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第5章《建筑结构与工程》学习评价
答题卷
班级 姓名
一、选择题（共15小题，每小题3分，共45分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案
题号 9 10 11 12 13 14 15
答案
二、填空题（共7小题，每空2分，共40分）
16． 。
17.（1）
（2）
（3）
18．（1）
（2）
（3）
19．（1）
（2）
20．（1） （2）
（3） （4）
（5）
（6）
21.（1）
（2）
（3）
三、探究题：（本大题有5小题，共40分）
22.（1）
（4）
23．（1） （2）
（3） （4）
24．（1）
（2）
（3） （4）
25.
26.（1）
（2）
（3）
四、综合题：（本大题有5小题，27小题10分，28小题5分，29小题8分，30、31小题各6分，共35分）
27．（1）
（2）
（3）
28．
29．（4） （5）
（6）
（7）
30.
31．
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0307766/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
第5章《建筑结构与工程》学习评价
解析卷
（测试时间45分钟 满分160分）
一、选择题：（本大题共15个小题，每小题3分，共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的，不选、错选、多选均不得分。）
1.如图为柱和梁组成的网格状结构，该建筑结构类型是（　　）
A．拱形结构 B．框架结构 C．悬索结构 D．壳体结构
【答案】B
【解析】A、拱形结构主要是由拱券组成，利用拱的受力特点来承受荷载，图中是柱和梁组成的网格状结构，并非拱形结构，A不符合题意。
B、框架结构是由梁和柱通过节点连接组成的骨架结构，形成网格状，符合图中由柱和梁组成网格状结构的特点，B符合题意。
C、悬索结构是以悬索为主要受力构件，通过悬索的拉力来承受荷载，图中不是悬索结构，C不符合题意。
D、壳体结构是一种空间薄壁结构，如蛋壳等形状，图中不是壳体结构，D不符合题意。
故选：B。
2．钢筋混凝土中，钢筋的主要作用是（　　）
A．抗压 B．抗拉 C．抗剪 D．抗弯
【答案】B
【解析】A、抗压：虽然钢筋有一定抗压能力，但混凝土本身就具备较强抗压能力，在钢筋混凝土结构中，抗压主要靠混凝土，不是钢筋主要作用，所以A不符合题意。
B、抗拉：由于混凝土抗拉能力弱，钢筋抗拉强度高，钢筋在钢筋混凝土结构中主要就是承担拉力，所以B符合题意。
C、抗剪主要是通过箍筋、弯起钢筋等构造措施以及混凝土自身的抗剪能力来实现，不是钢筋最主要的作用，所以C不符合题意。
D、抗弯是通过钢筋和混凝土共同作用来实现的，钢筋在受弯构件中主要是承受拉力从而协助构件抗弯，其本质还是发挥抗拉作用，抗弯不是钢筋最直接、最主要的作用，所以D不符合题意。
故选：B。
3．如图为三角形屋顶建筑，其稳定性好的原因是（　　）
A．节省材料 B．重心低 C．结构对称 D．抗风性强
【答案】D
【解析】A、节省材料不是三角形屋顶稳定性好的原因，A不符合题意。
B、重心低与三角形屋顶稳定性好并无直接关联，B不符合题意。
C、结构对称不是三角形屋顶稳定性好的主要原因，C不符合题意。
D、三角形具有稳定性，使得三角形屋顶抗风性强，这是其稳定性好的原因，D符合题意。
故选：D。
4．如图为悉尼歌剧院屋顶，其薄壳结构的优势是（　　）
A．跨度大 B．施工简单 C．抗压性强 D．造价低
【答案】A
【解析】A、薄壳结构可以实现较大的跨度，悉尼歌剧院的屋顶采用薄壳结构，能够在不使用大量内部支撑的情况下覆盖较大的空间，A符合题意。
B、薄壳结构的施工并不简单，它需要精确的模具和复杂的施工工艺来保证壳体的形状和精度，B不符合题意。
C、薄壳结构主要是通过合理的曲面将荷载传递，其优势不是单纯的抗压性强，相比一些实体结构，它在抗压方面并非突出优势，C不符合题意。
D、由于薄壳结构需要特殊的材料和复杂的施工工艺，其造价通常并不低，D 不符合题意。
故选：A。
5．建筑地基设计宽大的目的是（　　）
A．分散压力 B．防止腐蚀 C．增加美观 D．节省材料
【答案】A
【解析】A：根据压强的知识，在建筑物对地基的压力一定的情况下，将地基设计得宽大，也就是增大了受力面积，当压力不变，受力面积增大时，压强会减小。这样就能把建筑物对地基的压力分散开来，减小单位面积上地基所承受的压力，防止地基因局部压力过大而产生破坏，所以分散压力是建筑地基设计宽大的目的之一，A符合题意。
B、地基的腐蚀通常与所处的土壤环境（如土壤中的酸碱性物质、地下水的化学性质等）以及建筑材料本身的抗腐蚀性能有关。地基设计得宽大，并不能直接防止地基受到腐蚀，所以防止腐蚀不是建筑地基设计宽大的目的，B不符合题意。
C、建筑地基主要起支撑建筑物的作用，其设计首先考虑的是结构的稳定性和安全性。虽然在一定程度上可能对整体建筑外观有一些影响，但增加美观并非地基设计宽大的主要目的，相比之下，分散压力保障建筑物安全更为关键，C不符合题意。
D、地基设计得宽大，意味着需要使用更多的建筑材料来构建更大面积的地基，这与节省材料是相悖的，所以节省材料不是建筑地基设计宽大的目的，D不符合题意。
故选：A。
6．如图为赵州桥示意图，其结构类型是（　　）
A．梁桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
【答案】B
【解析】ACD、不符合题意。
B、符合题意。观察可知，赵州桥的桥身呈现拱形，其结构类型是拱桥，拱桥在受力时，拱脚会产生水平推力，能将荷载有效地传递到基础。
故选：B。
7．悬索桥中，直接承载桥面重量的部件是（　　）
A．桥塔 B．主缆 C．吊索 D．锚碗
【答案】C
【解析】A、桥塔在悬索桥中的主要作用是支承主缆，将主缆的拉力传递到基础。它并不直接承载桥面重量，桥面重量不是通过桥塔直接承接的，所以A选项不符合要求。
B、主缆是悬索桥的主要承重结构，它承受着由吊索传递过来的荷载，包括桥面及桥上的交通等荷载，但不是直接承载桥面重量。主缆通过吊索与桥面相连，桥面重量先传递给吊索，再由吊索传递给主缆，所以B选项不符合要求。
C、吊索在悬索桥中是连接主缆和桥面的部件，它直接与桥面相连，桥面的重量通过吊索传递给主缆。所以吊索是直接承载桥面重量的部件，所以C选项符合要求。
D、在桥梁工程中，悬索桥通过锚碇固定主缆形成承重结构，所以D选项不符合要求。
故选：C。
8．如图为某桥梁模型，其主梁采用蜂窝状设计是为了（　　）
A．减轻重量 B．增加美观 C．提高抗压性 D．降低成本
【答案】C
【解析】A、减轻重量一般不是蜂窝状设计的主要目的，虽然蜂窝状可能在一定程度上减轻重量，但相比之下，其对提高抗压性的作用更为关键，A不符合题意。
B、增加美观可能是设计的一个附加效果，但不是主梁采用蜂窝状设计的核心原因，B不符合题意。
C、蜂窝状结构类似于许多小的拱形结构组合，拱形结构具有良好的抗压性能，能够将压力分散传递，所以蜂窝状设计可以提高主梁的抗压性，C符合题意。
D、降低成本不一定是蜂窝状设计的主要考量，而且这种设计可能在材料加工等方面并不一定能直接降低成本，D不符合题意。
故选：C。
9．下列桥梁中，跨度能力最大的是（　　）
A．梁桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
【答案】C
【解析】梁桥主要依靠梁的抗弯能力承重，跨度较小时经济合理；拱桥利用拱的推力和承压特性跨越障碍，跨度优于梁桥，但仍有一定限制；斜拉桥通过拉索将荷载传递到塔柱，跨度能力比梁桥和拱桥有所提升；而悬索桥的主缆可承受巨大拉力，能跨越极长的距离，在各类桥梁结构中跨度能力最大，常用于特大跨度的桥梁工程（如跨海大桥等）；
10．建筑物伸缩缝的主要作用是（　　）
A．分隔楼层 B．适应温度变形 C．增加承重 D．防止漏水
【答案】B
【解析】A、分隔楼层一般是楼板等水平结构构件的功能，伸缩缝主要不是用于分隔楼层。伸缩缝是沿建筑物长度方向每隔一定距离预留缝隙，其目的并非划分不同楼层空间，所以A选项不符合伸缩缝主要作用。
B、建筑物因温度变化会产生热胀冷缩，如果没有伸缩缝，建筑物内部会产生较大的温度应力，可能导致墙体、结构等开裂破坏。伸缩缝能够使建筑物在温度变化时，各部分可以自由伸缩，从而适应温度变形，减轻温度应力对建筑物的破坏，所以适应温度变形是伸缩缝的主要作用，B选项符合伸缩缝主要作用。
C、增加承重是基础、梁、柱等结构构件通过合理设计和选材来实现的功能，伸缩缝的设置并不会增加建筑物的承载能力，其与承重无关，所以C选项不符合伸缩缝主要作用。
D、防止漏水不是伸缩缝的主要作用。虽然在实际建筑中可能会对伸缩缝进行防水处理，但这不是其设置的主要目的，主要目的还是适应温度变形，所以D选项不符合伸缩缝主要作用。
故选：B。
11．如图为某建筑地基示意图，深埋地下的宽大基脚是为了（　　）
A．分散压力 B．节省材料 C．增加美观 D．防止腐蚀
【答案】A
【解析】A、深埋地下的大基础可以增大基础与地基的接触面积。根据压强公式p （其中p是压强，F是压力，S是受力面积），在压力F一定的情况下，增大受力面积S可以减小压强p，也就是分散了压力，A符合题意。
B、深埋地下的大基础通常需要更多的建筑材料，而不是节省材料，B不符合题意。
C、宽大基脚主要目的不是增加美观，C不符合题意。
D、宽大基脚并不能防止腐蚀，D不符合题意。
12．如图为某建筑地基沉降示意图，可能的原因是（　　）
A．地基不均匀 B．材料强度不足 C．设计美观 D．施工速度快
【答案】A
【解析】地基不均匀会使建筑物不同部位的地基承载力或压缩性存在差异，进而导致建筑物各部分沉降不一致，最终出现倾斜现象；材料强度不足通常会引发结构破坏等问题，而非地基沉降倾斜；设计美观与地基沉降无关联；施工速度快并非地基沉降倾斜的主要成因；
故选：A。
13．下列结构中，适合作为临时建筑的是（　　）
A．钢筋混凝土结构 B．钢结构 C．木结构 D．砖混结构
【答案】B
【解析】A、钢筋混凝土结构通常是将钢结构和混凝土结构的优势相结合，这种结构一般较为坚固、耐久性好，常用于大型永久性建筑，如高层写字楼、大型桥梁等。其建造工艺相对复杂，成本较高，拆除也较为困难，不太适合作为临时建筑，因为临时建筑一般使用周期短，不需要如此高的耐久性和复杂坚固的构造。所以A选项不合适。
B、钢结构由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，构件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。钢结构具有强度高、自重轻、施工速度快的特点。施工速度快意味着能够在短时间内搭建完成，满足临时建筑快速投入使用的需求。而且钢结构在临时建筑使用完毕后，拆除相对方便，钢材还可以回收再利用，经济性较好。所以钢结构适合作为临时建筑，B选项适合。
C、木结构虽然有一定的可加工性和相对便于搭建的特点，但木材易燃、易腐朽，耐久性相对较差，需要定期维护。在现代建筑需求中，尤其是对于临时建筑，从安全性、防火性以及长期使用的维护成本等多方面综合考虑，木结构并不是最理想的选择。所以C选项不合适。
D、砖混结构是由砖或砌块和钢筋混凝土构造柱、圈梁等组成的混合结构体系。这种结构的整体性和耐久性较好，但是其施工过程相对繁琐，需要砌墙、浇筑混凝土等工序，施工周期相对较长。而且砖混结构拆除时产生的建筑垃圾较多，不利于环保和资源回收，对于使用周期短的临时建筑来说，不是最佳选择。所以D选项不合适。
故选：B。
14．如图为某桥梁模型测试，其目的是验证（　　）
A．美观性 B．结构强度 C．施工速度 D．材料成本
【答案】B
【解析】桥梁模型测试通常是通过模拟实际使用中的荷载等情况，来检验桥梁结构在受力时的承受能力，以此验证结构强度。美观性并非模型测试的核心目的；施工速度属于施工环节的考量，与模型测试关联不大；材料成本也不是通过该模型测试来验证的。
15．下列建筑中，以框架结构为主的是（　　）
A．金字塔 B．埃菲尔铁塔 C．现代写字楼 D．赵州桥
【答案】B
【解析】A、金字塔是由大量石块堆砌而成的实体结构，并非框架结构，A不符合题意。
B、埃菲尔铁塔是典型的框架结构，它由许多钢梁等构件组成框架来承受荷载，B符合题意。
C、现代写字楼一般多采用框架、剪力墙结构等，虽然有框架部分，但不是单纯以框架结构为主，现在更多考虑结构的整体性、稳定性等，会结合剪力墙等结构构件，C不符合题意。
D、赵州桥是一座具有独特“敞肩”结构的单孔圆弧形石拱桥，设计上兼顾了美观与实用性，D不符合题意。
二、填空题：（本大题有7小题20空，每空2分，共40分）
16．结构是指组成事物的各个部分之间的 和 。结构普遍存在于自然界和人类创造的各种事物中，不同的事物往往具有不同的结构，不同的结构具有不同的 。
【答案】有序搭配、空间排列 功能
17.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（合理即可）。
【解析】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。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。
18．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）a.水平；b.大于M﹣m，小于M；（2）①③。
【解析】（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。
19．桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”。如图甲所示，钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量。某同学通过分析桥梁结构作出如下两个猜想：①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关；②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱的间距s有关，于是进行了如下实验。
他将两个砖块作为支撑柱，把一块塑料板平铺放在两个支撑柱上作为钢梁，在塑料板中央施加一定的压力，用刻度尺测得此时塑料板的下垂量为h。
（1）图乙是该同学探究“钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时画出的下垂量h与所受压力F关系的图像。根据图像可知，当压力为5000N时，下垂量是 　 　 cm。
（2）为了探究下垂量与支撑柱间距的关系，接下来应进行的操作是 　 　 。若 　 　 ，则说明钢梁的下垂量与支撑柱的间距有关。
【答案】（1）10；（2）保持压力不变，改变支撑柱的间距；改变支撑柱间距后，下垂量发生变化。
【解析】（1）首先看图像，找到压力 F ＝ 5000N 对应的下垂量h。从图乙中可以看出，当 F＝ 5000N 时，下垂量 h ＝ 10cm。再分析图像的规律，图像是一条过原点的直线，说明在材料、支撑柱间距等条件一定时，钢塑的下垂量与所受压力成正比。
（2）要探究下垂量与支撑柱间距的关系，根据控制变量法，需要保持压力不变，改变支撑柱的间距，然后测量对应的下垂量。若改变支撑柱间距后，测量得到的下垂量发生变化，就说明钢塑的下垂量与支撑柱的间距有关。
20．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。
【答案】（1）ACE；（2）B；（3）C；（4）D；（5）D；
（6）；
【解析】（1）A.题目明确要求桥面宽度不小于0.5米，属于限制条件；
B.题目未对桥的形状有明确限制，不属于限制条件；
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；
D.题目未对建造材料有明确限制，不属于限制条件；E.题目要求小桥价廉，即对建造成本有要求，属于限制条件；所以属于限制条件的是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。所以正确顺序是B（②④①⑤③）；
（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；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；
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；
D.桥的设计方案是竞标书的核心内容之一，需要写入；
故答案是：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；
B.调研周围桥梁的结构特点，可借鉴经验，是正确的；
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；
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；故答案是：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；
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；
C.悬索桥也多用于大跨度桥梁，不适合1米宽的水沟；
D.梁式桥结构简单，适合小跨度（如1米宽水沟）的桥梁建设；
故答案是：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：；
21.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)钢筋混凝土墙体承重能力强,侧向刚度大
三、探究题：（本大题有5小题，共40分）
22.探究材料的厚度与强度的关系
提出问题： 材料的厚度会影响它的强度吗？
你的假设： ____________________________________________________
实验材料： 不同厚度的卡纸（如1mm、2mm、3mm）、几本一样高的书、垫圈若干。
实验步骤：
（1）取最薄的卡纸，剪成相同宽度的纸条（如2厘米宽）。
（2）将纸条两端分别搭在两本书上，保持悬空。
（3）在纸条的中间位置，一个一个地挂垫圈，直到纸条断裂，记录下垫圈的数量。
（4）换用中等厚度和最厚的卡纸，重复步骤1-3。
实验现象： ____________________________________________________
实验结论： ____________________________________________________
思考：在建筑中，我们如何根据需要选择不同厚度的材料？
【答案】你的假设： 材料的厚度会影响它的强度，材料越厚，强度越高。
实验现象： 最厚的卡纸能承受的垫圈数量最多，中等厚度的次之，最薄的最少。
实验结论： 在材料种类和宽度相同的情况下，材料的厚度越大，其强度越高，能承受的重量也越大。
思考： 在建筑中，对于需要承受巨大压力的部分（如建筑物的地基、承重墙），我们会选择更厚、强度更高的材料；而对于非承重部分（如室内隔断），则可以选择较薄的材料以节省成本和空间。
23．国家大剧院如图所示，它的整个壳体钢结构重达6475吨，东西向 长轴跨度212.2米，是目前世界上最大的穹顶。 为什么能建起如此宏伟的建筑，秘密就在于其 外形结构：壳体结构。从外观看，蛋壳、蚌壳这 些壳体结构有的像半球形，有的成拱形，有的像 圆球形，有的像不规则但非常美丽的弧形。尽 管它们形态各异，却有着共同的力学特征：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，使壳体单位面积上受到的力 并不大，更为重要的是，在壳体上不存在作用力集中于一个地方的情况。
（1）下列著名建筑中没有利用壳体结构的是（ ）
A.悉尼歌剧院 B. 金字塔 C.赵州桥 D. 北京大兴 国际机场
（2）鸡蛋握在手中不易损坏是因为 o
A. 鸡蛋壳很厚
B. 鸡蛋壳的硬度很大
C. 鸡蛋壳内部是空心的
D. 鸡蛋壳属于壳体结构
（3）站立在地面上，人的脚能够承载较大的重 量，主要是因为 o
A. 脚骨骼的数量多
B. 脚部的肌肉发达
C. 脚骨骼组成拱形结构
D. 脚骨骼比钢铁还要坚硬
（4）下列对壳体结构受力示意图分析正确的是( )
【答案】(1)B(2)D(3)C(4)C
【解析】(1)悉尼歌剧院顶部、赵州桥拱形造型、北京大兴国际机场顶部利用了壳体结构,金字塔没有利用此结构,故选 B。(2)鸡蛋壳属于壳体结构，握在手中不易损坏，故选 D。(3)脚骨骼组成拱形结构，属于壳体结构，在受力时能够把力均匀分散在壳体的各个部分，使壳体单位面积上受到的力并不大,所以能承载较大的重量，故选C。(4)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，故A、B、D不正确C 正确。故选C。。
24．我国是桥梁建设的大国，目前桥梁总数超过100万座。桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”，如图甲所示，钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量。
小明和小亮通过分析桥梁结构作出如下两个猜想：
①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关。
②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱的间距s有关。
为了验证猜想，他们进行了如下实验：
（1）图乙是小亮探究“一根钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时，画出的下垂量h与所受压力F关系的图线，根据图线可知，当压力为5000N时，下垂量是 　 　 cm，根据图像可得出结论：　 　 。
（2）小明想探究“一根钢梁的下垂量h与两个支撑柱的间距s的关系”，实验过程中，他应该控制
　 　 不变，改变两个支撑柱之间的距离s。
（3）小亮发现将钢梁压制成图丙的倒“V”字形后，能承受更大的压力，请你就这一现象提出一个合理的猜想：钢梁能承受的最大压力可能与 　 　 有关。
【答案】（1）8；在其他条件相同时，钢梁的下垂量h与所受压力F成正比；（2）钢梁所受的压力（F）；（3）钢梁的形状。
【解析】（1）从图2中可以看出，当压力F＝5000N时，对应的下垂量h是8cm；观察图2的图像，是一条过原点的倾斜直线，说明在其他条件相同时，钢梁的下垂量h与所受压力F成正比；
（2）要探究“一根钢梁的下垂量h与两个支撑柱的间距s的关系”，根据控制变量法，应该控制钢梁所受的压力F不变，改变两个支撑柱之间的距离s；
（3）将钢梁压制成图3的倒“V”字形后，能承受更大的压力，由于钢梁的形状发生了改变，所以可以猜想：钢梁能承受的最大压力可能与钢梁的形状有关。
25.在“桥梁模型的制作与探究”工程实践中,制作桥梁模型后需要依据标准对桥梁模型的长度、宽度、高度、自重、承重力等参数进行测量和评价。请写出承重力测试的方法并设计一份实验记录表。
参考答案：
①承重力测试的主要步骤:逐级增加砝码,观察桥梁的变形情况,直至桥梁被破坏,记录砝码的质量及桥梁被破坏的情况。
②实验记录表:
实验次序 荷载/N 最大挠度/mm 破坏位置
1
2
3
26．如图所示为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，请设计简易试验方案，并回答下列问题：
（1）进行模型的稳定性试验，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
试验方法，用文字说明主要步骤)。 （4分）
（2）如果要提高模型的稳定性，可以采取的措施是____(多选，填字母)。
A．缩短桥梁两端伸出部分的长度 B．增大桥梁两端伸出部分的长度
C．两端增加桥墩 D．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____(多选，填字母)。
A．增加桥面木板的厚度 B．增大桥墩之间的距离
C．降低桥的高度 D．选用高强度的材料
【答案】（1）将桥梁模型放置在平整的桌面上，如解图所示，在桥梁的右侧最远端逐渐挂砝码，直到桥梁模型发生翻转，桥梁模型的最大荷载为去掉最后一个砝码的质量。
（2）A；C
（3）A；D
【解析】 （1）试验对象是桥梁模型，试验目的是确定模型不发生翻转时所能承受的最大荷载．故应找到试验对象最不稳定的位置挂重物，逐步增加重物直到桥梁翻倒．
（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，故排除．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即翻到。
故选AC。
（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，故B错误；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C错误。
故选AD。
四、综合题：（本大题有5小题，27小题10分，28小题5分，29小题8分，30、31小题各6分，共35分）
27．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汶河上，始建于隋代（公元595年﹣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；石材（或石头、石块等）；
（2）在大拱的两肩各设两个小拱；①增加泄洪能力，减轻洪水对桥身的冲击（洪水时小拱可辅助泄水，减少水流对桥的压力）；②减轻桥身重量，节省石料（小拱替代实心拱肩，降低结构自重）；③增强桥的稳定性（分散荷载，优化受力结构）（任答1点或多点，合理即可）；
（3）示例：绍兴八字桥（或泰顺廊桥（石拱结构）、义乌古月桥等，（需为浙江省内或家乡的石拱桥，合理即可）。
【解析】（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
28．如图展示了一座拱桥的承重结构，请说明拱桥的受力特点及为何古代桥梁常采用此结构。
【答案】1.拱桥的受力特点拱桥在承受荷载时，主拱圈主要承受压力。拱结构将桥上的荷载通过拱的曲线形状传递到拱脚，再由拱脚传递给墩台和基础。在这个过程中，拱内的弯矩和剪力相对较小，主要内力为轴向压力。这是因为拱的曲线形状使得荷载作用下产生的水平推力和竖向压力相互平衡，从而让拱圈以受压为主；拱脚处会受到较大的水平推力和竖向反力。水平推力需要有坚固的墩台或其他构造措施来平衡，防止拱圈因水平推力而产生位移或破坏；竖向反力则直接作用于墩台基础，传递上部结构的重量和荷载；
2.古代桥梁常采用此结构的原因
材料适应性：古代建筑材料多为石材、砖等，这些材料的抗压性能较好，而拱桥主要承受压力的受力特点正好能充分发挥石材、砖等材料的优势，使得桥梁能够承受较大的荷载。例如，用石材砌成的拱圈可以很好地抵抗压力，保证桥梁的稳定性；施工相对简便：相较于一些复杂的梁式结构等，拱桥的施工在古代技术条件下相对容易实现。古代工匠可以利用简单的工具和技术，通过砌筑拱石来形成拱圈结构。而且，拱圈的施工可以采用逐步砌筑、逐段合龙的方式，不需要大型的起重设备来架设长跨的梁构件；跨越能力较强：拱桥能够在较大的跨度上实现跨越河流等障碍。通过合理设计拱的矢跨比等参数，拱桥可以在不增加过多材料用量的情况下，实现较大的跨度，满足交通等需求。与同等材料的梁式结构相比，拱桥能跨越更大的距离；
结构耐久性好：由于拱桥主要受压，在合理设计和施工的情况下，结构的耐久性较高。石材等材料在受压状态下可以长期保持稳定，不易因变形等原因导致结构破坏，能够历经较长时间的使用和自然环境的考验，这也是古代桥梁常采用拱桥结构的重要原因之一。
29．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。实验目标是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】（4）6；
（5）材料；
（6）材料强度；
（7）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）。
【解析】（4）木条成本为0.5元/根，用了8根，木条总成本为0.5×8＝4元；胶水成本为2元/瓶，用了1瓶，胶水成本为2元；总材料成本为4+2＝6元；
（5）实验中使用木条作为主要材料，测试得出桥梁模型能承受一定荷载，说明桥梁模型的强度与材料密切相关，同时制作工艺也会影响强度；
（6）用风扇模拟风力测试稳定性时，桥梁模型能保持稳定，结合材料和结构设计的影响，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，材料强度足够才能在风力等作用下保持稳定；
（7）材料选择方面：可选用强度更高的木条，这样能让桥梁模型承受更大的荷载，因为强度高的材料本身能提供更好的支撑力；结构设计方面：增加桥梁模型的厚度，根据力学原理，厚度增加能提高结构的抗弯等性能，从而增强承载能力；也可以优化桥梁的连接方式，使各部分连接更牢固，减少因连接不牢导致的结构失效，提升稳定性。
30.如图为某建筑框架结构示意图，请简述其框架结构的优点及常见应用场景。
【答案】①框架结构优点：空间布置灵活：框架结构由梁和柱组成承重体系，墙体一般不承重。这使得室内空间在竖向和水平方向都可以根据使用需求较为自由地进行分隔和布置。②自重较轻：相较于一些以厚重墙体承重的结构形式（如砌体结构），框架结构主要依靠梁柱承重，墙体多为轻质材料，所以整体结构自重相对较轻。③抗震性能较好：框架结构具有一定的延性，在地震作用下，梁、柱等构件可以通过变形来消耗地震能量，避免结构发生突然的倒塌。常见应用场景：①商业建筑；②办公建筑；③多层及高层住宅。
31．如图对比了悬索桥与拱桥的荷载传递路径，分析两者在材料利用率和施工成本上的差异。
【答案】在材料利用率方面，拱桥在合理利用圬工材料抗压性能上有优势，材料利用率较好；悬索桥虽钢材抗拉性能发挥好，但构件复杂影响整体材料利用率。在施工成本方面，悬索桥因技术要求高、材料贵等因素，施工成本高于拱桥。
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第5章《建筑结构与工程》学习评价
试题卷
（测试时间45分钟 满分160分）
一、选择题：（本大题共15个小题，每小题3分，共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个符合题目要求的，不选、错选、多选均不得分。）
1.如图为柱和梁组成的网格状结构，该建筑结构类型是（　　）
A．拱形结构 B．框架结构 C．悬索结构 D．壳体结构
2．钢筋混凝土中，钢筋的主要作用是（　　）
A．抗压 B．抗拉 C．抗剪 D．抗弯
3．如图为三角形屋顶建筑，其稳定性好的原因是（　　）
A．节省材料 B．重心低 C．结构对称 D．抗风性强
4．如图为悉尼歌剧院屋顶，其薄壳结构的优势是（　　）
A．跨度大 B．施工简单 C．抗压性强 D．造价低
5．建筑地基设计宽大的目的是（　　）
A．分散压力 B．防止腐蚀 C．增加美观 D．节省材料
6．如图为赵州桥示意图，其结构类型是（　　）
A．梁桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
7．悬索桥中，直接承载桥面重量的部件是（　　）
A．桥塔 B．主缆 C．吊索 D．锚碗
8．如图为某桥梁模型，其主梁采用蜂窝状设计是为了（　　）
A．减轻重量 B．增加美观 C．提高抗压性 D．降低成本
9．下列桥梁中，跨度能力最大的是（　　）
A．梁桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
10．建筑物伸缩缝的主要作用是（　　）
A．分隔楼层 B．适应温度变形 C．增加承重 D．防止漏水
11．如图为某建筑地基示意图，深埋地下的宽大基脚是为了（　　）
A．分散压力 B．节省材料 C．增加美观 D．防止腐蚀
12．如图为某建筑地基沉降示意图，可能的原因是（　　）
A．地基不均匀 B．材料强度不足 C．设计美观 D．施工速度快
13．下列结构中，适合作为临时建筑的是（　　）
A．钢筋混凝土结构 B．钢结构 C．木结构 D．砖混结构
14．如图为某桥梁模型测试，其目的是验证（　　）
A．美观性 B．结构强度 C．施工速度 D．材料成本
15．下列建筑中，以框架结构为主的是（　　）
A．金字塔 B．埃菲尔铁塔 C．现代写字楼 D．赵州桥
二、填空题：（本大题有7小题20空，每空2分，共40分）
16．结构是指组成事物的各个部分之间的 和 。结构普遍存在于自然界和人类创造的各种事物中，不同的事物往往具有不同的结构，不同的结构具有不同的 。
17.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:
______________________________________________________________________________
18．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。
19．桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”。如图甲所示，钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量。某同学通过分析桥梁结构作出如下两个猜想：①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关；②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱的间距s有关，于是进行了如下实验。
他将两个砖块作为支撑柱，把一块塑料板平铺放在两个支撑柱上作为钢梁，在塑料板中央施加一定的压力，用刻度尺测得此时塑料板的下垂量为h。
（1）图乙是该同学探究“钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时画出的下垂量h与所受压力F关系的图像。根据图像可知，当压力为5000N时，下垂量是 　 　 cm。
（2）为了探究下垂量与支撑柱间距的关系，接下来应进行的操作是 　 　 。若 　 　 ，则说明钢梁的下垂量与支撑柱的间距有关。
20．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。
21.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_____________________________________________________________
三、探究题：（本大题有5小题，共40分）
22.探究材料的厚度与强度的关系
提出问题： 材料的厚度会影响它的强度吗？
你的假设： ____________________________________________________
实验材料： 不同厚度的卡纸（如1mm、2mm、3mm）、几本一样高的书、垫圈若干。
实验步骤：
（1）取最薄的卡纸，剪成相同宽度的纸条（如2厘米宽）。
（2）将纸条两端分别搭在两本书上，保持悬空。
（3）在纸条的中间位置，一个一个地挂垫圈，直到纸条断裂，记录下垫圈的数量。
（4）换用中等厚度和最厚的卡纸，重复步骤1-3。
实验现象： ____________________________________________________
实验结论： ____________________________________________________
思考：在建筑中，我们如何根据需要选择不同厚度的材料？
23．国家大剧院如图所示，它的整个壳体钢结构重达6475吨，东西向 长轴跨度212.2米，是目前世界上最大的穹顶。 为什么能建起如此宏伟的建筑，秘密就在于其 外形结构：壳体结构。从外观看，蛋壳、蚌壳这 些壳体结构有的像半球形，有的成拱形，有的像 圆球形，有的像不规则但非常美丽的弧形。尽 管它们形态各异，却有着共同的力学特征：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，使壳体单位面积上受到的力 并不大，更为重要的是，在壳体上不存在作用力集中于一个地方的情况。
（1）下列著名建筑中没有利用壳体结构的是（ ）
A.悉尼歌剧院 B. 金字塔 C.赵州桥 D. 北京大兴 国际机场
（2）鸡蛋握在手中不易损坏是因为 o
A. 鸡蛋壳很厚
B. 鸡蛋壳的硬度很大
C. 鸡蛋壳内部是空心的
D. 鸡蛋壳属于壳体结构
（3）站立在地面上，人的脚能够承载较大的重 量，主要是因为 o
A. 脚骨骼的数量多
B. 脚部的肌肉发达
C. 脚骨骼组成拱形结构
D. 脚骨骼比钢铁还要坚硬
（4）下列对壳体结构受力示意图分析正确的是( )
24．我国是桥梁建设的大国，目前桥梁总数超过100万座。桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”，如图甲所示，钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量。
小明和小亮通过分析桥梁结构作出如下两个猜想：
①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关。
②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱的间距s有关。
为了验证猜想，他们进行了如下实验：
（1）图乙是小亮探究“一根钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时，画出的下垂量h与所受压力F关系的图线，根据图线可知，当压力为5000N时，下垂量是 　 　 cm，根据图像可得出结论：　 　 。
（2）小明想探究“一根钢梁的下垂量h与两个支撑柱的间距s的关系”，实验过程中，他应该控制
　 　 不变，改变两个支撑柱之间的距离s。
（3）小亮发现将钢梁压制成图丙的倒“V”字形后，能承受更大的压力，请你就这一现象提出一个合理的猜想：钢梁能承受的最大压力可能与 　 　 有关。
25.在“桥梁模型的制作与探究”工程实践中,制作桥梁模型后需要依据标准对桥梁模型的长度、宽度、高度、自重、承重力等参数进行测量和评价。请写出承重力测试的方法并设计一份实验记录表。
26．如图所示为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，请设计简易试验方案，并回答下列问题：
（1）进行模型的稳定性试验，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
试验方法，用文字说明主要步骤)。 （4分）
（2）如果要提高模型的稳定性，可以采取的措施是____(多选，填字母)。
A．缩短桥梁两端伸出部分的长度 B．增大桥梁两端伸出部分的长度
C．两端增加桥墩 D．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____(多选，填字母)。
A．增加桥面木板的厚度 B．增大桥墩之间的距离
C．降低桥的高度 D．选用高强度的材料
四、综合题：（本大题有5小题，27小题10分，28小题5分，29小题8分，30、31小题各6分，共35分）
27．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汶河上，始建于隋代（公元595年﹣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：　 　 。
28．如图展示了一座拱桥的承重结构，请说明拱桥的受力特点及为何古代桥梁常采用此结构。
29．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。实验目标是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。
30.如图为某建筑框架结构示意图，请简述其框架结构的优点及常见应用场景。
31．如图对比了悬索桥与拱桥的荷载传递路径，分析两者在材料利用率和施工成本上的差异。
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