资源简介

浙教版科学（新教材）八上 5.1 建筑结构与功能 同步练习
一、选择题
1．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
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【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。
【解答】A、结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列，A正确。
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，B错误。
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，C正确。
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，D正确。
故答案为：B。
2．如图所示三脚凳，若凳脚粗细、支例5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】D
【知识点】结构受力与形变
【解析】【分析】物体的稳定性取决于重心高度和支撑面大小：重心越低、支撑面越大，稳定性越强。对于三脚凳，支撑脚与地面接触点形成的三角形是关键支撑面，同时凳面和支撑脚的结构要能让整体重心尽可能低且在支撑面范围内，据以上分析解答。
【解答】A、支撑脚相对集中，形成的支撑面较小，且从形状看，重心相对偏高，稳定性较差，故A错误；
B、支撑脚数量不足（图中显示类似单脚或双脚为主的支撑，不符合“三脚”稳定的三角形支撑逻辑），支撑面极小，稳定性很差，故B错误；
C、支撑脚分布和角度使得支撑面形状不规则且范围有限，重心也不易处于较低且在支撑面中心的位置，稳定性不佳，故C错误；
D、支撑脚形成的三角形支撑面相对合理，能较好地分散重量，使重心处于较低且在支撑面范围内的位置，从稳定性角度看最为合理，故D正确；
故答案为：D。
3．2024年9月27 日凌晨，榕山长江大桥 正式开放交通，长江上再增一条过江通道，大桥 惠及沿线30余万群众，大桥总长1513米，其中 主桥长1055米，桥面上的斜拉钢缆与桥面呈 三角形结构，这是利用了 (　　)
A．三角形的对称性 B．三角形的稳定性
C．三角形的灵活性 D．三角形的全等性
【答案】B
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）三角形稳定性的概念：三角形具有稳定性，即三角形的三边一旦确定，其形状和大小就固定不变，这种特性使得三角形结构在工程建筑中能承受外力而不易变形。
（2）其他三角形特性的辨析：三角形的对称性是指部分三角形（如等腰、等边三角形）的对称性质；灵活性不是三角形的特性；全等性是指三角形之间的形状大小完全相同的关系，均与结构稳固性无关。
【解答】A、三角形的对称性是其图形的对称性质，与斜拉钢缆和桥面的三角形结构用于稳固无关，故该选项错误。
B、三角形具有稳定性，桥面上的斜拉钢缆与桥面呈三角形结构，利用了三角形的稳定性来增强大桥的稳固性，故该选项正确。
C、三角形不具备灵活性的特性，此说法不符合三角形的性质，故该选项错误。
D、三角形的全等性是指三角形之间的全等关系，与该结构的稳固功能无关，故该选项错误。
故答案为：B。
4．关于结构的功能，下列说法不正确的是（　　）
A．所有结构的主要功能都是承受力
B．有些结构的功能是为了分隔空间，如墙壁
C．有些结构的功能是为了美观，如雕塑
D．结构的功能与其形状和材料密切相关
【答案】A
【知识点】建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）结构的功能多样性：结构的功能并非单一，不同的结构具有不同的功能，有的结构主要功能是承受力，有的是分隔空间，有的是为了美观等。
（2）结构功能与形状、材料的关系：结构的功能与其形状和材料密切相关，不同的形状和材料会使结构具备不同的功能。
【解答】A、结构的功能多样，并非所有结构的主要功能都是承受力，比如墙壁的主要功能是分隔空间，雕塑的主要功能是美观，故该选项错误。
B、有些结构的功能是为了分隔空间，如墙壁，墙壁可以将不同的空间区域分隔开来，该说法正确，故该选项正确。
C、有些结构的功能是为了美观，如雕塑，雕塑通过其造型、艺术设计起到美观装饰的作用，该说法正确，故该选项正确。
D、结构的功能与其形状和材料密切相关，比如同样是承受力的结构，钢材制作的和木材制作的，以及不同形状的，其承受力的能力等功能会有差异，该说法正确，故该选项正确。
故答案为：A。
5．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F2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】A
【知识点】结构受力与形变
【解析】【分析】根据拱被压缩，拱的各部分相互挤压，压力F1被拱传递，对基座产生作用力，结合静止时受力平衡分析。
【解答】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，此时处于静止状态，受力平衡，故基座产生向上的支持力与压力平衡，同时拱有变平的趋势，因而相对于基座向外运动的趋势，故受到的摩擦力向内，根据力的作用是相互，基座受到的压力竖直向下，摩擦力水平向外，故A符合题意。
故答案为：A。
6．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
【知识点】结构受力与形变
【解析】【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
【解答】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。
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。
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。
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。
故答案为：D。
7．下列建筑中属于壳体结构的是(　　)
A．钱塘江大桥 B．埃及金字塔
C．国家大剧院屋顶 D．古城墙
【答案】C
【知识点】建筑结构及其分类；结构受力与形变
【解析】【分析】（1）壳体结构的特点：壳体结构是通过曲面形态来承受荷载，将外力分散到整个结构表面，具有良好的承重能力和空间利用效率，常见于大型场馆的屋顶等建筑。
（2）其他结构类型的辨析：框架结构由梁、柱等构件组成（如钱塘江大桥）；实心结构内部充满材料（如埃及金字塔、古城墙），与壳体结构的曲面受力形式不同。
【解答】A、钱塘江大桥属于框架结构，由梁、柱等构件组成，并非壳体结构，故该选项错误。
B、埃及金字塔属于实心结构，通过自身厚重的材料承受荷载，并非壳体结构，故该选项错误。
C、国家大剧院屋顶采用曲面形态的壳体结构，利用曲面分散外力，属于壳体结构，故该选项正确。
D、古城墙属于实心结构，通过厚重的墙体承受荷载，并非壳体结构，故该选项错误。
故答案为：C。
8．悉尼歌剧院的屋顶采用了哪种结构，使其既美观又能承受巨大的压力？（　　）
A．框架结构 B．壳体结构 C．实心结构 D．桁架结构
【答案】B
【知识点】建筑结构及其分类
【解析】【分析】（1）框架结构的特点：框架结构由梁、柱等构件组成，主要通过构件的连接来承受荷载，适用于多层建筑等，但在承受巨大压力和造型美观的结合上，不如壳体结构有优势。
（2）壳体结构的特点：壳体结构通过曲面形态来承受荷载，能将外力均匀分散到整个结构表面，具有良好的承重能力，同时曲面造型可实现美观的设计，适合像悉尼歌剧院屋顶这类既需美观又要承受巨大压力的建筑。
【解答】A、框架结构主要靠构件连接承受荷载，在造型美观和承受巨大压力的结合上，不适合悉尼歌剧院屋顶，故该选项错误。
B、壳体结构利用曲面形态，能均匀分散压力，且造型美观，符合悉尼歌剧院屋顶既美观又能承受巨大压力的需求，故该选项正确。
C、实心结构材料利用率低，厚重且不美观，不适合悉尼歌剧院屋顶，故该选项错误。
D、桁架结构由杆件组成，主要用于大跨度的承重结构，造型美观性不足，不适合悉尼歌剧院屋顶，故该选项错误。
故答案为：B。
9．下列关于三角形结构的说法，错误的是（　　）
A．三角形结构具有稳定性
B．三角形结构在受到外力时，会把力均匀地分散到各个顶点
C．三角形结构比四边形结构更容易变形
D．自行车的车架利用了三角形的稳定性
【答案】C
【知识点】建筑结构及其分类；结构受力与形变
【解析】【分析】（1）三角形稳定性的概念：三角形具有稳定性，即其形状和大小在三边确定后不会改变，能承受外力而不易变形。
（2）三角形与四边形结构的变形性对比：四边形结构具有不稳定性，容易变形；而三角形结构因稳定性，比四边形结构更不易变形。
【解答】A、三角形结构具有稳定性，这是三角形的重要特性，该说法正确，故该选项正确。
B、三角形结构在受到外力时，会把力均匀地分散到各个顶点，从而增强结构的稳固性，该说法正确，故该选项正确。
C、三角形结构具有稳定性，不易变形；四边形结构容易变形，所以三角形结构比四边形结构更难变形，该说法错误，故该选项错误。
D、自行车的车架利用了三角形的稳定性，使车架稳固，不易变形，该说法正确，故该选项正确。
故答案为：C。
10．结构的稳定性指结构在外力的作用下维持其原有的平衡状态的能力。为增强建筑结构的稳定性，下列说法中，正确的是（　　）
A．建筑结构的重心越低、支撑面越大，其结构越稳定
B．混凝土同时具有较好的抗压性和抗拉性
C．四边形结构通过增加竖杆的数量可增强其稳定性
D．混凝土中加入钢筋可增强抗压性以提升其强度
【答案】A
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】结构的稳定性是指结构在外力作用下维持原有平衡状态的能力。在生活中，有很多例子可以帮助我们理解结构稳定性的影响因素，比如不倒翁，它重心低，所以不容易倒。
【解答】A、建筑结构的重心越低，就越不容易倾倒；支撑面越大，结构的稳定性也越好。就像一个大而矮的桌子比一个高而窄的桌子更不容易翻倒，A正确。
B、混凝土具有较好的抗压性，但抗拉性较差，B错误。
C、四边形结构是不稳定结构，增加竖杆的数量不能从根本上增强其稳定性，三角形结构具有稳定性，C错误。
D、混凝土中加入钢筋主要是为了增强其抗拉性，而不是抗压性，D错误。
故答案为：A。
11．小明家附近要建一个水库，他构思了四种混凝土拦水坝方案，方案中圆圈的大小表示钢筋的粗细，虚线表示水。混凝土抗压强度远大于抗拉强度，钢筋抗拉强度大于抗压强度。从结构强度的角度分析，下列方案中，合理的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】建筑结构的功能
【解析】【分析】 对水坝以及内部钢筋进行设计，需要考虑水坝整体的受力情况来使水坝的强度达到最高。
【解答】如图选项为拱坝，为了将上游水带来的压力通过水坝结构传递给两岸以及坝地沿基，水坝需要将凸起的一面朝向上游位置；由于上游水压会将压力施加在迎水面上，背水面受到拉力，因此应该将粗钢筋置于背水面，细钢筋置于迎水面；
故选C。
12．如图所示的一款 A 字形折叠梯，下列关于其结构的分析，合理的是（　　）
A．杆1的主要作用是为了提高稳定性
B．杆2、杆3的主要作用是为了提高稳定性
C．增大立柱的横截面积，可提高梯子的稳定性
D．杆2、杆3可由一根铝合金杆替代
【答案】B
【知识点】建筑结构的功能
【解析】【分析】 影响结构稳定性的因素有：结构或构件重心位置的高低影响结构的稳定性，重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定性越差。结构与地面接触所形成的支撑面越大，结构越稳定。
【解答】 杆1的作用是为了增加结构的强度，杆2、杆3的主要作用是为了提高稳定性，故B正确，而ACD错误。
故选B。
13．如图所示为阳台承重结构示意图。挑梁是阳台主要承重构件，一般会在上、下部铺设受力钢筋。下列对挑梁的分析正确的是 （　　）
A．挑梁受弯曲形变，上部铺设多根钢筋
B．挑梁受压形变，下部铺设多根钢筋
C．挑梁受弯曲形变，下部铺设多根钢筋
D．挑梁受压形变，上部铺设多根钢筋
【答案】A
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】受力区分：受拉钢筋顾名思义就是承受拉力的钢筋；受压钢筋就是处于承受压力的钢筋。受力位置：在梁上面的就是受压钢筋，在梁的下面的就是受拉钢筋。对于梁来说，受拉钢筋一般是出现在下面的部分，受压钢筋出现在上面，但在支座的地方，正好反过来，支座处上部是钢筋受拉，下部是钢筋受压。
【解答】通过结构图可以看到挑梁上方承受着阳台和室内地面的压力，所以挑梁上不应该铺设很多钢筋来承受来自上方的压力，压力导致挑梁发生弯曲形变。
故答案为：A。
14．如图所示，预制板是20世纪早期建筑当中用的楼板，属建筑工程模件或板块。因为是在预制场生产加工成型的混凝土预制件，直接运到施工现场进行安装，所以叫预制板。预制板在建筑上的用处很多，如公路旁边的水沟上盖住的水泥板、房顶上做隔热层的水泥板都是预制板。下列说法中，不正确的是（　　）
A．预制板如建筑积木，减少了现场施工时间，提高了施工效率
B．用预制板建造的房子比框架结构、剪力墙结构的房子的抗震能力差
C．预制板常做成空心，可节省材料、减轻质量，但隔音、隔热效果不佳
D．为提升抗弯曲能力，设计生产时一般在预制板的上侧增加钢筋的数量
【答案】D
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）预制构件的施工特点：预制板在预制场生产加工成型后直接运到施工现场安装，如同建筑积木，可减少现场施工时间，提高施工效率。
（2）结构的抗震性能：框架结构、剪力墙结构的抗震性能优于预制板结构，预制板结构整体性和连接性较差，抗震能力弱。
（3）构件的材料与性能：预制板做成空心，能节省材料、减轻质量，但空心结构会导致隔音、隔热效果不佳。
（4）抗弯曲能力的影响因素：构件受弯时，下部受拉、上部受压，为提升抗弯曲能力，通常在受拉侧（预制板下侧）增加钢筋数量，而非上侧。
【解答】A、预制板在预制场加工好后直接运到现场安装，就像建筑积木一样，这样大大减少了现场施工的时间，提高了施工效率，A正确。
B、预制板连接相对不够紧密，与框架结构、剪力墙结构相比，其整体性较差，所以抗震能力相对较弱，B正确。
C、预制板做成空心，能够节省材料，减轻自身质量，但是这种结构使得其隔音、隔热效果不太好，C正确。
D、预制板在承受压力时，下侧受到拉伸，上侧受到挤压，为了提高抗弯曲能力，设计生产时一般在预制板的下侧增加钢筋的数量，因为钢筋的抗拉能力强，而不是上侧，D错误。
故答案为：D。
二、填空题
15．木工师傅要制作一款木制画架，他要完成的主要环节有：A.刷漆；B.画线；C.开凿榫眼、制作榫头；D.锯割；E.装配与测试。
（1）制作该画架的正确顺序是：　 　→　 　→C→ 　 　→　 　(填字母)。
（2）请问该画架属于　 　结构。
（3）请根据所学知识说明为什么该画架具有较好的稳定性。
【答案】（1）B；D；E；A
（2）框架
（3）该画架具有较好的稳定性是因为画架的三个脚围成的支撑面积较大
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能；结构受力与形变
【解析】【分析】（1）制作顺序为先画线，确定位置，为进行锯割、 开凿榫眼、制作榫头 ，接着装配与测试，最后再刷漆。
（2）常见的结构：壳体结构、框架结构、实体结构，结合画架的结构特点进行分析。
（3）支撑面积较大，可以增强稳定性。
【解答】(1)制作该画架的正确顺序是：画线→锯割→ 开凿榫眼、制作榫头 →装配与测试→刷漆。
故答案为：B → D →C → E → A。
（2）由图可知，画架属于框架结构，是由刚性的杆作为梁和柱组成的结构。
（3）由图可知，该画架的三个脚围成的支撑面积较大，且为三角形，所以具有较好的稳定性。
三、综合题
16．蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。蜂窝结构是蜂巢(如图所示)的基本结构，是由一个个同样大小且相同形状的单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构。这种结构有着优秀的几何力学性能，因此在材料领域中有广泛应用。请回答下列问题：
（1）蜂窝的每一个蜂房都是　 　形状的，使得每一个蜂房都被其他蜂房包围。
（2）蜂窝的这种结构非常精巧，其最突出的优点是　 　
（3）蜂房的精妙结构不仅令自然学家们叹为观止，更激发了科学家们的浓厚兴趣。通过深入探索，科学家们意外地发现并开发出一种具有蜂窝结构的新型材料，在工程领域中，这种材料在隔音、隔热、导流、电磁屏蔽以及缓冲吸能等方面展现出广泛的应用潜力。请举例说明：
　 　
【答案】（1）正六边形
（2）以最少的材料获得最大的空间且稳定性好
（3）建筑物墙体采用该材料用于隔音隔热；汽车保险杠采用该材料用于缓冲吸能
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。蜂窝结构是蜂巢（如图所示）的基本结构，是由一个个同样大小且相同形状的单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构。这种结构有着优秀的几何力学性能，因此在材料领域中有广泛应用。
【解答】（1）蜂窝的每一个蜂房都是正六边形形状的，正六边形的几何特性使其能在平面上紧密拼接，使得每一个蜂房都被其他蜂房包围。
（2）蜂窝的这种结构最突出的优点是以最少的材料获得最大的空间且稳定性好，正六边形的排列方式能高效利用材料，同时结构稳定，可承受较大外力。
（3）例如：建筑物墙体采用该材料，利用其多孔结构用于隔音隔热；汽车保险杠采用该材料，利用其结构变形的特性用于缓冲吸能。
17．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，原因是　 　
（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　 　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；这类建筑需要较强的抗压性能
（2）钢
（3）剪力墙；钢筋混凝土墙体承重能力强，侧向刚度大
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）混凝土结构的特点是抗压性能强、耐久性高。桥墩、水坝等建筑需要承受较大的压力，混凝土结构的抗压性能能够满足其受力需求。
（2）钢结构具有轻量化、施工快的优势，适合大跨度建筑及高层建筑对结构强度和施工效率的要求。
（3）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），高层住宅需要抗风抗震，这种结构的侧向刚度能有效应对水平方向的力。
【解答】（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，原因是混凝土结构抗压性能强、耐久性高，适合承受较大压力。
（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）高层住宅需要考虑抗风抗震，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），能很好地满足抗风抗震的需求。所以高层住宅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。
18．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，对横杠的支撑更稳固
【知识点】建筑结构及其分类；结构受力与形变
【解析】【分析】 结构类型分为三类：（1）实体结构：特点：能承受较大的压力；特征：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体之分，如：大坝、墙体、古城墙等。
（2）框架结构：特点：能承受垂直和水平荷载；特征：几何外形较为复杂，制作较为方便，节省用料，应用广泛，由梁、柱、杆、管等组成，支撑空间却不充满空间，如窗户、画框、房子的架构、建筑脚手架等。（3）壳体结构：特点：壳体内空，受力合理，形态稳定：特征：几何形状有折线式（方形、多边形）的、圆弧的和拱形的，如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等。
【解答】 （1）从力学的架构与形态考虑，秋千属于框架结构。
（2）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：因为B款秋千利用三角形结构，对横杠的支撑更稳固。
1 / 1浙教版科学（新教材）八上 5.1 建筑结构与功能 同步练习
一、选择题
1．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
2．如图所示三脚凳，若凳脚粗细、支例5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．
3．2024年9月27 日凌晨，榕山长江大桥 正式开放交通，长江上再增一条过江通道，大桥 惠及沿线30余万群众，大桥总长1513米，其中 主桥长1055米，桥面上的斜拉钢缆与桥面呈 三角形结构，这是利用了 (　　)
A．三角形的对称性 B．三角形的稳定性
C．三角形的灵活性 D．三角形的全等性
4．关于结构的功能，下列说法不正确的是（　　）
A．所有结构的主要功能都是承受力
B．有些结构的功能是为了分隔空间，如墙壁
C．有些结构的功能是为了美观，如雕塑
D．结构的功能与其形状和材料密切相关
5．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F2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．
6．以下对纸桥抗弯能力的测试方式中，不合理的是(　　)
A． B．
C． D．
7．下列建筑中属于壳体结构的是(　　)
A．钱塘江大桥 B．埃及金字塔
C．国家大剧院屋顶 D．古城墙
8．悉尼歌剧院的屋顶采用了哪种结构，使其既美观又能承受巨大的压力？（　　）
A．框架结构 B．壳体结构 C．实心结构 D．桁架结构
9．下列关于三角形结构的说法，错误的是（　　）
A．三角形结构具有稳定性
B．三角形结构在受到外力时，会把力均匀地分散到各个顶点
C．三角形结构比四边形结构更容易变形
D．自行车的车架利用了三角形的稳定性
10．结构的稳定性指结构在外力的作用下维持其原有的平衡状态的能力。为增强建筑结构的稳定性，下列说法中，正确的是（　　）
A．建筑结构的重心越低、支撑面越大，其结构越稳定
B．混凝土同时具有较好的抗压性和抗拉性
C．四边形结构通过增加竖杆的数量可增强其稳定性
D．混凝土中加入钢筋可增强抗压性以提升其强度
11．小明家附近要建一个水库，他构思了四种混凝土拦水坝方案，方案中圆圈的大小表示钢筋的粗细，虚线表示水。混凝土抗压强度远大于抗拉强度，钢筋抗拉强度大于抗压强度。从结构强度的角度分析，下列方案中，合理的是（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示的一款 A 字形折叠梯，下列关于其结构的分析，合理的是（　　）
A．杆1的主要作用是为了提高稳定性
B．杆2、杆3的主要作用是为了提高稳定性
C．增大立柱的横截面积，可提高梯子的稳定性
D．杆2、杆3可由一根铝合金杆替代
13．如图所示为阳台承重结构示意图。挑梁是阳台主要承重构件，一般会在上、下部铺设受力钢筋。下列对挑梁的分析正确的是 （　　）
A．挑梁受弯曲形变，上部铺设多根钢筋
B．挑梁受压形变，下部铺设多根钢筋
C．挑梁受弯曲形变，下部铺设多根钢筋
D．挑梁受压形变，上部铺设多根钢筋
14．如图所示，预制板是20世纪早期建筑当中用的楼板，属建筑工程模件或板块。因为是在预制场生产加工成型的混凝土预制件，直接运到施工现场进行安装，所以叫预制板。预制板在建筑上的用处很多，如公路旁边的水沟上盖住的水泥板、房顶上做隔热层的水泥板都是预制板。下列说法中，不正确的是（　　）
A．预制板如建筑积木，减少了现场施工时间，提高了施工效率
B．用预制板建造的房子比框架结构、剪力墙结构的房子的抗震能力差
C．预制板常做成空心，可节省材料、减轻质量，但隔音、隔热效果不佳
D．为提升抗弯曲能力，设计生产时一般在预制板的上侧增加钢筋的数量
二、填空题
15．木工师傅要制作一款木制画架，他要完成的主要环节有：A.刷漆；B.画线；C.开凿榫眼、制作榫头；D.锯割；E.装配与测试。
（1）制作该画架的正确顺序是：　 　→　 　→C→ 　 　→　 　(填字母)。
（2）请问该画架属于　 　结构。
（3）请根据所学知识说明为什么该画架具有较好的稳定性。
三、综合题
16．蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。蜂窝结构是蜂巢(如图所示)的基本结构，是由一个个同样大小且相同形状的单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构。这种结构有着优秀的几何力学性能，因此在材料领域中有广泛应用。请回答下列问题：
（1）蜂窝的每一个蜂房都是　 　形状的，使得每一个蜂房都被其他蜂房包围。
（2）蜂窝的这种结构非常精巧，其最突出的优点是　 　
（3）蜂房的精妙结构不仅令自然学家们叹为观止，更激发了科学家们的浓厚兴趣。通过深入探索，科学家们意外地发现并开发出一种具有蜂窝结构的新型材料，在工程领域中，这种材料在隔音、隔热、导流、电磁屏蔽以及缓冲吸能等方面展现出广泛的应用潜力。请举例说明：
　 　
17．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，原因是　 　
（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　 　结构来建造。常用这种结构建造高层建筑的承重墙，原因是　 　
18．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：　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【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。
【解答】A、结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列，A正确。
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，B错误。
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，C正确。
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，D正确。
故答案为：B。
2．【答案】D
【知识点】结构受力与形变
【解析】【分析】物体的稳定性取决于重心高度和支撑面大小：重心越低、支撑面越大，稳定性越强。对于三脚凳，支撑脚与地面接触点形成的三角形是关键支撑面，同时凳面和支撑脚的结构要能让整体重心尽可能低且在支撑面范围内，据以上分析解答。
【解答】A、支撑脚相对集中，形成的支撑面较小，且从形状看，重心相对偏高，稳定性较差，故A错误；
B、支撑脚数量不足（图中显示类似单脚或双脚为主的支撑，不符合“三脚”稳定的三角形支撑逻辑），支撑面极小，稳定性很差，故B错误；
C、支撑脚分布和角度使得支撑面形状不规则且范围有限，重心也不易处于较低且在支撑面中心的位置，稳定性不佳，故C错误；
D、支撑脚形成的三角形支撑面相对合理，能较好地分散重量，使重心处于较低且在支撑面范围内的位置，从稳定性角度看最为合理，故D正确；
故答案为：D。
3．【答案】B
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）三角形稳定性的概念：三角形具有稳定性，即三角形的三边一旦确定，其形状和大小就固定不变，这种特性使得三角形结构在工程建筑中能承受外力而不易变形。
（2）其他三角形特性的辨析：三角形的对称性是指部分三角形（如等腰、等边三角形）的对称性质；灵活性不是三角形的特性；全等性是指三角形之间的形状大小完全相同的关系，均与结构稳固性无关。
【解答】A、三角形的对称性是其图形的对称性质，与斜拉钢缆和桥面的三角形结构用于稳固无关，故该选项错误。
B、三角形具有稳定性，桥面上的斜拉钢缆与桥面呈三角形结构，利用了三角形的稳定性来增强大桥的稳固性，故该选项正确。
C、三角形不具备灵活性的特性，此说法不符合三角形的性质，故该选项错误。
D、三角形的全等性是指三角形之间的全等关系，与该结构的稳固功能无关，故该选项错误。
故答案为：B。
4．【答案】A
【知识点】建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）结构的功能多样性：结构的功能并非单一，不同的结构具有不同的功能，有的结构主要功能是承受力，有的是分隔空间，有的是为了美观等。
（2）结构功能与形状、材料的关系：结构的功能与其形状和材料密切相关，不同的形状和材料会使结构具备不同的功能。
【解答】A、结构的功能多样，并非所有结构的主要功能都是承受力，比如墙壁的主要功能是分隔空间，雕塑的主要功能是美观，故该选项错误。
B、有些结构的功能是为了分隔空间，如墙壁，墙壁可以将不同的空间区域分隔开来，该说法正确，故该选项正确。
C、有些结构的功能是为了美观，如雕塑，雕塑通过其造型、艺术设计起到美观装饰的作用，该说法正确，故该选项正确。
D、结构的功能与其形状和材料密切相关，比如同样是承受力的结构，钢材制作的和木材制作的，以及不同形状的，其承受力的能力等功能会有差异，该说法正确，故该选项正确。
故答案为：A。
5．【答案】A
【知识点】结构受力与形变
【解析】【分析】根据拱被压缩，拱的各部分相互挤压，压力F1被拱传递，对基座产生作用力，结合静止时受力平衡分析。
【解答】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，此时处于静止状态，受力平衡，故基座产生向上的支持力与压力平衡，同时拱有变平的趋势，因而相对于基座向外运动的趋势，故受到的摩擦力向内，根据力的作用是相互，基座受到的压力竖直向下，摩擦力水平向外，故A符合题意。
故答案为：A。
6．【答案】D
【知识点】结构受力与形变
【解析】【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
【解答】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。
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。
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。
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。
故答案为：D。
7．【答案】C
【知识点】建筑结构及其分类；结构受力与形变
【解析】【分析】（1）壳体结构的特点：壳体结构是通过曲面形态来承受荷载，将外力分散到整个结构表面，具有良好的承重能力和空间利用效率，常见于大型场馆的屋顶等建筑。
（2）其他结构类型的辨析：框架结构由梁、柱等构件组成（如钱塘江大桥）；实心结构内部充满材料（如埃及金字塔、古城墙），与壳体结构的曲面受力形式不同。
【解答】A、钱塘江大桥属于框架结构，由梁、柱等构件组成，并非壳体结构，故该选项错误。
B、埃及金字塔属于实心结构，通过自身厚重的材料承受荷载，并非壳体结构，故该选项错误。
C、国家大剧院屋顶采用曲面形态的壳体结构，利用曲面分散外力，属于壳体结构，故该选项正确。
D、古城墙属于实心结构，通过厚重的墙体承受荷载，并非壳体结构，故该选项错误。
故答案为：C。
8．【答案】B
【知识点】建筑结构及其分类
【解析】【分析】（1）框架结构的特点：框架结构由梁、柱等构件组成，主要通过构件的连接来承受荷载，适用于多层建筑等，但在承受巨大压力和造型美观的结合上，不如壳体结构有优势。
（2）壳体结构的特点：壳体结构通过曲面形态来承受荷载，能将外力均匀分散到整个结构表面，具有良好的承重能力，同时曲面造型可实现美观的设计，适合像悉尼歌剧院屋顶这类既需美观又要承受巨大压力的建筑。
【解答】A、框架结构主要靠构件连接承受荷载，在造型美观和承受巨大压力的结合上，不适合悉尼歌剧院屋顶，故该选项错误。
B、壳体结构利用曲面形态，能均匀分散压力，且造型美观，符合悉尼歌剧院屋顶既美观又能承受巨大压力的需求，故该选项正确。
C、实心结构材料利用率低，厚重且不美观，不适合悉尼歌剧院屋顶，故该选项错误。
D、桁架结构由杆件组成，主要用于大跨度的承重结构，造型美观性不足，不适合悉尼歌剧院屋顶，故该选项错误。
故答案为：B。
9．【答案】C
【知识点】建筑结构及其分类；结构受力与形变
【解析】【分析】（1）三角形稳定性的概念：三角形具有稳定性，即其形状和大小在三边确定后不会改变，能承受外力而不易变形。
（2）三角形与四边形结构的变形性对比：四边形结构具有不稳定性，容易变形；而三角形结构因稳定性，比四边形结构更不易变形。
【解答】A、三角形结构具有稳定性，这是三角形的重要特性，该说法正确，故该选项正确。
B、三角形结构在受到外力时，会把力均匀地分散到各个顶点，从而增强结构的稳固性，该说法正确，故该选项正确。
C、三角形结构具有稳定性，不易变形；四边形结构容易变形，所以三角形结构比四边形结构更难变形，该说法错误，故该选项错误。
D、自行车的车架利用了三角形的稳定性，使车架稳固，不易变形，该说法正确，故该选项正确。
故答案为：C。
10．【答案】A
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】结构的稳定性是指结构在外力作用下维持原有平衡状态的能力。在生活中，有很多例子可以帮助我们理解结构稳定性的影响因素，比如不倒翁，它重心低，所以不容易倒。
【解答】A、建筑结构的重心越低，就越不容易倾倒；支撑面越大，结构的稳定性也越好。就像一个大而矮的桌子比一个高而窄的桌子更不容易翻倒，A正确。
B、混凝土具有较好的抗压性，但抗拉性较差，B错误。
C、四边形结构是不稳定结构，增加竖杆的数量不能从根本上增强其稳定性，三角形结构具有稳定性，C错误。
D、混凝土中加入钢筋主要是为了增强其抗拉性，而不是抗压性，D错误。
故答案为：A。
11．【答案】C
【知识点】建筑结构的功能
【解析】【分析】 对水坝以及内部钢筋进行设计，需要考虑水坝整体的受力情况来使水坝的强度达到最高。
【解答】如图选项为拱坝，为了将上游水带来的压力通过水坝结构传递给两岸以及坝地沿基，水坝需要将凸起的一面朝向上游位置；由于上游水压会将压力施加在迎水面上，背水面受到拉力，因此应该将粗钢筋置于背水面，细钢筋置于迎水面；
故选C。
12．【答案】B
【知识点】建筑结构的功能
【解析】【分析】 影响结构稳定性的因素有：结构或构件重心位置的高低影响结构的稳定性，重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定性越差。结构与地面接触所形成的支撑面越大，结构越稳定。
【解答】 杆1的作用是为了增加结构的强度，杆2、杆3的主要作用是为了提高稳定性，故B正确，而ACD错误。
故选B。
13．【答案】A
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】受力区分：受拉钢筋顾名思义就是承受拉力的钢筋；受压钢筋就是处于承受压力的钢筋。受力位置：在梁上面的就是受压钢筋，在梁的下面的就是受拉钢筋。对于梁来说，受拉钢筋一般是出现在下面的部分，受压钢筋出现在上面，但在支座的地方，正好反过来，支座处上部是钢筋受拉，下部是钢筋受压。
【解答】通过结构图可以看到挑梁上方承受着阳台和室内地面的压力，所以挑梁上不应该铺设很多钢筋来承受来自上方的压力，压力导致挑梁发生弯曲形变。
故答案为：A。
14．【答案】D
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）预制构件的施工特点：预制板在预制场生产加工成型后直接运到施工现场安装，如同建筑积木，可减少现场施工时间，提高施工效率。
（2）结构的抗震性能：框架结构、剪力墙结构的抗震性能优于预制板结构，预制板结构整体性和连接性较差，抗震能力弱。
（3）构件的材料与性能：预制板做成空心，能节省材料、减轻质量，但空心结构会导致隔音、隔热效果不佳。
（4）抗弯曲能力的影响因素：构件受弯时，下部受拉、上部受压，为提升抗弯曲能力，通常在受拉侧（预制板下侧）增加钢筋数量，而非上侧。
【解答】A、预制板在预制场加工好后直接运到现场安装，就像建筑积木一样，这样大大减少了现场施工的时间，提高了施工效率，A正确。
B、预制板连接相对不够紧密，与框架结构、剪力墙结构相比，其整体性较差，所以抗震能力相对较弱，B正确。
C、预制板做成空心，能够节省材料，减轻自身质量，但是这种结构使得其隔音、隔热效果不太好，C正确。
D、预制板在承受压力时，下侧受到拉伸，上侧受到挤压，为了提高抗弯曲能力，设计生产时一般在预制板的下侧增加钢筋的数量，因为钢筋的抗拉能力强，而不是上侧，D错误。
故答案为：D。
15．【答案】（1）B；D；E；A
（2）框架
（3）该画架具有较好的稳定性是因为画架的三个脚围成的支撑面积较大
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能；结构受力与形变
【解析】【分析】（1）制作顺序为先画线，确定位置，为进行锯割、 开凿榫眼、制作榫头 ，接着装配与测试，最后再刷漆。
（2）常见的结构：壳体结构、框架结构、实体结构，结合画架的结构特点进行分析。
（3）支撑面积较大，可以增强稳定性。
【解答】(1)制作该画架的正确顺序是：画线→锯割→ 开凿榫眼、制作榫头 →装配与测试→刷漆。
故答案为：B → D →C → E → A。
（2）由图可知，画架属于框架结构，是由刚性的杆作为梁和柱组成的结构。
（3）由图可知，该画架的三个脚围成的支撑面积较大，且为三角形，所以具有较好的稳定性。
16．【答案】（1）正六边形
（2）以最少的材料获得最大的空间且稳定性好
（3）建筑物墙体采用该材料用于隔音隔热；汽车保险杠采用该材料用于缓冲吸能
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。蜂窝结构是蜂巢（如图所示）的基本结构，是由一个个同样大小且相同形状的单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构。这种结构有着优秀的几何力学性能，因此在材料领域中有广泛应用。
【解答】（1）蜂窝的每一个蜂房都是正六边形形状的，正六边形的几何特性使其能在平面上紧密拼接，使得每一个蜂房都被其他蜂房包围。
（2）蜂窝的这种结构最突出的优点是以最少的材料获得最大的空间且稳定性好，正六边形的排列方式能高效利用材料，同时结构稳定，可承受较大外力。
（3）例如：建筑物墙体采用该材料，利用其多孔结构用于隔音隔热；汽车保险杠采用该材料，利用其结构变形的特性用于缓冲吸能。
17．【答案】（1）混凝土；这类建筑需要较强的抗压性能
（2）钢
（3）剪力墙；钢筋混凝土墙体承重能力强，侧向刚度大
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）混凝土结构的特点是抗压性能强、耐久性高。桥墩、水坝等建筑需要承受较大的压力，混凝土结构的抗压性能能够满足其受力需求。
（2）钢结构具有轻量化、施工快的优势，适合大跨度建筑及高层建筑对结构强度和施工效率的要求。
（3）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），高层住宅需要抗风抗震，这种结构的侧向刚度能有效应对水平方向的力。
【解答】（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，原因是混凝土结构抗压性能强、耐久性高，适合承受较大压力。
（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）高层住宅需要考虑抗风抗震，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），能很好地满足抗风抗震的需求。所以高层住宅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。
18．【答案】（1）框架结构
（2）B款秋千；B款秋千利用三角形结构，对横杠的支撑更稳固
【知识点】建筑结构及其分类；结构受力与形变
【解析】【分析】 结构类型分为三类：（1）实体结构：特点：能承受较大的压力；特征：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体之分，如：大坝、墙体、古城墙等。
（2）框架结构：特点：能承受垂直和水平荷载；特征：几何外形较为复杂，制作较为方便，节省用料，应用广泛，由梁、柱、杆、管等组成，支撑空间却不充满空间，如窗户、画框、房子的架构、建筑脚手架等。（3）壳体结构：特点：壳体内空，受力合理，形态稳定：特征：几何形状有折线式（方形、多边形）的、圆弧的和拱形的，如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等。
【解答】 （1）从力学的架构与形态考虑，秋千属于框架结构。
（2）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：因为B款秋千利用三角形结构，对横杠的支撑更稳固。
1 / 1

展开更多......

收起↑