第5章 建筑结构与工程（高效培优·试卷）科学新教材浙教版八年级上册

第5章 《建筑结构与工程》检测卷 考生须知： 试卷满分共160 分，考试时间 120 分钟 一．选择题（共15小题） 1．下列框架结构中，最稳定的形状是（　　） A．六边形 B．四边形 C．三角形 D．五边形 2．框架结构的组成构件通常是（　　） A．柔性绳索 B．刚性杆件（梁和柱） C．多层薄板 D．实心混凝土块 3．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 4．如图是2008年北京奥运会主会场“鸟巢”，那么“鸟巢”的主体结构类型是（　　） A．实体结构 B．框架结构 C．壳体结构 D．组合结构 5．同学们在课堂上讨论我国的一些大型工程，下列说法不正确的是（　　） A．小明认为港珠澳大桥的工程实施给我国的政治和经济等方面都带来了很大的好处 B．小芳认为天眼工程的选址在贵州的洼地里不太合适，应该在平地上更容易建设 C．小红认为太空站工程的设计需要考虑在太空中的真空、高温等限制因素 D．小亮认为“鸟巢”工程的建设利用框架结构是非常重要的选择 6．建筑结构的分类多种多样，将建筑结构分为框架结构、壳体结构和实体结构的分类依据主要是（　　） A．受力情况 B．结构材料 C．结构基础 D．结构等级 7．如图为上海东方明珠塔的下部，由图可见，塔的下部有三根斜撑的柱子和几根竖直的柱子。柱子采用斜撑的方式的目的是（　　） A．增大柱子与地面的接触面积 B．降低塔身的重心的土融 C．方便维修人员上下通行 D．增大建筑物的支撑面 8．如图所示为建于1960年的浙江建德新安江的白沙大桥。该桥长362m，高24m，面宽11m，六孔。栏杆上雕有大小石狮二百五十六只，神态各异，栩栩如生。桥堍有迎客亭，亭中“白沙桥”三字汉白玉石碑为郭沫若题。此桥建筑技术总结了我国古代赵州桥和卢沟桥的结构特点而有所创新，轻巧明快，气势雄伟。根据所学知识判断，其桥墩的建筑结构类型为（　　） A．框架结构 B．壳体结构 C．实体结构 D．构件结构 9．如图所示为木料抗弯强度实验。木料在悬挂重物后向下弯曲，测得木料N的下弯距离为5mm，木料M的下弯距离为8mm。从结构稳固角度考虑，下列板凳设计方案中，合理的是（　　） A． B． C． D． 10．如图所示三脚凳,若凳脚粗细、支撑面形状面积都相同,从稳定性角度考虑,其中最合理的是（　　） A． B． C． D． 11．下列建筑结构中，其基本结构分类不正确的是（　　） A．壳体结构：国家大剧院 B．框架结构：国家体育场主体结构 C．实体结构：水电站的坝体 D．壳体结构：国家游泳中心 12．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 13．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 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 15．以下对纸桥抗弯能力的测试方式中,不合理的是（　　） A． B． C． D． 二．填空题（共5小题） 16．在学校科技节的“纸桥承重”比赛中，同学们利用纸张设计并制作了不同结构的纸桥。 （1）图甲的纸桥应用了大量三角形结构，主要是为了提高桥的________性。 （2）比赛前需测量纸桥自身质量（不超过50g），小科准备自制弹簧测力计。他测试了三根弹簧，得到如图乙所示的F-L关系图像。若要在已标刻度线的面板上制作精确度最高的测力计，应选用弹簧________（选填“A”、“B”或“C”）。 （3）比赛时，通过在纸桥上逐渐堆放物品来测试承重极限。有同学建议将原本使用的科学作业本改为细沙，这样做的好处是________________________________________________________________________。 17．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 18．某校学生计划用木材设计一座简易桥梁模型，需通过实验验证其稳定性与强度。请结合以下信息回答问题： （1）他们设计了如图的桥梁，在桥面中间逐渐放上重物，发现桥面与支撑柱容易脱离。他们决定对该桥梁进行改进，他们用截面为20mm×10mm的木条制作两侧的梁，下列是梁的四种支撑方案，从强度角度考虑，其中合理的是（　　） A． B． C． D． （2）在选木材时，下列支撑柱木纹最合适的是（　　） A． B． C． D． （3）桥梁改造完成后，对其进行稳定性测试，发现桥梁晃动，稳定性不佳。下列改进措施合理的是（　　） A．将桥墩底座向外延伸 B．将原来桥梁的榫接改为钉接 C．在桥墩底部加装重物 （4）为验证改进效果，以下实验方法合理的是（　　） A．用砝码逐步加载并记录桥梁挠度变化（桥梁挠度是指桥梁结构在荷载作用下产生的垂直位移即挠度） B．观察桥梁在风力模拟下的位移情况 C．将桥梁模型浸泡水中测试抗腐蚀性 19．建筑结构除了框架结构、壳体结构、实体结构外，常见的分类还有混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构、剪力墙结构等类型，每种结构具有不同的材料特性和适用场景。主要建筑结构类型及特点如下： ①混凝土结构：包括素混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构，特点是抗压性能强、耐久性高，但自重大，施工周期长，抗拉性能较弱。 ②砌体结构：以砖、石或混凝土砌块砌筑，成本低且耐腐蚀，常见于多层住宅和办公楼。局限性∶强度低、抗震性差，施工效率低。 ③钢结构：以钢材为主，具有轻量化、施工快的优势。需注意防火防锈，成本较高。 ④剪力墙结构：依靠钢筋混凝土墙体承重，侧向刚度大（在水平方向上耐受力强）。 （1）桥墩、水坝等建筑常用________结构来建造。 （2）体育馆等大跨度建筑及高层建筑可采用______结构来建造。 （3）高层住宅需要考虑抗风抗震，常用剪力墙结构来建造。常用这种结构建造高层建筑的承重墙，原因是__________________________________________________________________________________________。 20．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”）。 三．实验探究题（共3小题） 21．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 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．综合题（共4小题） 24．某学校社团计划在校园景观池塘上搭建一座简易人行浮桥，方便师生通行。浮桥由若干相同的长方体浮筒并排连接而成，上铺木板作为桥面。 （1）浮桥搭建完成后，静止漂浮在水面上，如图所示，此时浮桥所受浮力__________重力（选填“>”“<”或“=”）。 （2）如图所示的浮桥总质量为，为了保证安全，浮桥浸入水中的总体积不得超过，则该浮桥最多能承载多少位中学生？（假设每位中学生所受重力为500牛，）。 （3）为了提高浮桥的承载量，下列措施合理的是（　　）（选填字母） A．适当增加浮桥的浮筒数量 B．在浮桥表面喷涂更光滑的油漆 C．换用更轻质木板作为桥面 D．将浮筒体积减小，使桥面更贴近水面 （4）暴雨过后，校园池塘水位上涨，部分雨水渗入浮桥的木板中，导致浮桥总重力增大，但还是能漂浮在水面上。与暴雨前相比，浮桥相对于水面会上浮一些、下沉一些，还是保持不变？判断并说明理由。__________________________________________________________________________________________ 25．市政府决定在某湿地公园安装双人秋千供市民休闲娱乐，现有 A、B两款秋千以供选择，如图所示。请仔细观察并根据学习的结构知识，回答以下问题： （1）从力学的架构与形态考虑，秋千属于哪种基本结构； （2）如果两款秋千的材质及构件的粗细一样，那么哪一款秋千的安全系数更高？请简要说明理由。 26．自行车是我们生活中常见的结构，请根据你所学有关结构的知识回答以下问题。 （1）自行车的结构设计除了考虑稳定性外，还主要考虑什么因素？它与哪些因素有关？ （2）自行车的车架为什么采用三角形结构？ 27．如图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强度，提供不同质量的砝码若干，请设计简易实验方案，并回答问题。 （1）进行模型的稳定性实验，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实验方法，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_______（从中选择两项，将序号填入横线处）。 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。 （3）如果要提高模型中部的强度，可以采取的措施是_______（从中选择两项，将序号填入横线处）。 ①增加桥面木板的厚度； ②增大桥墩之间的距离； ③降低桥的高度； ④选用高强度的材料。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5章 《建筑结构与工程》检测卷 考生须知： 试卷满分共160 分，考试时间 120 分钟 一．选择题（共15小题） 1．下列框架结构中，最稳定的形状是（　　） A．六边形 B．四边形 C．三角形 D．五边形 【答案】C 【分析】三角形框架具有稳定性的特点。 【详解】三角形和四边形是基本的框架，三角形框架具有稳定性，四边形、五边形、六边形等结构具有不稳定性。与四边形、五边形、六边形比较，三角形结构最稳定，故C正确，ABD错误。 故选C。 2．框架结构的组成构件通常是（　　） A．柔性绳索 B．刚性杆件（梁和柱） C．多层薄板 D．实心混凝土块 【答案】B 【详解】框架结构由刚性杆件（梁和柱）在空间排布形成，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．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。 4．如图是2008年北京奥运会主会场“鸟巢”，那么“鸟巢”的主体结构类型是（　　） A．实体结构 B．框架结构 C．壳体结构 D．组合结构 【答案】B 【详解】A．实体结构通常是指结构体本身是实心的，其几何外形较为简单，主要依靠自身材料来承受外力，如城墙、大坝等。“鸟巢”并不是实心的，内部存在较大的空间用于举办体育活动、容纳观众等，所以“鸟巢”不属于实体结构，A不符合题意。 B．框架结构是由许多杆件通过节点连接而成，能够提供较大的空间，具有节省材料、减轻结构重量等优点。“鸟巢”是由一系列交错的钢构件组成，这些钢构件通过节点相互连接，形成了一个类似鸟巢的复杂框架体系，符合框架结构的特点，所以“鸟巢”属于框架结构，B符合题意。 C．壳体结构是一种层状结构，通常具有较好的承压能力，能将外力沿表面分散到整个结构上，如头盔、汽车外壳等。“鸟巢”的结构并非层状，也不是主要依靠表面来承受外力，因此不属于壳体结构，C不符合题意。 D．组合结构是由两种或两种以上的结构组合而成。“鸟巢”主要是由钢构件组成的框架结构，并非多种结构的组合，所以不属于组合结构，D不符合题意。 故选B。 5．同学们在课堂上讨论我国的一些大型工程，下列说法不正确的是（　　） A．小明认为港珠澳大桥的工程实施给我国的政治和经济等方面都带来了很大的好处 B．小芳认为天眼工程的选址在贵州的洼地里不太合适，应该在平地上更容易建设 C．小红认为太空站工程的设计需要考虑在太空中的真空、高温等限制因素 D．小亮认为“鸟巢”工程的建设利用框架结构是非常重要的选择 【答案】B 【详解】A．港珠澳大桥连接香港、珠海、澳门，极大地缩短了三地的通行时间，促进了区域经济交流与协作，同时也强化了粤港澳地区的联系，在政治和经济等方面都带来了很大好处，故A正确，不符合题意； B．“中国天眼”（FAST）利用贵州喀斯特天然洼地建造，既节省土方工程，又有效屏蔽电磁干扰，是科学合理的选址，故B错误，符合题意； C．太空环境具有高真空、强辐射、极端温度等特点，必须特殊设计，故C正确，不符合题意； D．“鸟巢”采用空间钢桁架结构，实现大跨度无柱空间，兼具稳定性与美观性，故D正确，不符合题意。 故选B。 6．建筑结构的分类多种多样，将建筑结构分为框架结构、壳体结构和实体结构的分类依据主要是（　　） A．受力情况 B．结构材料 C．结构基础 D．结构等级 【答案】A 【分析】建筑结构有多种分类方式。框架结构通常由梁和柱组成骨架来承受荷载;壳体结构通过曲面的薄壁来承受外力;实体结构则是由实心材料构成来承受荷载。这些不同结构形式的特点主要体现在其受力的方式和特点上。 【详解】A．框架结构、壳体结构和实体结构在受力情况上有明显差异，正是根据受力情况的不同将建筑结构分为这三类，A 正确。 B．结构材料如木材、钢材、混凝土等，不是将建筑结构分为框架结构、壳体结构和实体结构的依据，B错误。 C．结构基础如条形基础、桩基础等，主要与建筑的地基承载等有关,和建筑结构的这种分类无关，C错误。 D．结构等级通常涉及建筑的安全性、耐久性等方面的分级,并非是对结构形式的分类依据，D错误。 故选A。 7．如图为上海东方明珠塔的下部，由图可见，塔的下部有三根斜撑的柱子和几根竖直的柱子。柱子采用斜撑的方式的目的是（　　） A．增大柱子与地面的接触面积 B．降低塔身的重心的土融 C．方便维修人员上下通行 D．增大建筑物的支撑面 【答案】D 【详解】斜撑的作用是形成三角形结构，三角形具有稳定性，能抵抗侧向力，从而增大建筑物的支撑面，提高整体稳定性。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．如图所示为建于1960年的浙江建德新安江的白沙大桥。该桥长362m，高24m，面宽11m，六孔。栏杆上雕有大小石狮二百五十六只，神态各异，栩栩如生。桥堍有迎客亭，亭中“白沙桥”三字汉白玉石碑为郭沫若题。此桥建筑技术总结了我国古代赵州桥和卢沟桥的结构特点而有所创新，轻巧明快，气势雄伟。根据所学知识判断，其桥墩的建筑结构类型为（　　） A．框架结构 B．壳体结构 C．实体结构 D．构件结构 【答案】C 【详解】A．框架结构一般由梁和柱组成骨架，桥墩不是由这种骨架形式构 成，故A不符合题意； B．壳体结构通常是薄壁空间结构，桥墩不符合这种结构特点，故B不符合题意； C．桥墩是由实心材料组成，靠自身重量来抵抗桥梁的压力等外力，属于实体结构，故C符合题意； D．构件结构不是常见的建筑结构类型分类，故D不符合题意。 故选C。 9．如图所示为木料抗弯强度实验。木料在悬挂重物后向下弯曲，测得木料N的下弯距离为5mm，木料M的下弯距离为8mm。从结构稳固角度考虑，下列板凳设计方案中，合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】木料的下弯距离越小，说明抗弯强度越高（变形越小）；题目中木料N下弯距离（5mm）小于木料M（8mm），因此木料N的抗弯强度更好，应优先选用木料N制作板凳；从结构稳固性角度，三角形结构具有稳定性（斜向支撑可形成三角形受力体系，分散荷载、抵抗变形）。选项C采用斜向支撑的结构设计，相比选项D的垂直支撑（无三角形稳定结构），稳固性更强。因此，合理的设计方案为C，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 10．如图所示三脚凳,若凳脚粗细、支撑面形状面积都相同,从稳定性角度考虑,其中最合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】结构稳定性的影响因素：1.重心高低∶重心越低，结构越稳定。2.支撑面大小∶支撑面越大，结构稳定性越好。 由题意可知，凳脚粗细、支撑面形状面积都相同，所以比较结构的稳定性就需要考虑重心的高低情况，由图片可知，A的凳脚直立，则重心位置最高，BD的凳脚有一点倾斜角度，但都比C的倾斜角度小，所以C的重心最低，稳定性最好。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 11．下列建筑结构中，其基本结构分类不正确的是（　　） A．壳体结构：国家大剧院 B．框架结构：国家体育场主体结构 C．实体结构：水电站的坝体 D．壳体结构：国家游泳中心 【答案】D 【详解】A．国家大剧院外形为半椭球形，属于壳体结构，通过曲面板材承载来承受荷载和提供大空间，故A正确，不符合题意； B．国家体育场（鸟巢）采用‌框架结构‌，由钢柱和钢梁组成，形成稳定的支撑体系。框架结构通过节点连接构件，适合大跨度、大空间建筑，故B正确，不符合题意； C．水电站坝体通常采用‌实体结构‌，依靠自身重量抵抗水压，故C正确，不符合题意； D．国家游泳中心“水立方”是膜结构建筑，其结构体系并非通过曲面板材承载的壳体结构，故D错误，符合题意。 故选D。 12．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 【答案】B 【分析】结构是指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列。不同的事物往往具有不同的结构，而不同的结构又具有不同的功能。在我们的生活中，大到建筑，小到日常用品，都存在结构。 【详解】A．结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列，故A正确，不符合题意； B．结构不仅存在于人类创造的各种事物中，自然界中也广泛存在结构，比如雪花的六角形结构、蜂巢的六边形结构等，故B错误，符合题意； C．不同的事物往往具有不同的结构，例如桥梁有梁桥、拱桥、斜拉桥等不同结构，故C正确，不符合题意； D．不同的结构具有不同的功能，比如三角形结构具有稳定性，常用于建筑的支撑部分，故D正确，不符合题意。 故选B。 13．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。 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。 15．以下对纸桥抗弯能力的测试方式中,不合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【分析】要判断对纸桥抗弯曲能力测试方式是否合理，需明确抗弯曲能力主要是指纸桥抵抗因受力而发生弯曲变形甚至破坏的能力，测试时应模拟纸桥实际可能承受的、使它产生弯曲的力的作用情况。 【详解】A．在纸桥下方悬挂重物，重物的重力会使纸桥产生向下的弯曲趋势，这种方式能有效测试纸桥的抗弯曲能力，是合理的，A不符合题意。 B．在纸桥的两侧分别悬挂重物，两侧的重物会对纸桥产生向下的拉力，使纸桥有向下弯曲的趋势，能够测试纸桥的抗弯曲能力，是合理的，B不符合题意。 C．将重物直接放在纸桥的上方，重物的压力会使纸桥产生向下的弯曲，能测试纸桥的抗弯曲能力，是合理的，C不符合题意。 D．一侧悬挂重物，另一侧放置重物，这种受力情况比较复杂且不符合纸桥通常承受使自身弯曲的力的常规情形，不能很好地测试纸桥的抗弯曲能力，是不合理的，D符合题意。 故选D。 二．填空题（共5小题） 16．在学校科技节的“纸桥承重”比赛中，同学们利用纸张设计并制作了不同结构的纸桥。 （1）图甲的纸桥应用了大量三角形结构，主要是为了提高桥的________性。 （2）比赛前需测量纸桥自身质量（不超过50g），小科准备自制弹簧测力计。他测试了三根弹簧，得到如图乙所示的F-L关系图像。若要在已标刻度线的面板上制作精确度最高的测力计，应选用弹簧________（选填“A”、“B”或“C”）。 （3）比赛时，通过在纸桥上逐渐堆放物品来测试承重极限。有同学建议将原本使用的科学作业本改为细沙，这样做的好处是________________________________________________________________________。 【答案】(1)稳定 (2)A (3)细沙的质量可以连续变化，方便控制物品对纸桥的压力（合理皆可） 【详解】（1）图甲的纸桥应用了大量三角形结构，三角形具有稳定性，通过了桥的稳定性。 （2）对于不同的弹簧测力计，弹簧的伸长量还与弹簧的材质有关，在外力相同时，伸长量不同，选伸长量较大的弹簧，分度值可以很小，测量就更准确，所以，应选弹簧A。 （3）作业本的重量是固定的，每次添加都是一个“跳跃式”的重量增量，可能会错过纸桥即将损坏的临界承重值。细沙可以通过少量添加的方式，实现近乎连续的重量加载，能更精准地找到纸桥从正常承载到即将损坏的临界点，测试数据更精细。 17．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) 三插接口 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) 金属离子 AB 【详解】（1）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）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。 18．某校学生计划用木材设计一座简易桥梁模型，需通过实验验证其稳定性与强度。请结合以下信息回答问题： （1）他们设计了如图的桥梁，在桥面中间逐渐放上重物，发现桥面与支撑柱容易脱离。他们决定对该桥梁进行改进，他们用截面为20mm×10mm的木条制作两侧的梁，下列是梁的四种支撑方案，从强度角度考虑，其中合理的是（　　） A． B． C． D． （2）在选木材时，下列支撑柱木纹最合适的是（　　） A． B． C． D． （3）桥梁改造完成后，对其进行稳定性测试，发现桥梁晃动，稳定性不佳。下列改进措施合理的是（　　） A．将桥墩底座向外延伸 B．将原来桥梁的榫接改为钉接 C．在桥墩底部加装重物 （4）为验证改进效果，以下实验方法合理的是（　　） A．用砝码逐步加载并记录桥梁挠度变化（桥梁挠度是指桥梁结构在荷载作用下产生的垂直位移即挠度） B．观察桥梁在风力模拟下的位移情况 C．将桥梁模型浸泡水中测试抗腐蚀性 【答案】(1)A (2)A (3)AC (4)AB 【详解】（1）在桥面中间逐渐放重物时桥面与支撑柱易脱离，改进梁的支撑方案需从强度角度考虑。A方案的支撑结构能更好地分散桥面所受压力，增强整体强度，防止桥面与支撑柱脱离；B、C、D方案在强度方面不如A方案合理。所以从强度角度考虑， A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （2）对于支撑柱，其木纹应沿受力方向，这样能更好地承受压力等外力。A选项的木纹方向符合支撑柱受力要求；B、C、D选项的木纹方向不利于支撑柱承受外力。 故选A。 （3）桥梁晃动稳定性不佳，将桥墩底座向外延伸可以增大支撑面，提高稳定性；在桥墩底部加装重物能降低重心，也可增强稳定性。将原来桥梁的榫接改为钉接主要是关于连接方式，与稳定性无关。故AC符合题意，B不符合题意。 故选AC。 （4）用砝码逐步加载并记录桥梁挠度变化，能直观反映桥梁在荷载下的性能改进效果；观察桥梁在风力模拟下的位移情况，可检验桥梁在风力作用下的稳定性改进效果。将桥梁模型浸泡水中测试抗腐蚀性与桥梁的稳定性和强度验证无关。故AB符合题意，C不符合题意。 故选AB。 19．建筑结构除了框架结构、壳体结构、实体结构外，常见的分类还有混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构、剪力墙结构等类型，每种结构具有不同的材料特性和适用场景。主要建筑结构类型及特点如下： ①混凝土结构：包括素混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构，特点是抗压性能强、耐久性高，但自重大，施工周期长，抗拉性能较弱。 ②砌体结构：以砖、石或混凝土砌块砌筑，成本低且耐腐蚀，常见于多层住宅和办公楼。局限性∶强度低、抗震性差，施工效率低。 ③钢结构：以钢材为主，具有轻量化、施工快的优势。需注意防火防锈，成本较高。 ④剪力墙结构：依靠钢筋混凝土墙体承重，侧向刚度大（在水平方向上耐受力强）。 （1）桥墩、水坝等建筑常用________结构来建造。 （2）体育馆等大跨度建筑及高层建筑可采用______结构来建造。 （3）高层住宅需要考虑抗风抗震，常用剪力墙结构来建造。常用这种结构建造高层建筑的承重墙，原因是__________________________________________________________________________________________。 【答案】(1)混凝土 (2)钢 (3)剪力墙结构侧向刚度大，在水平方向上耐受力强 【详解】（1）桥墩、水坝等建筑主要承受压力，而混凝土结构的特点是抗压性能强，耐久性高，所以桥墩、水坝等建筑常用混凝土结构来建造。 （2）体育馆等大跨度建筑及高层建筑，需要结构具有轻量化且施工快的特点，钢结构以钢材为主，具有轻量化，施工快的优势，所以体育馆等大跨度建筑及高层建筑可采用钢结构来建造。 （3）常用这种结构建造高层建筑的承重墙，原因是剪力墙结构侧向刚度大，在水平方向上耐受力强，能有效抵抗风荷载和地震作用。 20．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。 三．实验探究题（共3小题） 21．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。 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。 四．综合题（共4小题） 24．某学校社团计划在校园景观池塘上搭建一座简易人行浮桥，方便师生通行。浮桥由若干相同的长方体浮筒并排连接而成，上铺木板作为桥面。 （1）浮桥搭建完成后，静止漂浮在水面上，如图所示，此时浮桥所受浮力__________重力（选填“>”“<”或“=”）。 （2）如图所示的浮桥总质量为，为了保证安全，浮桥浸入水中的总体积不得超过，则该浮桥最多能承载多少位中学生？（假设每位中学生所受重力为500牛，）。 （3）为了提高浮桥的承载量，下列措施合理的是（　　）（选填字母） A．适当增加浮桥的浮筒数量 B．在浮桥表面喷涂更光滑的油漆 C．换用更轻质木板作为桥面 D．将浮筒体积减小，使桥面更贴近水面 （4）暴雨过后，校园池塘水位上涨，部分雨水渗入浮桥的木板中，导致浮桥总重力增大，但还是能漂浮在水面上。与暴雨前相比，浮桥相对于水面会上浮一些、下沉一些，还是保持不变？判断并说明理由。__________________________________________________________________________________________ 【答案】(1)= (2)20位 (3)AC (4)浮桥始终漂浮，浮力等于总重力，浮桥总重力增大，因此所受浮力增大；水的密度不变，根据阿基米德原理​，浮桥排开水的体积会增大，因此浮桥相对于水面下沉一些。 【详解】（1）物体漂浮时，根据漂浮条件，所受浮力等于自身总重力。 （2）根据阿基米德原理，浮桥受到的最大浮力 浮桥自身的重力 承载的总重力 可承载的中学生数量 （3）A．增加浮筒数量，浮桥最大排开水的体积增大，最大浮力增大，可提高承载量，故A符合题意； B．喷涂光滑油漆仅改变摩擦力，不改变浮力和浮桥自重，不影响承载量，故B不符合题意； C．换用轻质木板，浮桥自身重力减小，相同最大浮力下，可承载的额外重力更大，故C符合题意； D．减小浮筒体积，浮桥最大排开水的体积减小，最大浮力减小，承载量降低，故D不符合题意。 故选AC。 （4）略。 25．市政府决定在某湿地公园安装双人秋千供市民休闲娱乐，现有 A、B两款秋千以供选择，如图所示。请仔细观察并根据学习的结构知识，回答以下问题： （1）从力学的架构与形态考虑，秋千属于哪种基本结构； （2）如果两款秋千的材质及构件的粗细一样，那么哪一款秋千的安全系数更高？请简要说明理由。 【答案】(1)框架结构 (2)B款秋千；B款秋千利用三角形结构，对横杠的支撑面增大更稳固 【详解】（1）从力学的架构与形态考虑，秋千属于框架结构。 （2）支撑面越大，重心越低，物体的稳度越高。如果两款秋千的材质及构件的粗细一样，B款秋千的安全系数更高。理由是因为B款秋千利用三角形结构，对横杠的支撑更稳固。 26．自行车是我们生活中常见的结构，请根据你所学有关结构的知识回答以下问题。 （1）自行车的结构设计除了考虑稳定性外，还主要考虑什么因素？它与哪些因素有关？ （2）自行车的车架为什么采用三角形结构？ 【答案】(1)主要考虑强度。强度与结构的形状、使用的材料和构件的连接方式有关 (2)三角形结构有比较好的稳定性和强度 【分析】结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力，它与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力，影响因素主要有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。 【详解】（1）自行车的结构设计除了考虑结构的稳定性外，还要考虑结构的强度。结构的强度与结构的形状、使用的材料和构件的连接方式有关。 （2）自行车的车架采用三角形结构是利用了三角形结构的稳定性特点。四边形结构在力的作用下，很容易发生形状的改变，而三角形结构在力的作用下，其结构保持不变。三角形是所有几何形状中最坚固稳定的结构。自行车的车架采用前后三角组合结构，利用三角形的稳定性固定车身，确保骑行时的刚性和抗扭性，这种设计可以有效地分散骑行中产生的冲击力，避免局部受力集中导致变形或折断。 27．如图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强度，提供不同质量的砝码若干，请设计简易实验方案，并回答问题。 （1）进行模型的稳定性实验，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实验方法，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_______（从中选择两项，将序号填入横线处）。 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。 （3）如果要提高模型中部的强度，可以采取的措施是_______（从中选择两项，将序号填入横线处）。 ①增加桥面木板的厚度； ②增大桥墩之间的距离； ③降低桥的高度； ④选用高强度的材料。 【答案】(1)如图所示,将桥梁模型放置在平整的桌面上，在模型的最右侧或最左侧加挂砝码，并逐渐增加砝码数量，直至桥梁模型发生翻转，记录此时的砝码数量n。模型不发生翻转时所能承受的最大载荷为（n-1）个砝码的重量。 (2)①③ (3)①④ 【详解】（1）略 （2）提高稳定性的方法有：降低重心、增大支撑面（重心的垂线落在支撑面内）、改变结构形状。减小桥面的宽度将会降低桥梁的使用功能，增大桥梁两端伸出部分的长度会使桥梁的重心外移，重心的垂线不在支撑面内桥梁会翻到，故可以采取的措施为①③。 （3）提高强度的方法有：改变材料、改变连接方式、改变结构形状。增大桥墩之间的距离会使中部承受更大的压力，更容易弯曲形变。降低桥的高度是降低重心，对桥梁中部强度提高没有帮助，故可以采取的措施是①④。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $