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【浙教版】（新教材）八年级上册 第五章 建筑结构与工程 单元检测卷（提高）
一、选择题（每小题3分，共54分）
1．桥梁是供铁路、道路、渠道、管线及行人等跨越河流、山谷或其他障碍物时使用的具有承载能力的专门的人工构造物。下列几种常见的桥梁中，最适合建造大跨度桥的是（　　）
A．梁桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
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．随着桥梁建造技术的不断进步，各种组合桥不断出现。下列著名桥梁都属于组合桥，其中属于桁架拱桥的是（　　）
A．邯郸支漳河大桥
B．温哥华亚历克斯· 弗雷泽大桥
C．杭州之江大桥 (钱江七桥)
D．贵阳乌梅河特大桥
4．如图所示为简易斜拉桥的示意图。当桥梁中间布满荷载，两端空载时，下列受力分析中，合理的是 (　　)
A．缆索受压，桥梁受弯曲 B．缆索受拉，桥梁受压
C．索塔受压，桥墩受弯曲 D．索塔受压受弯曲，桥墩受压
5．结构能够承受一定的力，能够通过形变来抵抗力的作用。每个结构都需要承受一定大小的力的作用。下列说法中，正确的是（　　）
A．用相同的材料制作的不同形状的结构，能够承受力的大小相同
B．用不同的材料制作的形状相同的结构，能够承受力的大小相同
C．由于自身重力的原因，将钢材竖直放置时长度会一定程度缩短
D．横梁水平放置时承受竖直方向的力，横梁的下侧产生压缩形变
6．通常情况下，关于悬索桥结构受力变形形式的分析，下列说法中不正确的是(　　)
A．悬索的主要受力变形形式是受弯曲
B．桥墩的主要受力变形形式是受压
C．桥面的主要受力变形形式是受弯曲
D．悬索的主要受力变形形式是受拉
7．如图所示为某组同学在科学课上设计的“木质桥梁”。为测试桥面最大承重力，下列实验方法中，合理的是 (　　)
A．用手直接摇晃木桥
B．将木桥放在水平地面上，让学生踩上去
C．把木桥两端架好，在桥面上不断增加重物
D．把木桥两端架好，在左右栏杆上不断增加重物
8．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
9．下列展示的四座桥，各自的类型分别是 (　　)
A．甲：斜拉桥；乙：梁式桥；丙：拱桥；丁：悬索桥
B．甲：梁式桥；乙：斜拉桥；丙：拱桥；丁：悬索桥
C．甲：梁式桥；乙：拱桥；丙：悬索桥；丁：斜拉桥
D．甲：悬索桥；乙：梁式桥；丙：拱桥；丁：斜拉桥
10．如图所示为一款移动投影屏，为了提高该投影屏的稳定性，下列做法中，不合理的是 (　　)
A．降低支撑杆的高度
B．增大支撑脚的支撑面积
C．增加支撑脚的质量
D．将支撑脚的材料更换为轻质高强度的材料
11．（2024八上·海曙期中）城市交通拥堵已经成为全球城市的一大顽疾。为了解决交通堵塞问题，科研人员设计了一种机动立交桥（如图所示）。当一辆汽车匀速通过这座桥的弧形部分时（）
A．只受到重力的作用
B．一直受平衡力的作用
C．一直不受平衡力的作用
D．有些时候受平衡力作用，有些时候不受平衡力作用
12．桥梁的承重力是指桥梁在设计条件下能够安全承受的最大荷载，包括自身重量、车辆荷载、风载等静态与动态作用力。下列因素中，直接决定桥梁构件的受力极限、对桥梁的承重力起关键作用的是（　　）
A．材料的抗压、抗拉强度，如钢材的屈服强度或混凝土的抗压强度等
B．如析架、拱形、悬索等不同的力学结构类型
C．桥墩与地基的承载能力
D．焊接、浇筑的工艺精度、施工质量
13．如图所示为某悬索桥的结构示意图，以下关于该桥各构件主要受力形式分析不正确的是（　　）
A．设计中计算应力时应考虑各种可能的荷载
B．施工中擅自加长桥面可能对桥梁产生不利影响
C．主索受拉，吊索受拉，塔柱受压
D．刚性梁受弯曲，锚碇受压
14．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．析架的横杆、竖杆、斜杆三种杆件中，对析架的稳定性起决定作用的是斜杆
15．如图，玩具汽车停在模型桥面上。下列说法正确的是（　　）
A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
16．横跨鄂西绝壁的四渡河大桥（如图所示），以560m深渊之上的“天路天桥”震撼世人，主跨900m，创山区悬索桥纪录。这座沪渝高速“咽喉”工程，在险峰深谷中书写人类征服自然的壮丽篇章。下列有关悬索桥的说法，不正确的是（　　）
A．悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁
B．悬索桥中的缆索的受力是张力，塔架所受的力是压力
C．悬索桥用料省、自重轻，在各种体系桥梁中的跨越能力最大
D．悬索桥不可以在比较深的或比较急的水流上建造
17．桥梁的承重力是指桥梁在设计条件下能够安全承受的最大荷载，包括自身重量、车辆荷载、风载等静态与动态作用力。下列因素中，直接决定桥梁构件的受力极限、对桥梁的承重力起关键作用的是（　　）
A．材料的抗压、抗拉强度，如钢材的屈服强度或混凝土的抗压强度等
B．如桁架、拱形、悬索等不同的力学结构类型
C．桥墩与地基的承载能力
D．焊接、浇筑的工艺精度、施工质量
18．在摩托车事故中，70%以上的驾乘人员死亡都是没有戴头盔或者是头盔质量不合格造成头部受伤所致。质量合格的安全头盔能有效保护人的头部，这是因为(　　)
A．合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能承受较大的力，从而有效保护头部
B．合格头盔的密封性好，里面的空气能起到缓冲撞击的作用
C．合格头盔制作优良，与头部之间的空隙小，与头部形成一个整体，是一个坚固的实体结构
D．合格头盔视野清晰，可以帮助车主避免交通事故的发生
二、填空题（每空3分，共15分）
19．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：　 　
三、实验与探究题（9分）
20．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。
四、综合题（21题6分，22题6分，23题10分）
21．小宇设计制作了一个自动升旗控制系统的模型，该模型由声音播放电路、定时电路、电机调速电路和滑轮机械装置构成，可以实现在播放音乐的时间内，控制旗子匀速上升到旗杆顶端。为了使模型显得更为整洁美观，小宇等同学在老师的建议下，又设计制作了升旗台，将旗杆固定在升旗台上，将电池、电路板、电机等隐藏在升旗台内，同时还进行了性能测试，编写了设计报告。
（1）从形态方面考虑，升旗台属于　 　(填“实体结构”“框架结构”或“壳体结构”)。
（2）测试显示，该模型有很好的稳定性，其主要原因是　 　。
22．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：　 　。
23．（2024八上·龙湾期中）港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成，隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示。建造隧道时，先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。若每一节密封长方形沉管的体积为6.3×104m3，总质量为6×107kg（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。请回答：
（1）漂浮在海面上的一节密封沉管，受到海水对它的浮力为多大？
（2）要使密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中，则需注入多少千克的海水？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】（1）梁桥、拱桥的跨度限制：梁桥以梁为主要承重结构，跨度受梁的抗弯能力制约，一般跨度较小；拱桥以拱圈为主要承重结构，跨度受拱圈材料和结构形式限制，跨度不如悬索桥大。
（2）悬索桥、斜拉桥的跨度特点：悬索桥以缆索为主要承重结构，缆索受拉，能有效分散荷载，在各类桥梁中跨越能力最大；斜拉桥跨度较大，但相比悬索桥仍有差距。
【解答】A、梁桥跨度受梁的抗弯能力限制，不适合大跨度，故该选项错误。
B、拱桥跨度受拱圈限制，不适合大跨度，故该选项错误。
C、悬索桥以缆索为主要承重结构，跨越能力在各种桥梁中最大，最适合建造大跨度桥，故该选项正确。
D、斜拉桥跨度较大，但不如悬索桥的跨越能力，故该选项错误。
故答案为：C。
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】D
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】（1）桁架拱桥的结构特点：桁架拱桥结合了桁架结构和拱桥结构的特点，以桁架拱为主要承重结构，具有较强的承载能力和稳定性。
（2）其他桥梁类型的结构特点：斜拉桥以斜拉索、桥塔和主梁为主要结构；悬索桥以缆索、吊索为主要承重结构；组合拱桥（非桁架拱）结构形式与桁架拱桥有明显差异。
【解答】A、邯郸支漳河大桥属于斜拉桥，不是桁架拱桥，故该选项错误。
B、温哥华亚历克斯 弗雷泽大桥属于悬索桥，不是桁架拱桥，故该选项错误。
C、杭州之江大桥（钱江七桥）属于组合拱桥，但不是桁架拱桥，故该选项错误。
D、贵阳乌梅河特大桥属于桁架拱桥，其结构结合了桁架和拱的特点，故该选项正确。
故答案为：D。
4．【答案】D
【知识点】桥梁的受力
【解析】【分析】由图可知，当桥梁中间布满荷载时中间有向下弯曲的趋势，两侧的桥墩受力。
【解答】由图可知，当桥梁中间布满荷载，两端空载时，桥塔受压并发生弯曲变形，桥墩承受压力 。
故答案为：D。
5．【答案】C
【知识点】建筑结构的功能；结构受力与形变
【解析】【分析】（1）结构的受力能力与结构的形状、材料等因素有关。不同形状的结构，其受力时的应力分布等不同，承受力的大小也会不同；不同材料的力学性能（如强度、刚度等）不同，即使形状相同，承受力的大小也不同。
（2）物体在自身重力作用下，会产生形变。钢材具有一定的弹性和塑性，竖直放置时，自身重力会使其受到压力，从而长度一定程度缩短。横梁水平放置承受竖直方向的力时，上侧产生压缩形变，下侧产生拉伸形变。
【解答】A、用相同材料制作的不同形状的结构，受力能力不同，能承受力的大小不同，故该选项错误。
B、用不同材料制作的形状相同的结构，由于材料力学性能不同，能承受力的大小不同，故该选项错误。
C、钢材自身有重力，竖直放置时会受到压力，长度会一定程度缩短，故该选项正确。
D、横梁水平放置承受竖直方向的力时，上侧产生压缩形变，下侧产生拉伸形变，故该选项错误。
故答案为：C。
6．【答案】A
【知识点】桥梁的受力
【解析】【分析】 构件的基本受力形式有：拉力：物体所承受的拉拽力；压力：挤压物体的力；剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行的力；弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力；扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力。
【解答】 悬索的主要受力变形形式是受拉，而不是受弯曲。悬索桥的悬索通过两端的锚碇固定，承受来自桥面的竖向荷载，将荷载传递到锚碇，主要承受拉力，以保持结构的平衡。
故选A。
7．【答案】C
【知识点】桥梁模型的制作
【解析】【分析】（1）测试桥面最大承重力需要模拟实际使用中桥面承受垂直向下压力的情况，通过逐渐增加垂直方向的荷载来确定其最大承受能力。
（2）在进行此类测试时，应保证实验的科学性和安全性，使施加的荷载能准确反映桥面的承重情况。
【解答】A、用手直接摇晃木桥，这种方式不能准确测量桥面的最大承重力，无法得到可靠数据，故该选项错误。
B、将木桥放在水平地面上让学生踩上去，学生的体重和踩踏方式不固定，不能精确、稳定地测试桥面最大承重力，故该选项错误。
C、把木桥两端架好，在桥面上不断增加重物，这样能模拟桥面实际承受垂直荷载的情况，通过逐渐增加重物重量可准确测试出桥面最大承重力，故该选项正确。
D、把木桥两端架好，在左右栏杆上不断增加重物，栏杆并非桥面，这样测试的不是桥面的承重力，不符合测试要求，故该选项错误。
故答案为：C。
8．【答案】B
【知识点】桥梁的受力
【解析】【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。
【解答】 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；
方案①②中的桥板底部用支撑杆加固，但由于材料是木质的，所以时间溜了也会发生弯曲形变，故C错误；
方案③④桥板的主要受力形式是受压，故D错误。
故选B。
9．【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）梁式桥：以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单，制造、架设和维修均较方便，广泛用于中、小跨度桥梁，但在材料利用上不够经济。
（2）斜拉桥：由主梁、拉索及索塔组成的组合结构体系。拉索一端锚固在桥塔上，另一端锚固在主梁上，将主梁的恒载和活载传递到桥塔，再通过桥塔传递到基础和地基。
（3）拱桥：在竖直荷载作用下，拱的两端支承处除有竖向反力外，还有水平推力。由于水平推力的作用，拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩，使桥梁的承载能力显著提高。
（4）悬索桥：以悬索为主要承重结构的桥梁。其主要构造是：缆、塔、锚、吊索及桥面，一般还有加劲梁。
【解答】甲图是悬索桥，乙图是梁式桥，丙图是拱桥，丁图是斜拉桥。
故答案为：D。
10．【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】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】为一款移动投影屏，为了提高稳定性，降低支撑杆的高度；增大支撑脚的支撑面积；增加支撑脚的重量，均是提高稳定性的措施，而将支撑脚的材料更换为轻质高强度的材料则是提高强度的措施。
故答案为：D。
11．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡力的辨别；桥梁的受力
【解析】【分析】 对桥上是汽车做受力分析，即可判断A选项的正误；静止和匀速直线运动都是平衡状态，处于平衡状态的物体可能不受力，也可能受平衡力，所以该题可以据桥上的汽车所处的状态来判断是否处于平衡状态，是否受平衡力。
【解答】 A、当桥在汽车上行驶时，会受到重力和桥对汽车的支持力的作用；同时在其前进的方向还会受到汽车的牵引力，在其运动的反方向还会受到桥面对汽车的摩擦力，故A错误；
BCD、由于桥不是直线形状的，所以汽车在桥上不是做匀速直线运动，所以不是平衡状态，故所受的力不是平衡力，故C正确，BD错误。
故答案为：C。
12．【答案】A
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁的受力
【解析】【分析】桥梁的承重力涉及到多个方面的因素。材料的强度决定了其在受力时抵抗破坏的能力；力学结构类型影响着荷载的传递和分布方式；桥墩与地基是桥梁的基础，其承载能力关系到整个桥梁的稳定性；工艺精度和施工质量也会对桥梁的实际承载性能产生影响。
【解答】A、材料的抗压、抗拉强度，如钢材的屈服强度或混凝土的抗压强度等，材料本身的强度是决定桥梁能够承受多大荷载的基础。如果材料强度不足，即使结构设计合理，桥墩与地基承载能力足够，桥梁也无法承受较大的荷载，所以材料强度对桥梁的承重力起关键作用。
B、不同的力学结构类型，如析架、拱形、悬索等，主要影响的是荷载在桥梁结构中的传递路径和分布情况。结构类型是基于材料的特性来设计的，以更好地发挥材料的强度优势，但它不是直接决定桥梁承重力的关键因素，关键还是材料能承受多大的力。
C、桥墩与地基的承载能力，它们是支撑桥梁上部结构的基础。然而，如果桥梁自身的材料强度不够，即使桥墩与地基能承受很大的力，桥梁上部结构也可能先发生破坏，所以桥墩与地基的承载能力不是决定桥梁承重力的关键因素。
D、焊接、浇筑的工艺精度、施工质量，良好的工艺精度和施工质量能保证桥梁结构的完整性和可靠性，使材料和结构更好地发挥作用。但如果材料本身强度不足，再好的施工质量也无法大幅提高桥梁的承重力，所以它不是关键因素。
故答案为：A。
13．【答案】D
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】进行结构设计时，必须明确设计目标、需要解决的问题和解决问题需要考虑的主要因素，同时还要考虑结构的安全性、强度、稳定性、适用性、成本等。
【解答】A、在设计桥梁时，为了确保桥梁的安全性和稳定性，必须考虑各种可能的荷载，如静荷载（桥梁自身重量、永久设备重量等）、动荷载车辆荷载、风荷载、地震荷载等），这样才能准确计算构件的应力，保证桥梁在各种情况下都能正常工作，故A正确；
B、施工中擅自加长桥面会增加桥面的重量和车辆荷载等，这些额外的荷载会作用在桥梁的各个构件上，可能导致构件的应力超过设计值，从而对桥梁产生不利影响，甚至可能危及桥梁的安全，故B正确；
C、在悬索桥中，主索主要承受拉力，它是将桥面荷载传递到锚碇的主要构件；吊索也要承受拉力，将桥面的荷载传递给主索；塔柱则承受来自主索的拉力，产生向下的压力，故C正确；
D、刚性梁主要承受的是弯曲力，因为桥面荷载会使刚性梁产生弯曲变形；而锚碇是承受主索拉力的构件，它受到的是拉力，而不是压力，故D错误；
故答案为：D。
14．【答案】D
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】常见的桥梁一般由主梁、桥墩、桥台等组成。主梁直接承受自身重力以及车辆等的重力，桥墩承受主梁向下的力并将力传到基座，桥台指桥的两端起支撑作用的部分。按照结构和受力特点，桥梁可分为梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。
1、梁式桥：梁式桥是指采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。在结构简单的桥梁中，工程师直接把主梁的两端架在桥台上。
2、拱桥：拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥。
3、悬索桥：悬索桥通过索塔悬挂缆索，并将缆索锚固于两岸（或桥两端），从缆索上垂下吊杆，吊住桥面主梁。
4、斜拉桥：斜拉桥是将主梁用许多根拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁。斜拉桥由承受拉力的桥塔、拉索和主梁组成。
【解答】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的受力方式，而非外观形状，A错误。
B、桥梁的荷载不仅包括桥梁承载的车辆与行人的重量，还包括桥梁自身的重量、风力等其他荷载，B错误。
C、桥在主要荷载作用下，不同类型的桥受力和形变情况不同，并非上、下两侧均发生拉伸形变，C错误。
D、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，D正确。
故答案为：D。
15．【答案】C
【知识点】桥梁模型的制作；桥梁的受力
【解析】【分析】（1）弹力是由于物体发生弹性形变而产生的，发生弹性形变的物体要恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用；
（2）只要物体发生了弹性形变，就会产生弹力；
（3）弹力的施力物体是发生弹性形变的物体；
（4）汽车受向上的弹力，其施力物体是桥梁，是因为桥梁发生了弹性形变。
【解答】A、桥面受到向下的弹力，这个弹力的施力物体是汽车，因为汽车停在桥面上，汽车发生了弹性形变，要恢复原状，就会对与之接触的桥面产生向下的弹力，而不是因为桥梁发生了弹性形变，故A错误；
B、汽车停在桥面上，汽车对桥面产生向下的压力，使桥面发生了弹性形变，从而桥面对汽车产生了向上的支持力，即汽车受到了弹力，故B错误；
C、汽车受到向上的弹力，这个弹力的施力物体是桥梁，桥梁在汽车的压力作用下发生了弹性形变，要恢复原状，就会对与之接触的汽车产生向上的弹力，故C正确；
D、汽车受向上的弹力，其施力物体是桥梁，是因为桥梁发生了弹性形变，而不是因为汽车发生了形变，故D错误。
故答案为：C。
16．【答案】D
【知识点】建筑结构的功能；桥梁的组成与分类
【解析】【分析】悬索桥是一种常见的桥梁类型。在悬索桥中，缆索起到关键的承重作用。
【解答】A、悬索桥确实是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，A正确。
B、悬索桥中的缆索承受拉力，即张力；塔架主要承受缆索传递下来的压力，B正确。
C、悬索桥具有用料省、自重轻的特点，并且在各种体系桥梁中的跨越能力最大，C正确。
D、悬索桥可以在比较深的或比较急的水流上建造，因为它的桥墩相对较少，对水流的影响较小，D错误。
故答案为：D。
17．【答案】A
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁的受力
【解析】【分析】桥梁的承重力涉及到多个方面的因素。材料的强度决定了其在受力时抵抗破坏的能力；力学结构类型影响着荷载的传递和分布方式；桥墩与地基是桥梁的基础，其承载能力关系到整个桥梁的稳定性；工艺精度和施工质量也会对桥梁的实际承载性能产生影响。
【解答】A、材料的抗压、抗拉强度，如钢材的屈服强度或混凝土的抗压强度等，材料本身的强度是决定桥梁能够承受多大荷载的基础。如果材料强度不足，即使结构设计合理，桥墩与地基承载能力足够，桥梁也无法承受较大的荷载，所以材料强度对桥梁的承重力起关键作用。
B、不同的力学结构类型，如析架、拱形、悬索等，主要影响的是荷载在桥梁结构中的传递路径和分布情况。结构类型是基于材料的特性来设计的，以更好地发挥材料的强度优势，但它不是直接决定桥梁承重力的关键因素，关键还是材料能承受多大的力。
C、桥墩与地基的承载能力，它们是支撑桥梁上部结构的基础。然而，如果桥梁自身的材料强度不够，即使桥墩与地基能承受很大的力，桥梁上部结构也可能先发生破坏，所以桥墩与地基的承载能力不是决定桥梁承重力的关键因素。
D、焊接、浇筑的工艺精度、施工质量，良好的工艺精度和施工质量能保证桥梁结构的完整性和可靠性，使材料和结构更好地发挥作用。但如果材料本身强度不足，再好的施工质量也无法大幅提高桥梁的承重力，所以它不是关键因素。
故答案为：A。
18．【答案】A
【知识点】建筑结构的功能
【解析】【分析】 技术对人的解放作用表现为人依靠技术解放或延长了自己的手、脚、眼、耳、脑等身体器官，拓展了活动空间，提高了劳动效率。
【解答】 量合格的安全头盔能有效保护人的头部，是因为合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能承受较大的力，从而有效保护头部。
故选A。
19．【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(合理即可)
【知识点】建筑结构及其分类；桥梁的组成与分类；结构受力与形变
【解析】【分析】（1）拱桥的承重结构特点：拱桥以拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构，荷载通过拱结构传递。赵州桥的建造材料是石料，利用石料的抗压性能来承受荷载。
（2）赵州桥 “敞肩拱” 的结构与作用：“敞肩拱” 指桥梁的两端各设置两个小拱。其意义在于减轻桥自身所受重力，同时提升泄洪能力，在洪水来临时能让水流更顺畅通过，减少洪水对桥的冲击。
（3）浙江省境内的石拱桥实例：浙江省有众多石拱桥，如临平塘栖的广济桥、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，这些石拱桥体现了当地的建筑技术和文化。
【解答】（1）拱桥的核心承重结构是拱，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）“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；
（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。
20．【答案】（1）水平；大于M﹣m，小于M
（2）①③。
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】（1）物体的稳定性试验需要在水平的环境下进行，这样才能保证试验的准确性，避免因桌面倾斜对试验结果产生干扰。“稳定值” 是模型不发生左右翻转时所能承受的最大载重，当挂钩码总质量为M时模型发生翻转，说明稳定值是小于M且大于(M - m)（因为每个钩码质量为m，最后一个钩码挂上去才翻转）。
（2）提高结构稳定性的方法，主要有降低重心、增大支撑面等。缩短桥梁两端
【解答】（1）a.将桥梁模型放置在水平桌面上进行试验。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。
b.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M-m，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。
21．【答案】（1）壳体结构
（2）重心低或支撑面积大
【知识点】建筑结构及其分类
【解析】【分析】（1）壳体结构是指层状结构，由若干薄块组成，薄板做成具有曲面结构的外形，看起来造型轻巧而优雅。
（2）根据升旗台的结构进行分析，可知其重心低，支撑面积较大，所以稳定性好。
【解答】（1）由图可知，升旗台属于壳体结构，由若干薄块组成。
（2）该升旗台重心低、支撑面积大，所以稳定性好。
22．【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。
23．【答案】（1）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力：F浮＝G＝mg＝6×107kg×10N/kg＝6×108N
（2）沉管刚好浸没海水中时，排开海水的体积：V排＝V＝6.3×104m3，
受到的浮力：F浮＝ρgV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6.3×104m3＝6.3×108N，
由F浮＝G总＝G管+G水可得，注入海水的重力：G水＝F浮﹣G管＝6.3×108N﹣6×108N＝3×107N，
注入海水的质量：。
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用；桥梁的受力
【解析】【分析】 （1）漂浮在海面上的密封沉管处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等；
（2）密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时排开海水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理 F浮＝ρgV排 求出此时沉管受到的浮力。此时沉管处于悬浮状态，沉管和海水的重力之和等于受到的浮力，据此求出注入海水的重力，根据G=mg求出需注入海水的质量。
1 / 1【浙教版】（新教材）八年级上册 第五章 建筑结构与工程 单元检测卷（提高）
一、选择题（每小题3分，共54分）
1．桥梁是供铁路、道路、渠道、管线及行人等跨越河流、山谷或其他障碍物时使用的具有承载能力的专门的人工构造物。下列几种常见的桥梁中，最适合建造大跨度桥的是（　　）
A．梁桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
【答案】C
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】（1）梁桥、拱桥的跨度限制：梁桥以梁为主要承重结构，跨度受梁的抗弯能力制约，一般跨度较小；拱桥以拱圈为主要承重结构，跨度受拱圈材料和结构形式限制，跨度不如悬索桥大。
（2）悬索桥、斜拉桥的跨度特点：悬索桥以缆索为主要承重结构，缆索受拉，能有效分散荷载，在各类桥梁中跨越能力最大；斜拉桥跨度较大，但相比悬索桥仍有差距。
【解答】A、梁桥跨度受梁的抗弯能力限制，不适合大跨度，故该选项错误。
B、拱桥跨度受拱圈限制，不适合大跨度，故该选项错误。
C、悬索桥以缆索为主要承重结构，跨越能力在各种桥梁中最大，最适合建造大跨度桥，故该选项正确。
D、斜拉桥跨度较大，但不如悬索桥的跨越能力，故该选项错误。
故答案为：C。
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．随着桥梁建造技术的不断进步，各种组合桥不断出现。下列著名桥梁都属于组合桥，其中属于桁架拱桥的是（　　）
A．邯郸支漳河大桥
B．温哥华亚历克斯· 弗雷泽大桥
C．杭州之江大桥 (钱江七桥)
D．贵阳乌梅河特大桥
【答案】D
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】（1）桁架拱桥的结构特点：桁架拱桥结合了桁架结构和拱桥结构的特点，以桁架拱为主要承重结构，具有较强的承载能力和稳定性。
（2）其他桥梁类型的结构特点：斜拉桥以斜拉索、桥塔和主梁为主要结构；悬索桥以缆索、吊索为主要承重结构；组合拱桥（非桁架拱）结构形式与桁架拱桥有明显差异。
【解答】A、邯郸支漳河大桥属于斜拉桥，不是桁架拱桥，故该选项错误。
B、温哥华亚历克斯 弗雷泽大桥属于悬索桥，不是桁架拱桥，故该选项错误。
C、杭州之江大桥（钱江七桥）属于组合拱桥，但不是桁架拱桥，故该选项错误。
D、贵阳乌梅河特大桥属于桁架拱桥，其结构结合了桁架和拱的特点，故该选项正确。
故答案为：D。
4．如图所示为简易斜拉桥的示意图。当桥梁中间布满荷载，两端空载时，下列受力分析中，合理的是 (　　)
A．缆索受压，桥梁受弯曲 B．缆索受拉，桥梁受压
C．索塔受压，桥墩受弯曲 D．索塔受压受弯曲，桥墩受压
【答案】D
【知识点】桥梁的受力
【解析】【分析】由图可知，当桥梁中间布满荷载时中间有向下弯曲的趋势，两侧的桥墩受力。
【解答】由图可知，当桥梁中间布满荷载，两端空载时，桥塔受压并发生弯曲变形，桥墩承受压力 。
故答案为：D。
5．结构能够承受一定的力，能够通过形变来抵抗力的作用。每个结构都需要承受一定大小的力的作用。下列说法中，正确的是（　　）
A．用相同的材料制作的不同形状的结构，能够承受力的大小相同
B．用不同的材料制作的形状相同的结构，能够承受力的大小相同
C．由于自身重力的原因，将钢材竖直放置时长度会一定程度缩短
D．横梁水平放置时承受竖直方向的力，横梁的下侧产生压缩形变
【答案】C
【知识点】建筑结构的功能；结构受力与形变
【解析】【分析】（1）结构的受力能力与结构的形状、材料等因素有关。不同形状的结构，其受力时的应力分布等不同，承受力的大小也会不同；不同材料的力学性能（如强度、刚度等）不同，即使形状相同，承受力的大小也不同。
（2）物体在自身重力作用下，会产生形变。钢材具有一定的弹性和塑性，竖直放置时，自身重力会使其受到压力，从而长度一定程度缩短。横梁水平放置承受竖直方向的力时，上侧产生压缩形变，下侧产生拉伸形变。
【解答】A、用相同材料制作的不同形状的结构，受力能力不同，能承受力的大小不同，故该选项错误。
B、用不同材料制作的形状相同的结构，由于材料力学性能不同，能承受力的大小不同，故该选项错误。
C、钢材自身有重力，竖直放置时会受到压力，长度会一定程度缩短，故该选项正确。
D、横梁水平放置承受竖直方向的力时，上侧产生压缩形变，下侧产生拉伸形变，故该选项错误。
故答案为：C。
6．通常情况下，关于悬索桥结构受力变形形式的分析，下列说法中不正确的是(　　)
A．悬索的主要受力变形形式是受弯曲
B．桥墩的主要受力变形形式是受压
C．桥面的主要受力变形形式是受弯曲
D．悬索的主要受力变形形式是受拉
【答案】A
【知识点】桥梁的受力
【解析】【分析】 构件的基本受力形式有：拉力：物体所承受的拉拽力；压力：挤压物体的力；剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行的力；弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力；扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力。
【解答】 悬索的主要受力变形形式是受拉，而不是受弯曲。悬索桥的悬索通过两端的锚碇固定，承受来自桥面的竖向荷载，将荷载传递到锚碇，主要承受拉力，以保持结构的平衡。
故选A。
7．如图所示为某组同学在科学课上设计的“木质桥梁”。为测试桥面最大承重力，下列实验方法中，合理的是 (　　)
A．用手直接摇晃木桥
B．将木桥放在水平地面上，让学生踩上去
C．把木桥两端架好，在桥面上不断增加重物
D．把木桥两端架好，在左右栏杆上不断增加重物
【答案】C
【知识点】桥梁模型的制作
【解析】【分析】（1）测试桥面最大承重力需要模拟实际使用中桥面承受垂直向下压力的情况，通过逐渐增加垂直方向的荷载来确定其最大承受能力。
（2）在进行此类测试时，应保证实验的科学性和安全性，使施加的荷载能准确反映桥面的承重情况。
【解答】A、用手直接摇晃木桥，这种方式不能准确测量桥面的最大承重力，无法得到可靠数据，故该选项错误。
B、将木桥放在水平地面上让学生踩上去，学生的体重和踩踏方式不固定，不能精确、稳定地测试桥面最大承重力，故该选项错误。
C、把木桥两端架好，在桥面上不断增加重物，这样能模拟桥面实际承受垂直荷载的情况，通过逐渐增加重物重量可准确测试出桥面最大承重力，故该选项正确。
D、把木桥两端架好，在左右栏杆上不断增加重物，栏杆并非桥面，这样测试的不是桥面的承重力，不符合测试要求，故该选项错误。
故答案为：C。
8．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
【知识点】桥梁的受力
【解析】【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。
【解答】 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；
方案①②中的桥板底部用支撑杆加固，但由于材料是木质的，所以时间溜了也会发生弯曲形变，故C错误；
方案③④桥板的主要受力形式是受压，故D错误。
故选B。
9．下列展示的四座桥，各自的类型分别是 (　　)
A．甲：斜拉桥；乙：梁式桥；丙：拱桥；丁：悬索桥
B．甲：梁式桥；乙：斜拉桥；丙：拱桥；丁：悬索桥
C．甲：梁式桥；乙：拱桥；丙：悬索桥；丁：斜拉桥
D．甲：悬索桥；乙：梁式桥；丙：拱桥；丁：斜拉桥
【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）梁式桥：以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单，制造、架设和维修均较方便，广泛用于中、小跨度桥梁，但在材料利用上不够经济。
（2）斜拉桥：由主梁、拉索及索塔组成的组合结构体系。拉索一端锚固在桥塔上，另一端锚固在主梁上，将主梁的恒载和活载传递到桥塔，再通过桥塔传递到基础和地基。
（3）拱桥：在竖直荷载作用下，拱的两端支承处除有竖向反力外，还有水平推力。由于水平推力的作用，拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩，使桥梁的承载能力显著提高。
（4）悬索桥：以悬索为主要承重结构的桥梁。其主要构造是：缆、塔、锚、吊索及桥面，一般还有加劲梁。
【解答】甲图是悬索桥，乙图是梁式桥，丙图是拱桥，丁图是斜拉桥。
故答案为：D。
10．如图所示为一款移动投影屏，为了提高该投影屏的稳定性，下列做法中，不合理的是 (　　)
A．降低支撑杆的高度
B．增大支撑脚的支撑面积
C．增加支撑脚的质量
D．将支撑脚的材料更换为轻质高强度的材料
【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】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】为一款移动投影屏，为了提高稳定性，降低支撑杆的高度；增大支撑脚的支撑面积；增加支撑脚的重量，均是提高稳定性的措施，而将支撑脚的材料更换为轻质高强度的材料则是提高强度的措施。
故答案为：D。
11．（2024八上·海曙期中）城市交通拥堵已经成为全球城市的一大顽疾。为了解决交通堵塞问题，科研人员设计了一种机动立交桥（如图所示）。当一辆汽车匀速通过这座桥的弧形部分时（）
A．只受到重力的作用
B．一直受平衡力的作用
C．一直不受平衡力的作用
D．有些时候受平衡力作用，有些时候不受平衡力作用
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；平衡力的辨别；桥梁的受力
【解析】【分析】 对桥上是汽车做受力分析，即可判断A选项的正误；静止和匀速直线运动都是平衡状态，处于平衡状态的物体可能不受力，也可能受平衡力，所以该题可以据桥上的汽车所处的状态来判断是否处于平衡状态，是否受平衡力。
【解答】 A、当桥在汽车上行驶时，会受到重力和桥对汽车的支持力的作用；同时在其前进的方向还会受到汽车的牵引力，在其运动的反方向还会受到桥面对汽车的摩擦力，故A错误；
BCD、由于桥不是直线形状的，所以汽车在桥上不是做匀速直线运动，所以不是平衡状态，故所受的力不是平衡力，故C正确，BD错误。
故答案为：C。
12．桥梁的承重力是指桥梁在设计条件下能够安全承受的最大荷载，包括自身重量、车辆荷载、风载等静态与动态作用力。下列因素中，直接决定桥梁构件的受力极限、对桥梁的承重力起关键作用的是（　　）
A．材料的抗压、抗拉强度，如钢材的屈服强度或混凝土的抗压强度等
B．如析架、拱形、悬索等不同的力学结构类型
C．桥墩与地基的承载能力
D．焊接、浇筑的工艺精度、施工质量
【答案】A
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁的受力
【解析】【分析】桥梁的承重力涉及到多个方面的因素。材料的强度决定了其在受力时抵抗破坏的能力；力学结构类型影响着荷载的传递和分布方式；桥墩与地基是桥梁的基础，其承载能力关系到整个桥梁的稳定性；工艺精度和施工质量也会对桥梁的实际承载性能产生影响。
【解答】A、材料的抗压、抗拉强度，如钢材的屈服强度或混凝土的抗压强度等，材料本身的强度是决定桥梁能够承受多大荷载的基础。如果材料强度不足，即使结构设计合理，桥墩与地基承载能力足够，桥梁也无法承受较大的荷载，所以材料强度对桥梁的承重力起关键作用。
B、不同的力学结构类型，如析架、拱形、悬索等，主要影响的是荷载在桥梁结构中的传递路径和分布情况。结构类型是基于材料的特性来设计的，以更好地发挥材料的强度优势，但它不是直接决定桥梁承重力的关键因素，关键还是材料能承受多大的力。
C、桥墩与地基的承载能力，它们是支撑桥梁上部结构的基础。然而，如果桥梁自身的材料强度不够，即使桥墩与地基能承受很大的力，桥梁上部结构也可能先发生破坏，所以桥墩与地基的承载能力不是决定桥梁承重力的关键因素。
D、焊接、浇筑的工艺精度、施工质量，良好的工艺精度和施工质量能保证桥梁结构的完整性和可靠性，使材料和结构更好地发挥作用。但如果材料本身强度不足，再好的施工质量也无法大幅提高桥梁的承重力，所以它不是关键因素。
故答案为：A。
13．如图所示为某悬索桥的结构示意图，以下关于该桥各构件主要受力形式分析不正确的是（　　）
A．设计中计算应力时应考虑各种可能的荷载
B．施工中擅自加长桥面可能对桥梁产生不利影响
C．主索受拉，吊索受拉，塔柱受压
D．刚性梁受弯曲，锚碇受压
【答案】D
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】进行结构设计时，必须明确设计目标、需要解决的问题和解决问题需要考虑的主要因素，同时还要考虑结构的安全性、强度、稳定性、适用性、成本等。
【解答】A、在设计桥梁时，为了确保桥梁的安全性和稳定性，必须考虑各种可能的荷载，如静荷载（桥梁自身重量、永久设备重量等）、动荷载车辆荷载、风荷载、地震荷载等），这样才能准确计算构件的应力，保证桥梁在各种情况下都能正常工作，故A正确；
B、施工中擅自加长桥面会增加桥面的重量和车辆荷载等，这些额外的荷载会作用在桥梁的各个构件上，可能导致构件的应力超过设计值，从而对桥梁产生不利影响，甚至可能危及桥梁的安全，故B正确；
C、在悬索桥中，主索主要承受拉力，它是将桥面荷载传递到锚碇的主要构件；吊索也要承受拉力，将桥面的荷载传递给主索；塔柱则承受来自主索的拉力，产生向下的压力，故C正确；
D、刚性梁主要承受的是弯曲力，因为桥面荷载会使刚性梁产生弯曲变形；而锚碇是承受主索拉力的构件，它受到的是拉力，而不是压力，故D错误；
故答案为：D。
14．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．析架的横杆、竖杆、斜杆三种杆件中，对析架的稳定性起决定作用的是斜杆
【答案】D
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】常见的桥梁一般由主梁、桥墩、桥台等组成。主梁直接承受自身重力以及车辆等的重力，桥墩承受主梁向下的力并将力传到基座，桥台指桥的两端起支撑作用的部分。按照结构和受力特点，桥梁可分为梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。
1、梁式桥：梁式桥是指采用梁或桁架梁作为主要承重结构的桥梁。在结构简单的桥梁中，工程师直接把主梁的两端架在桥台上。
2、拱桥：拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥。
3、悬索桥：悬索桥通过索塔悬挂缆索，并将缆索锚固于两岸（或桥两端），从缆索上垂下吊杆，吊住桥面主梁。
4、斜拉桥：斜拉桥是将主梁用许多根拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁。斜拉桥由承受拉力的桥塔、拉索和主梁组成。
【解答】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的受力方式，而非外观形状，A错误。
B、桥梁的荷载不仅包括桥梁承载的车辆与行人的重量，还包括桥梁自身的重量、风力等其他荷载，B错误。
C、桥在主要荷载作用下，不同类型的桥受力和形变情况不同，并非上、下两侧均发生拉伸形变，C错误。
D、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，D正确。
故答案为：D。
15．如图，玩具汽车停在模型桥面上。下列说法正确的是（　　）
A．桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
B．汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力
C．汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变
D．汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变
【答案】C
【知识点】桥梁模型的制作；桥梁的受力
【解析】【分析】（1）弹力是由于物体发生弹性形变而产生的，发生弹性形变的物体要恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用；
（2）只要物体发生了弹性形变，就会产生弹力；
（3）弹力的施力物体是发生弹性形变的物体；
（4）汽车受向上的弹力，其施力物体是桥梁，是因为桥梁发生了弹性形变。
【解答】A、桥面受到向下的弹力，这个弹力的施力物体是汽车，因为汽车停在桥面上，汽车发生了弹性形变，要恢复原状，就会对与之接触的桥面产生向下的弹力，而不是因为桥梁发生了弹性形变，故A错误；
B、汽车停在桥面上，汽车对桥面产生向下的压力，使桥面发生了弹性形变，从而桥面对汽车产生了向上的支持力，即汽车受到了弹力，故B错误；
C、汽车受到向上的弹力，这个弹力的施力物体是桥梁，桥梁在汽车的压力作用下发生了弹性形变，要恢复原状，就会对与之接触的汽车产生向上的弹力，故C正确；
D、汽车受向上的弹力，其施力物体是桥梁，是因为桥梁发生了弹性形变，而不是因为汽车发生了形变，故D错误。
故答案为：C。
16．横跨鄂西绝壁的四渡河大桥（如图所示），以560m深渊之上的“天路天桥”震撼世人，主跨900m，创山区悬索桥纪录。这座沪渝高速“咽喉”工程，在险峰深谷中书写人类征服自然的壮丽篇章。下列有关悬索桥的说法，不正确的是（　　）
A．悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁
B．悬索桥中的缆索的受力是张力，塔架所受的力是压力
C．悬索桥用料省、自重轻，在各种体系桥梁中的跨越能力最大
D．悬索桥不可以在比较深的或比较急的水流上建造
【答案】D
【知识点】建筑结构的功能；桥梁的组成与分类
【解析】【分析】悬索桥是一种常见的桥梁类型。在悬索桥中，缆索起到关键的承重作用。
【解答】A、悬索桥确实是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁，A正确。
B、悬索桥中的缆索承受拉力，即张力；塔架主要承受缆索传递下来的压力，B正确。
C、悬索桥具有用料省、自重轻的特点，并且在各种体系桥梁中的跨越能力最大，C正确。
D、悬索桥可以在比较深的或比较急的水流上建造，因为它的桥墩相对较少，对水流的影响较小，D错误。
故答案为：D。
17．桥梁的承重力是指桥梁在设计条件下能够安全承受的最大荷载，包括自身重量、车辆荷载、风载等静态与动态作用力。下列因素中，直接决定桥梁构件的受力极限、对桥梁的承重力起关键作用的是（　　）
A．材料的抗压、抗拉强度，如钢材的屈服强度或混凝土的抗压强度等
B．如桁架、拱形、悬索等不同的力学结构类型
C．桥墩与地基的承载能力
D．焊接、浇筑的工艺精度、施工质量
【答案】A
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁的受力
【解析】【分析】桥梁的承重力涉及到多个方面的因素。材料的强度决定了其在受力时抵抗破坏的能力；力学结构类型影响着荷载的传递和分布方式；桥墩与地基是桥梁的基础，其承载能力关系到整个桥梁的稳定性；工艺精度和施工质量也会对桥梁的实际承载性能产生影响。
【解答】A、材料的抗压、抗拉强度，如钢材的屈服强度或混凝土的抗压强度等，材料本身的强度是决定桥梁能够承受多大荷载的基础。如果材料强度不足，即使结构设计合理，桥墩与地基承载能力足够，桥梁也无法承受较大的荷载，所以材料强度对桥梁的承重力起关键作用。
B、不同的力学结构类型，如析架、拱形、悬索等，主要影响的是荷载在桥梁结构中的传递路径和分布情况。结构类型是基于材料的特性来设计的，以更好地发挥材料的强度优势，但它不是直接决定桥梁承重力的关键因素，关键还是材料能承受多大的力。
C、桥墩与地基的承载能力，它们是支撑桥梁上部结构的基础。然而，如果桥梁自身的材料强度不够，即使桥墩与地基能承受很大的力，桥梁上部结构也可能先发生破坏，所以桥墩与地基的承载能力不是决定桥梁承重力的关键因素。
D、焊接、浇筑的工艺精度、施工质量，良好的工艺精度和施工质量能保证桥梁结构的完整性和可靠性，使材料和结构更好地发挥作用。但如果材料本身强度不足，再好的施工质量也无法大幅提高桥梁的承重力，所以它不是关键因素。
故答案为：A。
18．在摩托车事故中，70%以上的驾乘人员死亡都是没有戴头盔或者是头盔质量不合格造成头部受伤所致。质量合格的安全头盔能有效保护人的头部，这是因为(　　)
A．合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能承受较大的力，从而有效保护头部
B．合格头盔的密封性好，里面的空气能起到缓冲撞击的作用
C．合格头盔制作优良，与头部之间的空隙小，与头部形成一个整体，是一个坚固的实体结构
D．合格头盔视野清晰，可以帮助车主避免交通事故的发生
【答案】A
【知识点】建筑结构的功能
【解析】【分析】 技术对人的解放作用表现为人依靠技术解放或延长了自己的手、脚、眼、耳、脑等身体器官，拓展了活动空间，提高了劳动效率。
【解答】 量合格的安全头盔能有效保护人的头部，是因为合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能承受较大的力，从而有效保护头部。
故选A。
二、填空题（每空3分，共15分）
19．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(合理即可)
【知识点】建筑结构及其分类；桥梁的组成与分类；结构受力与形变
【解析】【分析】（1）拱桥的承重结构特点：拱桥以拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构，荷载通过拱结构传递。赵州桥的建造材料是石料，利用石料的抗压性能来承受荷载。
（2）赵州桥 “敞肩拱” 的结构与作用：“敞肩拱” 指桥梁的两端各设置两个小拱。其意义在于减轻桥自身所受重力，同时提升泄洪能力，在洪水来临时能让水流更顺畅通过，减少洪水对桥的冲击。
（3）浙江省境内的石拱桥实例：浙江省有众多石拱桥，如临平塘栖的广济桥、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，这些石拱桥体现了当地的建筑技术和文化。
【解答】（1）拱桥的核心承重结构是拱，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）“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；
（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。
三、实验与探究题（9分）
20．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M﹣m，小于M
（2）①③。
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】（1）物体的稳定性试验需要在水平的环境下进行，这样才能保证试验的准确性，避免因桌面倾斜对试验结果产生干扰。“稳定值” 是模型不发生左右翻转时所能承受的最大载重，当挂钩码总质量为M时模型发生翻转，说明稳定值是小于M且大于(M - m)（因为每个钩码质量为m，最后一个钩码挂上去才翻转）。
（2）提高结构稳定性的方法，主要有降低重心、增大支撑面等。缩短桥梁两端
【解答】（1）a.将桥梁模型放置在水平桌面上进行试验。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。
b.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M-m，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。
四、综合题（21题6分，22题6分，23题10分）
21．小宇设计制作了一个自动升旗控制系统的模型，该模型由声音播放电路、定时电路、电机调速电路和滑轮机械装置构成，可以实现在播放音乐的时间内，控制旗子匀速上升到旗杆顶端。为了使模型显得更为整洁美观，小宇等同学在老师的建议下，又设计制作了升旗台，将旗杆固定在升旗台上，将电池、电路板、电机等隐藏在升旗台内，同时还进行了性能测试，编写了设计报告。
（1）从形态方面考虑，升旗台属于　 　(填“实体结构”“框架结构”或“壳体结构”)。
（2）测试显示，该模型有很好的稳定性，其主要原因是　 　。
【答案】（1）壳体结构
（2）重心低或支撑面积大
【知识点】建筑结构及其分类
【解析】【分析】（1）壳体结构是指层状结构，由若干薄块组成，薄板做成具有曲面结构的外形，看起来造型轻巧而优雅。
（2）根据升旗台的结构进行分析，可知其重心低，支撑面积较大，所以稳定性好。
【解答】（1）由图可知，升旗台属于壳体结构，由若干薄块组成。
（2）该升旗台重心低、支撑面积大，所以稳定性好。
22．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。
23．（2024八上·龙湾期中）港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成，隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示。建造隧道时，先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。若每一节密封长方形沉管的体积为6.3×104m3，总质量为6×107kg（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。请回答：
（1）漂浮在海面上的一节密封沉管，受到海水对它的浮力为多大？
（2）要使密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中，则需注入多少千克的海水？
【答案】（1）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力：F浮＝G＝mg＝6×107kg×10N/kg＝6×108N
（2）沉管刚好浸没海水中时，排开海水的体积：V排＝V＝6.3×104m3，
受到的浮力：F浮＝ρgV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6.3×104m3＝6.3×108N，
由F浮＝G总＝G管+G水可得，注入海水的重力：G水＝F浮﹣G管＝6.3×108N﹣6×108N＝3×107N，
注入海水的质量：。
【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用；桥梁的受力
【解析】【分析】 （1）漂浮在海面上的密封沉管处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等；
（2）密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时排开海水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理 F浮＝ρgV排 求出此时沉管受到的浮力。此时沉管处于悬浮状态，沉管和海水的重力之和等于受到的浮力，据此求出注入海水的重力，根据G=mg求出需注入海水的质量。
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