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【浙教版】科学八上第5章 建筑结构与工程 章末复习 基础巩固卷
一、选择题（每题3分，共48分）
1．2024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 1 055 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】结构受力与形变
【解析】【分析】三角形是所有几何形状中最坚固稳定的结构，因此三角形结构的稳定性在生产和生活中很常见。
【解答】如题图所示的榕山长江大桥桥面上的斜拉钢缆与桥面呈三角形结构，这是利用了三角形具有稳定性，故只有B选项正确。
故答案为：B。
2．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。
3．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，主梁受弯曲 B．缆索受拉，主梁受压
C．索塔受压，桥墩受剪切 D．索塔受压受弯曲，桥墩受压
【答案】D
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁的受力
【解析】【分析】根据斜拉桥的受力特点进行分析，其由承受拉力的桥塔、拉索和主梁体构成。
【解答】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，主梁受弯曲，桥墩受压，索塔受压受弯曲，缆索受拉，故D合理。
故答案为：D。
4．返回舱(如图所示)又称座舱，它是航天员的“驾驶室”。是航天员往返太空时乘坐的舱段。返回舱的主体结构类型属于 (　　)
A．壳体结构 B．实体结构 C．框架结构 D．桁架结构
【答案】A
【知识点】建筑结构及其分类
【解析】【分析】（1）壳体结构是指层状的结构，它的受力特点是把力均匀地分散到整个结构表面，比如头盔、汽车外壳等。
（2）实体结构是指结构本身是实心的，能承受较大的外力，如大坝、纪念碑等。
（3）框架结构是由梁、柱等构件通过一定的连接方式组成的结构，如建筑的框架、自行车车架等。
（4）桁架结构是由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的结构，具有重量轻、强度高的特点，如桥梁的桁架部分等。
【解答】A、返回舱的主体结构是层状的，能够将外力均匀地分散到整个结构表面，符合壳体结构的特点，故该选项正确。
B、返回舱主体不是实心的，不符合实体结构的定义，故该选项错误。
C、返回舱主体不是由梁、柱等构件组成的框架形式，不符合框架结构的特点，故该选项错误。
D、返回舱主体不是由杆件通过特定连接方式组成的桁架形式，不符合桁架结构的特点，故该选项错误。
故答案为：A。
5．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。
6．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。
7．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F1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。
8．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
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】（1）桥梁的分类依据是结构受力特点，梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等是根据其受力结构形式来划分的，而非外观形状。
（2）桁架结构的稳定性：桁架中的斜杆通过形成三角形结构来增强稳定性，对桁架的稳定性起决定作用；横杆和竖杆主要起传递力的作用，稳定性贡献不如斜杆。另外，桥梁荷载包括自身重量、车辆行人重量、风荷载、地震荷载等；主梁受荷载时上侧压缩、下侧拉伸。
【解答】A、桥梁分类依据是结构受力特点，不是外观形状，故该选项错误。
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，故该选项错误。
C、主梁受荷载时上侧压缩、下侧拉伸，不是上下均拉伸，故该选项错误。
D、桁架中斜杆形成三角形结构，对稳定性起决定作用，故该选项正确。
故答案为：D。
9．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
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】根据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，以此验证结构强度来分析。
【解答】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。
故答案为：B。
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．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。
13．斜拉桥的荷载通过缆索传至索塔，再通过索塔传至桥的基座。如图所示，从左到右四根缆索，对主梁的支承效果索塔最好的是（　　）
A．第1根 B．第2根 C．第3根 D．第4根
【答案】A
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】斜拉桥缆索的受力特点：斜拉桥中，缆索与索塔的夹角越大，缆索对主梁的支承效果越好，因为夹角大时，缆索能更有效地将主梁的荷载传递到索塔，从而增强支承能力。
【解答】A、第 1 根缆索与索塔的夹角最大，能更有效地将主梁荷载传递到索塔，支承效果最好，故该选项正确。
B、第 2 根缆索与索塔的夹角小于第 1 根，支承效果不如第 1 根，故该选项错误。
C、第 3 根缆索与索塔的夹角小于第 1 根，支承效果不如第 1 根，故该选项错误。
D、第 4 根缆索与索塔的夹角最小，支承效果最差，故该选项错误。
故答案为：A。
14．（2025七上·永康月考）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
【知识点】建筑结构及其分类；结构受力与形变
【解析】【分析】在结构设计中，材料的抗弯曲能力会影响结构的稳固性，抗弯曲能力越强（即下弯距离越小）的材料，制成的结构越稳固。
【解答】 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M的抗弯强度更好，应优先选用木料M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；
故答案为：C。
15．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
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】根据对我国桥梁的建设情况、材料等知识分析判断。
【解答】 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正确不合题意；
B.钢材是现代桥梁最重要的建筑材料，故B正确不合题意；
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。
16．室内落地晒衣架具有晾晒容量大、稳定、可折叠等特点，其实用性满足全家晾晒需求。晒衣架如图所示(对称位置杆件标号相同)。当杆件1上晒上衣物被褥等物品时，下列针对各杆件受力变形的分析中，正确的是 (　　)
A．杆件1受弯曲，杆件2受拉伸，杆件3受压缩
B．杆件1受弯曲，杆件2受压缩，杆件3受压缩
C．杆件1受拉伸，杆件2受压缩，杆件3受拉伸
D．杆件1受压缩，杆件2受拉伸，杆件3受拉伸
【答案】C
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【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】当杆件1上晒上衣物被褥等物品时，杆件1受拉伸，杆件2受压缩，杆件3受拉伸，所以选项C符合题意。
故答案为：C。
二、填空题（每空3分，共36分）
17．三角形结构的最大优点是具有　 　，而四边形结构容易　 　。
【答案】稳定性；变形（或不稳定）
【知识点】建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）三角形稳定性的概念：三角形的三边长度确定后，其形状和大小就固定不变，这种特性称为三角形的稳定性，这使得三角形结构在承受外力时不易变形，在建筑、机械等领域广泛应用
（2）四边形结构的特性：四边形的边长确定后，其形状仍可改变，容易发生变形（即具有不稳定性），比如生活中的伸缩门就是利用了四边形的不稳定性。
【解答】三角形结构的最大优点是具有稳定性，因为三角形的三边一旦确定，形状和大小就固定，能承受外力而不易变形；而四边形结构容易变形（或不稳定），因为四边形的边长确定后，形状仍可改变，在外力作用下易发生形变。
18． 为减少地震危害，建筑师设计了抗震建筑物，如图所示。读图并回答问题。
（1） 如图所示的两种设计中，属于抗震建筑物的是　 　的楼房。
（2） 在抗震楼房中，起抗震作用的关键设计是　 　。
【答案】（1）基础隔离
（2）基础隔离支架
【知识点】地震的预报和防范；建筑结构的功能
【解析】【分析】抗震建筑物是指在设计和建造过程中采取了一系列特殊技术和措施，使其能够在地震发生时有效抵御地震力的破坏，保障人员安全和建筑物结构稳定的建筑物。
【解答】（1）基础隔离技术是一种有效的抗震设计手段，通过在建筑物基础与上部结构之间设置隔离层，如橡胶隔震支座等，当地震发生时，隔离层可以吸收和耗散地震能量，减小地震对上部建筑物的影响，从而提高建筑物的抗震能力，所以属于抗震建筑物的是采用基础隔离设计的楼房。
（2）在抗震楼房中，起抗震作用的关键设计是 “基础隔离支架”，通常也称为橡胶隔震支座或隔震装置。其工作原理是在地震时，利用橡胶等材料的弹性变形和阻尼特性，将地震传来的能量进行隔离和耗散，使建筑物的上部结构在地震中只产生相对较小的位移和振动，如同在建筑物底部安装了一个 “减震垫”，大大降低了地震对建筑物的破坏作用，从而达到抗震的目的。
19．如图所示，按照桥梁的结构和受力特点，请在下面的横线上写出这几种桥梁的类别名称。
　 　　 　　 　　 　
【答案】梁式桥；斜拉桥；拱桥；悬索桥
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】（1）梁式桥的结构和受力特点：梁式桥是以梁为主要承重结构，通过梁的弯曲来承受荷载，荷载由梁传递到桥墩。
（2）斜拉桥的结构和受力特点：斜拉桥由主梁、斜拉索和桥塔组成，斜拉索一端连接桥塔，一端连接主梁，通过斜拉索的拉力来分担主梁的荷载。
（3）拱桥的结构和受力特点：拱桥的主要承重结构是拱圈，荷载通过拱圈传递，拱圈受压，能将荷载向两侧的桥台传递。
（4）悬索桥的结构和受力特点：悬索桥以悬索为主要承重结构，悬索两端固定在桥塔上，通过吊索将主梁悬挂在悬索上，荷载由悬索传递到桥塔和锚碇。
【解答】1其结构特点是桥跨结构主要承受弯矩，符合梁桥的特征，所以此处应填梁式桥。
2结合了梁桥和悬索桥的特点，是斜拉桥，斜拉桥由梁、塔、索三种基本构件组成，所以此处应填斜拉桥。
3桥身呈拱形，主要承受压力，这是拱桥的典型特征，所以此处应填拱桥。
4有高耸的塔架和悬挂的钢索，以悬索作为主要承重结构，属于悬索桥，所以此处应填悬索桥。
20．建筑结构受力与形变。
（1）建筑构件受力时发生形变的类型：　 　、　 　、　 　等。
（2）构件形变的作用：构件通过　 　来抵抗力的作用。三种典型构件受力与形变的特点。
横梁 横梁呈水平放置，承受竖直方向的力的作用时，发生的形变是弯曲，横梁弯曲时有些部位被压缩，有些部位被拉伸
三角形桁架 三角形桁架结构是由杆件连接成三角形的一种空间结构。三角形桁架受力时，构成三角形三条边的杆件有的被压缩，有的被拉伸
弧形拱 弧形拱构件的顶部受到向下的压力时，拱的各个部分都被压缩
【答案】（1）拉伸；压缩；弯曲
（2）形变
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）建筑构件受力形变类型：建筑构件在受到力的作用时，会发生不同类型的形变，常见的有拉伸形变（构件受到拉力，长度发生伸长的形变）、压缩形变（构件受到压力，长度发生缩短的形变）、弯曲形变（构件受到使其弯曲的力，发生弯曲的形变）等。
（2）构件形变的作用：构件通过发生形变来抵抗外力的作用，不同的构件在受力时，形变特点不同，从而起到承受和传递力的效果。
【解答】（1）建筑构件受力时发生形变的类型有拉伸、压缩、弯曲等。
（2）构件通过形变来抵抗力的作用。
三、实验与探究题（共3题，共36分）
21．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)。
（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
【知识点】桥梁模型的制作
【解析】【分析】结构稳定性试验要找到桥梁模型最不稳定的位置挂重物，翻到前一次重物的重量即是桥梁模型稳定的最大荷载。
【解答】 （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。
22．如图甲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，请设计简易实验方案，并回答下列问题。
（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　 　(填序号，下同)。
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　 　。
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）将桥梁模型放置在平整的桌面上，如图所示，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）①③
（3）①④
【知识点】桥梁模型的制作
【解析】【分析】（1）要确定最大载荷，可以不断加载重，直至模型发生翻转，翻转前的砝码的总质量即为 最大载荷。
（2）根据提高稳定性的方法有降低重心、增大支撑面等方式进行分析判断。
（3）根据提高强度的方法有改变材料、改变连接方式、改变结构形状等方式进行分析判断。
【解答】（1）确定模型不发生翻转时所能承受的最大载荷的方法： 将桥梁模型放置在平整的桌面上，如图所示，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）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易翻转。
故答案为：①③。
(3)提高强度的方法有改变材料、改变连接方式、改变结构形状等。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，故错误。
故答案为：①④。
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：
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。
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。
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。
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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】（1）6
（2）材料
（3）材料强度
（4）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）。
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作；桥梁的受力；搭建人行浮桥
【解析】【分析】（1）根据木条成本及胶水成本来分析；
（2）根据用木条做主要原料进行测试桥梁的承受荷载的目的来分析；
（3）根据凤梨对桥梁的稳定性的影响来分析；
（4）从材料、结构方面来分析。
【解答】（1）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；
（2）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；
（3）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；
（4）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。
四、综合题（共4题，共40分）
24．将下列各种类型的桥梁图片与对应的名称连线。
【答案】
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】常见的桥梁按受力特点分：有梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥和组合体系桥，根据图片中桥的特点分析即可。
【解答】从左到右依次标记为1、2、3、4。
斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索三部分组成，则1为斜拉桥；
悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材，则2为悬索桥；
梁式桥是由桥跨的承载结构由梁组成，则3为梁式桥；
拱桥能够跨越较大的距离， 桥面下由桥拱，则4为拱桥。
如下图所示：
25．如图所示，乌鲁木齐的国际大巴扎建筑独具民族特色，根据建筑的结构形态，从整体上看它是什么结构 从局部来看呢
【答案】从整体上看：该建筑为复合结构。
从局部看：柱子、墙体——实体结构，屋顶——壳体结构
【知识点】建筑结构及其分类
【解析】【分析】 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列，结构多种多样且决定着事物存在的性质及功能。
【解答】 如图，乌鲁木齐的国际大巴扎建筑独具民族特色，根据建筑的结构形态，从整体上看它是复合结构。从局部来看柱子，墙体：实体结构，屋顶：壳体结构。
26．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）角柱体
（2）用料少、空间利用率高
（3）航天飞机、宇宙飞船等航天器
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）蜂窝结构的形态：蜂窝的每个蜂房是角柱体形状，这种形状能让每个蜂房被其他蜂房包围，形成紧凑的拓扑结构。
（2）蜂窝结构的力学与空间性能：蜂窝结构用料少，空间利用率高，这是其几何力学性能优秀的体现，能在节省材料的同时最大化利用空间。
【解答】（1）蜂窝的每一个蜂房都是正六边形形状的，正六边形可以在平面上紧密排列，使得每一个蜂房都被其他蜂房包围；
（2）蜂窝这种结构最突出的优点是能够以最少的材料获得最大的空间，并且具有良好的稳定性。从几何角度看，正六边形的排列方式在覆盖二维平面时，材料的利用率最高；从力学角度，其结构能均匀地分散压力，具有较好的稳定性；
（3）蜂窝结构的新型材料在缓冲吸能等方面有优势，可应用于航天飞机、宇宙飞船等航天器，提升其性能。
27．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____。
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____。
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____。
A． B．
C． D．
【答案】（1）B
（2）D
（3）C
（4）C
【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】壳体结构：层状的结构，由若干块薄板组成，薄板做成具有曲面轮廓的外形，看起来造型轻巧而优雅。在壳体结构中，其拱形曲面可以把受到的力均匀分散在结构体的各个部分，这种结构能承受较大的力，使结构更坚固。
【解答】(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。
故答案为：B。
(2)鸡蛋壳属于壳体结构，握在手中不易损坏。
故答案为：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。
故答案为：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。故答案为：C。
1 / 1【浙教版】科学八上第5章 建筑结构与工程 章末复习 基础巩固卷
一、选择题（每题3分，共48分）
1．2024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 1 055 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
2．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
3．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，主梁受弯曲 B．缆索受拉，主梁受压
C．索塔受压，桥墩受剪切 D．索塔受压受弯曲，桥墩受压
4．返回舱(如图所示)又称座舱，它是航天员的“驾驶室”。是航天员往返太空时乘坐的舱段。返回舱的主体结构类型属于 (　　)
A．壳体结构 B．实体结构 C．框架结构 D．桁架结构
5．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
6．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
7．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F1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．
8．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
9．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
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．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
13．斜拉桥的荷载通过缆索传至索塔，再通过索塔传至桥的基座。如图所示，从左到右四根缆索，对主梁的支承效果索塔最好的是（　　）
A．第1根 B．第2根 C．第3根 D．第4根
14．（2025七上·永康月考）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．
15．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
16．室内落地晒衣架具有晾晒容量大、稳定、可折叠等特点，其实用性满足全家晾晒需求。晒衣架如图所示(对称位置杆件标号相同)。当杆件1上晒上衣物被褥等物品时，下列针对各杆件受力变形的分析中，正确的是 (　　)
A．杆件1受弯曲，杆件2受拉伸，杆件3受压缩
B．杆件1受弯曲，杆件2受压缩，杆件3受压缩
C．杆件1受拉伸，杆件2受压缩，杆件3受拉伸
D．杆件1受压缩，杆件2受拉伸，杆件3受拉伸
二、填空题（每空3分，共36分）
17．三角形结构的最大优点是具有　 　，而四边形结构容易　 　。
18． 为减少地震危害，建筑师设计了抗震建筑物，如图所示。读图并回答问题。
（1） 如图所示的两种设计中，属于抗震建筑物的是　 　的楼房。
（2） 在抗震楼房中，起抗震作用的关键设计是　 　。
19．如图所示，按照桥梁的结构和受力特点，请在下面的横线上写出这几种桥梁的类别名称。
　 　　 　　 　　 　
20．建筑结构受力与形变。
（1）建筑构件受力时发生形变的类型：　 　、　 　、　 　等。
（2）构件形变的作用：构件通过　 　来抵抗力的作用。三种典型构件受力与形变的特点。
横梁 横梁呈水平放置，承受竖直方向的力的作用时，发生的形变是弯曲，横梁弯曲时有些部位被压缩，有些部位被拉伸
三角形桁架 三角形桁架结构是由杆件连接成三角形的一种空间结构。三角形桁架受力时，构成三角形三条边的杆件有的被压缩，有的被拉伸
弧形拱 弧形拱构件的顶部受到向下的压力时，拱的各个部分都被压缩
三、实验与探究题（共3题，共36分）
21．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)。
（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
22．如图甲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，请设计简易实验方案，并回答下列问题。
（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　 　(填序号，下同)。
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　 　。
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
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：
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。
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。
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。
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
四、综合题（共4题，共40分）
24．将下列各种类型的桥梁图片与对应的名称连线。
25．如图所示，乌鲁木齐的国际大巴扎建筑独具民族特色，根据建筑的结构形态，从整体上看它是什么结构 从局部来看呢
26．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：
　 　
27．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____。
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____。
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____。
A． B．
C． D．
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】结构受力与形变
【解析】【分析】三角形是所有几何形状中最坚固稳定的结构，因此三角形结构的稳定性在生产和生活中很常见。
【解答】如题图所示的榕山长江大桥桥面上的斜拉钢缆与桥面呈三角形结构，这是利用了三角形具有稳定性，故只有B选项正确。
故答案为：B。
2．【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。
3．【答案】D
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁的受力
【解析】【分析】根据斜拉桥的受力特点进行分析，其由承受拉力的桥塔、拉索和主梁体构成。
【解答】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，主梁受弯曲，桥墩受压，索塔受压受弯曲，缆索受拉，故D合理。
故答案为：D。
4．【答案】A
【知识点】建筑结构及其分类
【解析】【分析】（1）壳体结构是指层状的结构，它的受力特点是把力均匀地分散到整个结构表面，比如头盔、汽车外壳等。
（2）实体结构是指结构本身是实心的，能承受较大的外力，如大坝、纪念碑等。
（3）框架结构是由梁、柱等构件通过一定的连接方式组成的结构，如建筑的框架、自行车车架等。
（4）桁架结构是由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的结构，具有重量轻、强度高的特点，如桥梁的桁架部分等。
【解答】A、返回舱的主体结构是层状的，能够将外力均匀地分散到整个结构表面，符合壳体结构的特点，故该选项正确。
B、返回舱主体不是实心的，不符合实体结构的定义，故该选项错误。
C、返回舱主体不是由梁、柱等构件组成的框架形式，不符合框架结构的特点，故该选项错误。
D、返回舱主体不是由杆件通过特定连接方式组成的桁架形式，不符合桁架结构的特点，故该选项错误。
故答案为：A。
5．【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。
6．【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。
7．【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。
8．【答案】D
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】（1）桥梁的分类依据是结构受力特点，梁式桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等是根据其受力结构形式来划分的，而非外观形状。
（2）桁架结构的稳定性：桁架中的斜杆通过形成三角形结构来增强稳定性，对桁架的稳定性起决定作用；横杆和竖杆主要起传递力的作用，稳定性贡献不如斜杆。另外，桥梁荷载包括自身重量、车辆行人重量、风荷载、地震荷载等；主梁受荷载时上侧压缩、下侧拉伸。
【解答】A、桥梁分类依据是结构受力特点，不是外观形状，故该选项错误。
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，故该选项错误。
C、主梁受荷载时上侧压缩、下侧拉伸，不是上下均拉伸，故该选项错误。
D、桁架中斜杆形成三角形结构，对稳定性起决定作用，故该选项正确。
故答案为：D。
9．【答案】B
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】根据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，以此验证结构强度来分析。
【解答】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。
故答案为：B。
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】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。
13．【答案】A
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】斜拉桥缆索的受力特点：斜拉桥中，缆索与索塔的夹角越大，缆索对主梁的支承效果越好，因为夹角大时，缆索能更有效地将主梁的荷载传递到索塔，从而增强支承能力。
【解答】A、第 1 根缆索与索塔的夹角最大，能更有效地将主梁荷载传递到索塔，支承效果最好，故该选项正确。
B、第 2 根缆索与索塔的夹角小于第 1 根，支承效果不如第 1 根，故该选项错误。
C、第 3 根缆索与索塔的夹角小于第 1 根，支承效果不如第 1 根，故该选项错误。
D、第 4 根缆索与索塔的夹角最小，支承效果最差，故该选项错误。
故答案为：A。
14．【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】在结构设计中，材料的抗弯曲能力会影响结构的稳固性，抗弯曲能力越强（即下弯距离越小）的材料，制成的结构越稳固。
【解答】 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M的抗弯强度更好，应优先选用木料M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；
故答案为：C。
15．【答案】D
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】根据对我国桥梁的建设情况、材料等知识分析判断。
【解答】 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正确不合题意；
B.钢材是现代桥梁最重要的建筑材料，故B正确不合题意；
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。
16．【答案】C
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【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】当杆件1上晒上衣物被褥等物品时，杆件1受拉伸，杆件2受压缩，杆件3受拉伸，所以选项C符合题意。
故答案为：C。
17．【答案】稳定性；变形（或不稳定）
【知识点】建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）三角形稳定性的概念：三角形的三边长度确定后，其形状和大小就固定不变，这种特性称为三角形的稳定性，这使得三角形结构在承受外力时不易变形，在建筑、机械等领域广泛应用
（2）四边形结构的特性：四边形的边长确定后，其形状仍可改变，容易发生变形（即具有不稳定性），比如生活中的伸缩门就是利用了四边形的不稳定性。
【解答】三角形结构的最大优点是具有稳定性，因为三角形的三边一旦确定，形状和大小就固定，能承受外力而不易变形；而四边形结构容易变形（或不稳定），因为四边形的边长确定后，形状仍可改变，在外力作用下易发生形变。
18．【答案】（1）基础隔离
（2）基础隔离支架
【知识点】地震的预报和防范；建筑结构的功能
【解析】【分析】抗震建筑物是指在设计和建造过程中采取了一系列特殊技术和措施，使其能够在地震发生时有效抵御地震力的破坏，保障人员安全和建筑物结构稳定的建筑物。
【解答】（1）基础隔离技术是一种有效的抗震设计手段，通过在建筑物基础与上部结构之间设置隔离层，如橡胶隔震支座等，当地震发生时，隔离层可以吸收和耗散地震能量，减小地震对上部建筑物的影响，从而提高建筑物的抗震能力，所以属于抗震建筑物的是采用基础隔离设计的楼房。
（2）在抗震楼房中，起抗震作用的关键设计是 “基础隔离支架”，通常也称为橡胶隔震支座或隔震装置。其工作原理是在地震时，利用橡胶等材料的弹性变形和阻尼特性，将地震传来的能量进行隔离和耗散，使建筑物的上部结构在地震中只产生相对较小的位移和振动，如同在建筑物底部安装了一个 “减震垫”，大大降低了地震对建筑物的破坏作用，从而达到抗震的目的。
19．【答案】梁式桥；斜拉桥；拱桥；悬索桥
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】（1）梁式桥的结构和受力特点：梁式桥是以梁为主要承重结构，通过梁的弯曲来承受荷载，荷载由梁传递到桥墩。
（2）斜拉桥的结构和受力特点：斜拉桥由主梁、斜拉索和桥塔组成，斜拉索一端连接桥塔，一端连接主梁，通过斜拉索的拉力来分担主梁的荷载。
（3）拱桥的结构和受力特点：拱桥的主要承重结构是拱圈，荷载通过拱圈传递，拱圈受压，能将荷载向两侧的桥台传递。
（4）悬索桥的结构和受力特点：悬索桥以悬索为主要承重结构，悬索两端固定在桥塔上，通过吊索将主梁悬挂在悬索上，荷载由悬索传递到桥塔和锚碇。
【解答】1其结构特点是桥跨结构主要承受弯矩，符合梁桥的特征，所以此处应填梁式桥。
2结合了梁桥和悬索桥的特点，是斜拉桥，斜拉桥由梁、塔、索三种基本构件组成，所以此处应填斜拉桥。
3桥身呈拱形，主要承受压力，这是拱桥的典型特征，所以此处应填拱桥。
4有高耸的塔架和悬挂的钢索，以悬索作为主要承重结构，属于悬索桥，所以此处应填悬索桥。
20．【答案】（1）拉伸；压缩；弯曲
（2）形变
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）建筑构件受力形变类型：建筑构件在受到力的作用时，会发生不同类型的形变，常见的有拉伸形变（构件受到拉力，长度发生伸长的形变）、压缩形变（构件受到压力，长度发生缩短的形变）、弯曲形变（构件受到使其弯曲的力，发生弯曲的形变）等。
（2）构件形变的作用：构件通过发生形变来抵抗外力的作用，不同的构件在受力时，形变特点不同，从而起到承受和传递力的效果。
【解答】（1）建筑构件受力时发生形变的类型有拉伸、压缩、弯曲等。
（2）构件通过形变来抵抗力的作用。
21．【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
【知识点】桥梁模型的制作
【解析】【分析】结构稳定性试验要找到桥梁模型最不稳定的位置挂重物，翻到前一次重物的重量即是桥梁模型稳定的最大荷载。
【解答】 （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。
22．【答案】（1）将桥梁模型放置在平整的桌面上，如图所示，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）①③
（3）①④
【知识点】桥梁模型的制作
【解析】【分析】（1）要确定最大载荷，可以不断加载重，直至模型发生翻转，翻转前的砝码的总质量即为 最大载荷。
（2）根据提高稳定性的方法有降低重心、增大支撑面等方式进行分析判断。
（3）根据提高强度的方法有改变材料、改变连接方式、改变结构形状等方式进行分析判断。
【解答】（1）确定模型不发生翻转时所能承受的最大载荷的方法： 将桥梁模型放置在平整的桌面上，如图所示，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）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易翻转。
故答案为：①③。
(3)提高强度的方法有改变材料、改变连接方式、改变结构形状等。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，故错误。
故答案为：①④。
23．【答案】（1）6
（2）材料
（3）材料强度
（4）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）。
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作；桥梁的受力；搭建人行浮桥
【解析】【分析】（1）根据木条成本及胶水成本来分析；
（2）根据用木条做主要原料进行测试桥梁的承受荷载的目的来分析；
（3）根据凤梨对桥梁的稳定性的影响来分析；
（4）从材料、结构方面来分析。
【解答】（1）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；
（2）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；
（3）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；
（4）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。
24．【答案】
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】常见的桥梁按受力特点分：有梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥和组合体系桥，根据图片中桥的特点分析即可。
【解答】从左到右依次标记为1、2、3、4。
斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索三部分组成，则1为斜拉桥；
悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材，则2为悬索桥；
梁式桥是由桥跨的承载结构由梁组成，则3为梁式桥；
拱桥能够跨越较大的距离， 桥面下由桥拱，则4为拱桥。
如下图所示：
25．【答案】从整体上看：该建筑为复合结构。
从局部看：柱子、墙体——实体结构，屋顶——壳体结构
【知识点】建筑结构及其分类
【解析】【分析】 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列，结构多种多样且决定着事物存在的性质及功能。
【解答】 如图，乌鲁木齐的国际大巴扎建筑独具民族特色，根据建筑的结构形态，从整体上看它是复合结构。从局部来看柱子，墙体：实体结构，屋顶：壳体结构。
26．【答案】（1）角柱体
（2）用料少、空间利用率高
（3）航天飞机、宇宙飞船等航天器
【知识点】建筑结构及其分类；建筑结构的功能
【解析】【分析】（1）蜂窝结构的形态：蜂窝的每个蜂房是角柱体形状，这种形状能让每个蜂房被其他蜂房包围，形成紧凑的拓扑结构。
（2）蜂窝结构的力学与空间性能：蜂窝结构用料少，空间利用率高，这是其几何力学性能优秀的体现，能在节省材料的同时最大化利用空间。
【解答】（1）蜂窝的每一个蜂房都是正六边形形状的，正六边形可以在平面上紧密排列，使得每一个蜂房都被其他蜂房包围；
（2）蜂窝这种结构最突出的优点是能够以最少的材料获得最大的空间，并且具有良好的稳定性。从几何角度看，正六边形的排列方式在覆盖二维平面时，材料的利用率最高；从力学角度，其结构能均匀地分散压力，具有较好的稳定性；
（3）蜂窝结构的新型材料在缓冲吸能等方面有优势，可应用于航天飞机、宇宙飞船等航天器，提升其性能。
27．【答案】（1）B
（2）D
（3）C
（4）C
【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】壳体结构：层状的结构，由若干块薄板组成，薄板做成具有曲面轮廓的外形，看起来造型轻巧而优雅。在壳体结构中，其拱形曲面可以把受到的力均匀分散在结构体的各个部分，这种结构能承受较大的力，使结构更坚固。
【解答】(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。
故答案为：B。
(2)鸡蛋壳属于壳体结构，握在手中不易损坏。
故答案为：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。
故答案为：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。故答案为：C。
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