥。要求桥能跨越20cm宽的峡谷，桥面的宽度要大于10cm，至少能承重200g的小车。图1是他们第一次设计的结构图。 ①设计中，如果小科将桥面的宽度增加到20cm，那么桥面的承重能力会_______。 ②他们将桥面设计成圆纸管平铺（图4），其最终目的是_________。 ③第二次改进时（图3），增加了桥塔设计，下列三种设计中，如果其他条件相同，缆绳承受拉力最小的是_______。 ④用对比实验研究“桥塔高度对桥面承重能力的影响”，题（2）③中的三种桥梁设计图中，最合理的选择是_______和_______。 ⑤从结构上看，图3结合了_______和_______两种桥的设计结构。 【答案】(1)斜拉 (2) 增大 增加桥面承重能力 C A B 斜拉桥 拱桥 【详解】（1）根据对桥的结构的认识，港珠澳大桥图示部分的桥体从结构上看是属于我们学过的斜拉结构的桥。这种桥的特点是跨度大，抗风性能好，稳定性强。 （2）①[1]材料宽度影响抗弯曲能力，材料越宽，抗弯曲能力越强。设计中，如果小科将桥面的宽度增加到20厘米，那么桥面的承重能力会增大。 ②[2]由图4可知，他们将桥面设计成圆纸管平铺，其最终目的是提高结构稳定性，从而提高桥面承载能力。 ③[3]绳索与桥面的夹角越大，拉力越小，三种设计中，如果其他条件相同，缆绳承受拉力最小的是C。 ④[4][5]用对比实验研究“桥塔高度对桥面承重能力的影响”，三种桥梁设计图中，最合理的选择是A和B，因为只改变桥塔高度一个变量。 ⑤[6][7]从结构上看，图3有拱圈、拉索等，所以是结合了斜拉桥和拱桥两种结构。 22．在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践活动中，小明同学对桥梁进行了研究，发现生活中的桥千差万别，各具特色，如图甲所示：有些是平板桥，有些是向上凸起的凸形桥，也有些是向下凹的凹形桥。这引起了他的思考：所有桥梁的功能都是有利于人和车辆的通行，那么汽车行驶时对凸形桥和凹形桥的压力一样吗？哪种桥容易被压坏？ 为此小明将汽车通行凸形桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道，并构建了图乙所示的模型，A点是凸形桥的最高点，B点是凹形桥的最低点。先固定轨道，再将压力传感器固定在 A、B 两点的下面。如图丙所示，汽车通过时压力显示器就显示出压力的大小了。他猜想：汽车通过不同形状的桥时对桥的压力，可能与汽车的重力 、汽车过桥的速度大小、桥面的粗糙程度、A 与 B两点所在曲线轨道（可以看成是圆的一部分）半径等因素有关。 小明让玩具小车通过图乙的曲线轨道（玩具小车通过轨道时不会压坏轨道），模拟了汽车通过凸形桥、凹形桥的情景。请回答下列问题： (1)玩具小车在图乙的曲线轨道匀速前进，它的运动状态是_____（选填“改变”或“不变”）的。 (2)实验时，小明让玩具小车在轨道上以相同的速度通过 A、B两点，收集到压力显示器显示的数据如下表所示。分析下表数据可以得到结论： 实验次序 速度v/（m/s） 小车重力G/N 玩具小车对凸形桥A点压力F1/N 玩具小车对凹形桥B点压力F2/N 1 v1 2.00 1.80 2.40 2 v2 2.00 1.60 2.80 3 v3 2.00 1.50 3.00 4 v1 3.00 2.70 3.60 5 v2 3.00 2.40 4.20 6 v3 3.00 2.25 4.50 ①分析1、4（或2、5或3、6）次实验数据，可以得出结论：玩具小车通过A点或B点时，玩具小车对桥面的压力与玩具小车的______有关； ②分析1、2、3次实验数据可以得出结论：玩具小车通过A点或B点时，玩具小车对桥面的压力与玩具小车的______有关； ③由表中数据可知：一定质量的汽车以相同的速度通过A点或B点时，容易压坏桥的是_____　（填“A”或“B”）点。 【答案】(1)改变 (2) 重力 速度 B 【详解】（1）玩具小车在图乙的曲线轨道匀速前进，速度大小不变，但运动方向改变，所以运动状态是改变的。 （2）[1]分析1、4（或2、5或3、6）次实验数据，小车的速度相等，重力不同，对凸形桥的同一点的压力不同，说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的重力有关。 [2]1、2、3次实验数据中，小车的重力同，速度大小不同，对凸形桥的同一点的压力不同，说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的速度有关。 [3]分析表中任意一次实验数据可知：当质量、速度相同时，小车对B点的压力更大，所以容易压坏桥的是B点。 23．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：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： （1）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。 （2）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。 （3）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。 （4）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。 （5）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。 （6）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。 （7）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_________。 【答案】 6 材料 材料强度 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） 【详解】（4）[1]桥梁模型的总材料成本为 （5）[2]桥梁模型用木条和胶水制作而成，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材料密切相关。 （6）[3]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，还与材料强度有关，材料强度越强，稳定性越强。 （7）[4]要提高桥梁的承载能力和稳定性，可以选用强度更高的木条从而增加桥梁的承载能力，增加桥梁模型厚度以提高桥梁的稳定性。 24．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）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）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）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）见答案 25．如图所示为悬索桥的主要结构示意图。请回答下列问题： (1)悬索桥结构图中，序号③的名称是_______，是悬索桥的主要承重结构。 (2)桥的主梁是图中的序号_______，通过吊杆或吊索，即图中的序号_______将桥的结构③和④连接起来。 (3)悬索桥的结构②承载着结构③产生的向下的力，结构②的名称是_______。 【答案】(1)缆索 (2) ④ ⑥ (3)塔架 【分析】桥是一种用来跨越障碍的大型构造物。桥的形状和结构与它的功能是相适合的。 【详解】（1）悬索桥的主缆（序号③）是主要承重结构，通过自身的拉力传递桥面荷载。 （2）[1][2]图中序号⑤是主梁（承载桥面荷载的水平结构）；序号⑥是吊杆（或吊索），作用是将主缆（③）的拉力传递给主梁（⑤），实现荷载传递。 （3）结构②是桥塔（索塔），作用是支撑主缆（③），将主缆的竖向荷载传递到基础，同时承受主缆的水平拉力。 26．赵州桥（如图所示）又称安济桥、大石桥，位于河北省石家庄市赵县城南的洨河上，始建于隋代（公元595年一605年），由著名匠师李春设计建造，是世界上现存年代最久、跨度最大、保存最完整的单孔坦弧敞肩石拱桥。请回答下列问题： (1)拱桥是用_____________作为桥身主要承重结构的桥，赵州桥的建造材料是_______。 (2)赵州桥的桥梁称为“敞肩拱”，指的是_________；“敞肩拱”的意义在于__________。 (3)除了杭州的拱宸桥，请再举出浙江省境内或你家乡的石拱桥：_____________。 【答案】(1) 拱圈或拱肋 石料 (2) 桥梁的两端各设置两个小拱 减轻桥自身所受重力、提升泄洪能力 (3)临平塘栖的广济桥、绍兴的广宁桥、德清的寿昌桥、嘉兴的长虹桥、建德的白沙桥等 【分析】本题以赵州桥为材料，设置三道小题，涉及赵州桥的设计结构特点、意义及浙江的石拱桥等知识点，考查学生对相关知识掌握能力。 【详解】（1）[1][2]拱桥的核心承重结构是拱，即拱圈或拱肋，利用拱的力学特性分散荷载；赵州桥是石拱桥，建造材料为石材（石块砌筑而成）。 （2）[1][2]“敞肩拱”的结构特点是大拱两肩开设小拱（而非实心拱肩）；从功能与结构角度，小拱既利于洪水期泄洪（减少水流冲击），又能减轻桥身自重、节省建材，同时优化了整体受力，提升桥梁稳定性、提升泄洪能力。 （3）浙江省内有诸多历史石拱桥，如绍兴八字桥（宋代古桥，兼具交通与泄洪功能的石拱桥）、泰顺廊桥（部分廊桥下部为石拱结构，如北涧桥）、义乌古月桥（宋代单孔石拱桥）等。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2-5.3 综合练习 一、选择题 1．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 2．有一款组合式小船，骨架采用结实、轻质的，不易与其他物质反应的碳纤维材料，所有的配件加在一起的质量大约为5千克，与一个标准铅球质量相仿。这样带来的好处有（     ） ①降低船的重量②提高船的牢固度③防止生锈 A．①②③ B．②③ C．①② D．①③ 3．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 4．在设计一个能承受重物的纸桥时，我们应该优先考虑的因素是（　　） A．桥的美观程度 B．桥的材料成本 C．桥的承重能力和稳定性 D．桥的建造速度 5．如图桥梁中的a、b、c、d表示一块砖，只受到竖直向下的力的砖是（　　） A．a B．b C．c D．d 6．拱形结构作为一种传统的桥梁结构现如今仍在持续使用，以下关于拱形结构说法错误的是（　　） A．拱形桥用压缩代替弯曲，改善受力状态，提高承载能力 B．与钢筋桥梁相比，拱形桥跨度更大，更坚固 C．与钢筋桥梁相比，拱形桥养护费用少，节省大量钢筋水泥 D．拱形桥把受到的压力分解成向下向外的分散力，提高承重 7．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 8．在港珠澳大桥的建造中能说明工程设计推动科学技术发展的是（　　） A．为保护中华白海豚的生存环境，出台指导手册 B．为解决桥体跨度大的问题，研发双相不锈钢钢筋 C．为解决岛屿和航道影响，制定航行安全和环保方案 D．为了尽早完工，采用了先进设备，提高了效率 9．天下闻名的赵州桥是世界上现存最早、保存最好的单孔石拱桥，距今已有1400多年的历史，被誉为“华北四宝之一”。下面不是从技术角度对赵州桥进行评价的是（　　） A．主拱券两端各有两个小拱，称敞肩型石拱桥，是世界造桥史的一个创新 B．主拱券两端的两个小拱，既节省材料，又减少桥身自重，还增加了桥的泄洪能力 C．赵州桥是由28道独立拱券组成的单孔弧形大桥 D．赵州桥顶部塑造的吸水兽，寄托了人们祝福大桥不受水害、长存无疆的良好愿望 10．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②的结构强度比方案①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 11．近几十年来，我国的基础建设一骑绝尘，被人们乐称为“基建狂魔”，桥梁的建造是一个国家和地区基础建设的重要内容之一。学习了“桥梁的结构与制作”后，你认为下列说法中，正确的是（　　） A．桥梁有梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等，其分类依据主要是桥梁外观形状 B．桥梁的荷载只包括桥梁承载的车辆与行人的重量 C．桥的主梁在荷载作用下，上、下两侧均发生拉伸形变 D．桁架的横杆、竖杆、斜杆三种杆件中，对桁架的稳定性起决定作用的是斜杆 12．下列关于桥梁的说法，错误的是（　　） A．我国自主设计并建造的第一座现代化大型桥梁是钱塘江大桥 B．钢材是现代桥梁最重要的建筑材料 C．现代大桥往往综合利用拱形、框架、拉索等各种结构的特点 D．使用拱形结构，可以使桥的跨度更大 13．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 14．如图所示的桥梁模型，通过杆件穿插、叠压而成。材料甲与材料乙的相关尺寸如图所示，分析下表，下列关于杆件的选材及摆放方案，最合理的是（σ的值越小表示强度越强）（　　） 抗压强度 σ 抗弯强度 σ A．选择材料甲，24作为尺寸h B．选择材料甲，16作为尺寸h C．选择材料乙，22作为尺寸h D．选择材料乙，18作为尺寸h 二、非选择题 15．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。 16．图甲为某大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥,可逐步简化成图乙、图丙、图丁所示的模型。 (1)图丁主要体现了杠杆的知识，为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当_____（填“增加”或“减小”）桥塔的高度。 (2)请在图丁中画出横梁的受力示意图。 17．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_______（填“增大”或“减小”，下高度，可同）斜拉索拉力的力臂，从而_______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_______（填“大”或“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_______（填“单”或“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_______（填“左”或“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_______（填“减小”“增大”或“不将变”）。 18．在学校的操场和开心农场中间有一条跨度为1米的水沟，为方便同学们进出开心农场，学校计划在操场和开心农场之间搭一座小桥，向全校同学公开招标。要求：桥面宽度不小于0.5米，小桥安全、美观、价廉。同学们纷纷报名参加此次竞标，小典邀请你一起参与他们组的竞标。 (1)下列属于本次校园小桥建设中的限制条件的是（　　）（多选，填字母）。 A．桥面宽度 B．桥的形状 C．桥的跨度 D．建造材料 E．建造成本 (2)小桥的建造需经历“①制作一个模型、②明确要解决的问题、③实施建设、④在限定的条件下进行设计、⑤测试模型和评估改进”五个步骤，正确的排列顺序是（　　）（填字母，下同）。 A．①②⑤④③ B．②④①⑤③ C．②①④⑤③ D．②④①③⑤ (3)制订小桥的竞标书时，下列因素不需要写在标书中的是（　　） A．成本预算、时间分配、人员分工 B．建桥位置、使用的材料 C．投标者是否具有丰富的经验 D．桥的设计方案 (4)小典给小组提了以下建议，你觉得不正确的是（　　）。 A．改进设计方案时，要分析梳理问题，反思交流 B．可以调研周围桥梁的结构特点 C．制作过程中，发现问题要经过小组研讨交流再进行处理，避免个人随意修改 D．制作竞标书时，小组所有成员的意见都要记录在上面，不用处理、筛选 (5)从现场的情况来看，在1米宽的水沟之上建桥，下列桥的形状最适合的是（　　） A．石拱桥 B．斜拉桥 C．悬索桥 D．梁式桥 (6)结合资料查询和实地勘查，小组最后确定了设计方案，请你把设计图画在下面方框里。 (7)小典和同学设计并制作了一个纸桥梁模型检测他们的方案，他们用纸代替钢材，把同样大小的纸条折成了不同的形状，并进行承重能力的检测。 钢条结构 圆筒钢条 L形钢条 U形钢条 扁平钢条 承重能力（垫片数） 5 1 3 0 根据上表承重能力的检测情况，你觉得他们应该选用的钢材是（　　）（填字母，下同）。 A．圆筒钢条 B．扁平钢条 C．L形钢条 D．U形钢条 (8)各小组测试小桥模型时，采用的评估方式应该是（　　） A．小组自评 B．小组间互评 C．不仅自评，小组间还要互评 D．老师主观评价 (9)在整个建桥活动中，我们对做好一项工程有了很多新的认识。下列认识中，错误的是（　　） A．工程的关键是设计，设计是需要不断改进往复的过程，直至满足建造的要求 B．工程的建设离不开技术，两者相互影响又相互促进 C．工程建设具有复杂性，制作模型可以和设计方案有些许不一致 D．制作模型是工程设计中的重要环节 19．如图所示是某校学生设计并制作的桥梁模型。 (1)现要对该模型进行稳定性试验，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”。某学生根据提供的砝码，设计了简易试验方案来测试该模型的稳定性，具体步骤如下： a.将桥梁模型放置在________的桌面上。 b.如图所示，在桥梁的右侧最远端逐渐悬挂钩码（每个钩码质量为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________。 (2)如果要提高模型的稳定性，可以采取的措施是：________。 ①缩短桥梁两端伸出部分的长度； ②增大桥梁两端伸出部分的长度； ③两端增加桥墩； ④减小桥面宽度。 【答案】(1) 水平 大于，小于M (2)①③ 【详解】（1）[1]实验时，为了确保试验的准确性，需要将桥梁模型放置在一个水平的桌面上，以避免因桌面不平而导致的试验误差。 [2]通过悬挂钩码测试桥梁模型的稳定值，在桥梁的右侧最远端逐渐悬挂钩码，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大于，小于M。 （2）为了提高模型的稳定性，可以采取的措施包括缩短桥梁两端伸出部分的长度和在两端增加桥墩，故选①③。 20．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。 21．桥的研究 (1)港珠澳大桥是我国境内连接香港、珠海和澳门的桥隧工程，全长55公里，是目前世界上最长的跨海大桥，也是我国交通史上技术最复杂、建设要求和标准最高的工程之一，它在2018年10月24日开通运营港珠澳大桥图示部分的桥体从结构上看属于我们学过的_______桥。这种桥的特点是跨度大，抗风性能好，稳定性强。 (2)小科和他的研究小组要共同设计建造一座桥。要求桥能跨越20cm宽的峡谷，桥面的宽度要大于10cm，至少能承重200g的小车。图1是他们第一次设计的结构图。 ①设计中，如果小科将桥面的宽度增加到20cm，那么桥面的承重能力会_______。 ②他们将桥面设计成圆纸管平铺（图4），其最终目的是_________。 ③第二次改进时（图3），增加了桥塔设计，下列三种设计中，如果其他条件相同，缆绳承受拉力最小的是_______。 ④用对比实验研究“桥塔高度对桥面承重能力的影响”，题（2）③中的三种桥梁设计图中，最合理的选择是_______和_______。 ⑤从结构上看，图3结合了_______和_______两种桥的设计结构。 22．在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践活动中，小明同学对桥梁进行了研究，发现生活中的桥千差万别，各具特色，如图甲所示：有些是平板桥，有些是向上凸起的凸形桥，也有些是向下凹的凹形桥。这引起了他的思考：所有桥梁的功能都是有利于人和车辆的通行，那么汽车行驶时对凸形桥和凹形桥的压力一样吗？哪种桥容易被压坏？ 为此小明将汽车通行凸形桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道，并构建了图乙所示的模型，A点是凸形桥的最高点，B点是凹形桥的最低点。先固定轨道，再将压力传感器固定在 A、B 两点的下面。如图丙所示，汽车通过时压力显示器就显示出压力的大小了。他猜想：汽车通过不同形状的桥时对桥的压力，可能与汽车的重力 、汽车过桥的速度大小、桥面的粗糙程度、A 与 B两点所在曲线轨道（可以看成是圆的一部分）半径等因素有关。 小明让玩具小车通过图乙的曲线轨道（玩具小车通过轨道时不会压坏轨道），模拟了汽车通过凸形桥、凹形桥的情景。请回答下列问题： (1)玩具小车在图乙的曲线轨道匀速前进，它的运动状态是_____（选填“改变”或“不变”）的。 (2)实验时，小明让玩具小车在轨道上以相同的速度通过 A、B两点，收集到压力显示器显示的数据如下表所示。分析下表数据可以得到结论： 实验次序 速度v/（m/s） 小车重力G/N 玩具小车对凸形桥A点压力F1/N 玩具小车对凹形桥B点压力F2/N 1 v1 2.00 1.80 2.40 2 v2 2.00 1.60 2.80 3 v3 2.00 1.50 3.00 4 v1 3.00 2.70 3.60 5 v2 3.00 2.40 4.20 6 v3 3.00 2.25 4.50 ①分析1、4（或2、5或3、6）次实验数据，可以得出结论：玩具小车通过A点或B点时，玩具小车对桥面的压力与玩具小车的______有关； ②分析1、2、3次实验数据可以得出结论：玩具小车通过A点或B点时，玩具小车对桥面的压力与玩具小车的______有关； ③由表中数据可知：一定质量的汽车以相同的速度通过A点或B点时，容易压坏桥的是_____　（填“A”或“B”）点。 23．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：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： （1）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。 （2）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。 （3）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。 （4）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。 （5）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。 （6）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。 （7）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_________。 24．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。 25．如图所示为悬索桥的主要结构示意图。请回答下列问题： (1)悬索桥结构图中，序号③的名称是_______，是悬索桥的主要承重结构。 (2)桥的主梁是图中的序号_______，通过吊杆或吊索，即图中的序号_______将桥的结构③和④连接起来。 (3)悬索桥的结构②承载着结构③产生的向下的力，结构②的名称是_______。 26．赵州桥（如图所示）又称安济桥、大石桥，位于河北省石家庄市赵县城南的洨河上，始建于隋代（公元595年一605年），由著名匠师李春设计建造，是世界上现存年代最久、跨度最大、保存最完整的单孔坦弧敞肩石拱桥。请回答下列问题： (1)拱桥是用_____________作为桥身主要承重结构的桥，赵州桥的建造材料是_______。 (2)赵州桥的桥梁称为“敞肩拱”，指的是_________；“敞肩拱”的意义在于__________。 (3)除了杭州的拱宸桥，请再举出浙江省境内或你家乡的石拱桥：_____________。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $