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5.2桥梁的结构与制作 同步练习
一、选择题
1．世界上任何事物都存在结构，不同材料构成的结构其强度各不相同。下列材料最适合用于建造桥梁的支撑结构的是（　　）
A．木材 B．塑料 C．钢材 D．玻璃
2．用同种材料制成相同横截面积、不同截面形状的构件，作为横梁使用时，强度最大的是(　　)
A． B． C． D．
3．小科通过视频号“胜哥课程”学到了许多关于桥梁的知识。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
4．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
5．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
6．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
7．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
8．如图所示为一座桥梁的施工方案示意图。下列分析中，不正确的是（　　）
A．构件M和构件N应具备良好的抗压性能
B．各主要构件都应该具备足够大的横截面积
C．施工中擅自加长桥面可能对桥梁产生不利影响
D．设计中计算最大荷载时应考虑各种可能的受力情况
9．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
10．“胜哥”与同学们在“桥梁模型的制作与探究”的工程实践活动中，选用了如图所示的模型材料，这些材料最适合制作的桥梁模型是（　　）
A．斜拉桥模型
B．拱桥模型
C．桁架桥模型
D．悬索桥模型
11．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
12．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
13．某地一座桥突然整体垮塌，经过调查得知，这次事故主要是因为工程质量问题，主要问题如下：桥的主要受力拱架钢管焊接质量不合格，存在严重缺陷，个别焊缝有陈旧性裂痕；钢管内混凝土抗压强度不足，低于设计标准的 ；连接桥梁、桥面和拱架的拉索、锚具和锚头严重锈蚀。根据材料，下列选项中，不属于该桥坍塌的主要原因是 （　　）
A．组成结构所使用的材料质量太差影响了结构的强度
B．组成结构的各构件之间的连接不合格影响了结构的强度
C．结构形状的设计错误影响了结构的强度
D．结构设计在实施时存在严重的偷工减料现象，影响了结构的强度
14．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
15．如图所示为拱桥在拱顶受到竖直向下的压力时，拱的内部传递压力以及对基座作用力的示意图，其中正确的是 (　　)
A．
B．
C．
D．
16．如图所示，赵州桥是当今世界上现存年代最久，跨度最大的石拱桥，其最大的科学贡献是“敞肩拱”(大拱肩上的小拱)的设计。下列关于“敞肩拱”的描述，错误的是 (　　)
A．从受力特点分析，它属于框架结构
B．节省材料，减轻了桥身的重力
C．加速泄洪，减小洪水对桥身的冲击
D．高超的技术水平充分显示出了我国劳动人民的智慧
17．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
二、填空题
18．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：　 　
19．如图所示为杭州的西兴大桥，又称钱江三桥，是连接杭州老城区与滨江、萧山两区及萧山国际机场的重要通道之一，是一座跨钱塘江的斜拉桥。斜拉桥的索塔一般都建造得很高，多根缆索的一端固定在索塔上，每根缆索的另一端拉着桥的主梁。
（1）与悬索桥相比，斜拉桥的突出优点是　 　
（2）斜拉桥的索塔一般都建造得很高的好处是　 　
（3）索塔的高度并不是无限增加的，因为其高度受到诸多因素影响，请写出索塔建造高度的影响因素：　 　(写出两方面因素即可)。
三、作图题
20．桥梁是一个国家科技水平和综合国力的重要体现。图甲是斜拉桥的结构模型简图，请在图乙中画出斜拉桥的受力图（B点是桥面的重心位置）。
四、实验与探究题
21．如图所示是“胜哥”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”。 “胜哥”用砝码，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。
22．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。
五、综合题
23．在校科技节木桥承重比赛中，小科设计制作了如图所示的桥梁模型，并进行了承重测试。在承重测试中，承重板通过挂钩与电子秤相连。通过往承重容器中不断加入重物来比较不同桥梁的承重能力，直至木桥受损。
温馨提示：该电子秤既可以测质量，也可以测重力。
（1）在承重测试中，往承重容器加入细沙而不是钩码作为重物的优点是　 　。
（2）已知承重板与桥梁的垂直接触面积约为20平方厘米，小科的桥梁下方电子秤悬挂重物的最大重力为150N，不计电子秤、承重板的自重，求该桥梁所能承受的最大压强。(列式计算)
（3）请你说说有哪些方法可以增大桥梁的承重能力 　 　。(说出一条即可)
24．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：　 　 。
25．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；桥梁模型的制作
【解析】【分析】不同材料的强度（抵抗破坏的能力）不同，桥梁支撑结构需要承受较大的荷载，因此材料需具备较高的强度、韧性等力学性能。
【解答】A、木材的强度较低，且易受腐蚀、虫蛀等影响，无法承受桥梁支撑结构所需的大荷载，故该选项错误。
B、塑料的强度和刚度都很低，不能满足桥梁支撑结构的受力要求，故该选项错误。
C、钢材具有较高的强度、韧性和良好的力学性能，能够承受桥梁支撑结构的巨大荷载，故该选项正确。
D、玻璃质地脆，强度低，受外力易破碎，不适合用于建造桥梁的支撑结构，故该选项错误。
故答案为：C。
2．【答案】B
【知识点】桥梁的受力
【解析】【分析】横梁在使用时水平放置，承受竖直方向的力产生形变，采用工字形强度最大。
【解答】工字形截面的上下翼缘距离中性轴更远，材料分布更靠近受力方向，能有效提高抗弯能力。在相同横截面积下，工字形截面的惯性矩 （即 截面抵抗矩 ）最大，因此抗弯性能最佳。可知工字形结构做横梁时，强度最大。
故答案为：B。
3．【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。
4．【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。
5．【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。
6．【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。
7．【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。
8．【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】桥梁的结构类型：1.梁式桥：以梁为主要承重结构，常见的有简支梁桥、连续梁桥等。简支梁桥的梁体两端分别支撑在桥墩或桥台，结构简单；连续梁桥的梁体连续跨越多个桥墩，受力更合理，行车更平稳。
2.拱式桥：利用拱的抗压性能来承重，拱脚处会产生水平推力。如石拱桥，历史悠久，造型美观；现代的钢筋混凝土拱桥和钢管混凝土拱桥，跨度更大，能适应更复杂的地形。
3.悬索桥：通过主缆、吊索将桥面荷载传递到桥塔和锚碇。主缆是主要承重构件，具有跨度大的特点，像我国的港珠澳大桥青州航道桥就采用了悬索桥结构，能满足大跨度通航需求。
4.斜拉桥：由塔柱、斜拉索和主梁组成，斜拉索直接将主梁的荷载传递到塔柱。斜拉桥造型优美，跨越能力较强，例如上海的南浦大桥。
桥梁的制造材料：1.钢材：常用于大跨度桥梁，如悬索桥、斜拉桥的主缆、塔柱、钢梁等。钢材强度高、韧性好，能承受较大的荷载和变形。
2.混凝土：包括普通钢筋混凝土和预应力混凝土。预应力混凝土通过预先施加应力，可有效提高桥梁的抗裂性能和承载能力，广泛应用于梁式桥、拱式桥等。
3.复合材料：如碳纤维复合材料，具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，在一些特殊桥梁（如人行景观桥）的制造中开始尝试应用，未来有望进一步推广。
【解答】A、构件M和构件N在桥梁结构中，主要承受压力。所以它们应具备良好的抗压性能，该选项正确。
B、构件的横截面积并非越大越好。从力学角度看，横截面积过大可能会增加桥梁的自重，还可能造成材料的浪费，并且会影响桥梁整体的结构合理性等。所以“各主要构件都应该具备足够大的横截面积”这种表述错误，该选项不正确。
C、施工中擅自加长桥面，会改变桥梁原有的受力平衡，可能导致桥梁承受的力超出设计范围，对桥梁产生不利影响，该选项正确。
D、设计中计算最大荷载时，考虑各种可能的受力情况，才能保证桥梁在实际使用中安全可靠，该选项正确。
故答案为：B。
9．【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。
10．【答案】C
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】在桥梁模型制作中，不同类型的桥梁结构特点不同，对材料的要求和连接方式也不同。我们需要根据给定的模型材料特点来判断适合制作的桥梁模型。常见的桥梁类型有斜拉桥、拱桥、桁架桥、悬索桥等。斜拉桥主要靠斜拉索将主梁拉住；拱桥利用拱的承压特性；桁架桥由许多直杆通过节点连接组成；悬索桥主要靠悬索承受荷载。
【解答】A、斜拉桥主要依靠斜拉索，给定材料中未体现类似斜拉索的关键部件，A错误。
B、拱桥主要是拱形结构，材料中没有直接能构成典型拱形的部件，B错误。
C、桁架桥由直杆和节点连接组成，给定材料中有直杆 A、斜杆 B 以及多种接口，非常适合搭建桁架桥的结构，C正确。
D、悬索桥主要靠悬索，材料中没有类似悬索的部件，D错误。
故答案为：C。
11．【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。
12．【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。
13．【答案】C
【知识点】建筑结构的功能；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】 组成结构所使用的材料质量太差影响了结构的强度；组成结构的各构件之间的连接不合格影响了结构的强度；结构设计在实施时存在严重的偷工减料现象，影响了结构的强度，故C符合题意，而ABD不合题意。
故选C。
14．【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。
15．【答案】A
【知识点】桥梁的受力
【解析】【分析】 拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分相互挤压结合得更加紧密。拱形受压会产生一个向外推的力，抵住了这个力，拱就能承载很大的重量。抵住拱足，能使拱的形状保持不变，拱就能承载更大的重量。圆顶形可以看成拱形的组合，它有拱形承载压力大的特点，而且不产生向外推的力。
【解答】 拱形承载重量时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分。A中把压力向下和向外传递，故A正确，而BCD错误。
故选A。
16．【答案】A
【知识点】桥梁的受力
【解析】【分析】根据有关结构和受力的知识分析判断。
【解答】 从受力特点分析，它属于壳体结构，故A错误符合题意；
节省材料，减轻了桥身的重力，加速泄洪，故B正确不合题意；
减小洪水对桥身的冲击，故C正确不合题意；
高度的技术水平充分显示出了我国劳动人民的智慧，故D正确不合题意。
故选A。
17．【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。
18．【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。
19．【答案】（1）在荷载作用下的结构形变小，抗风能力强
（2）可以为缆索提供更大的拉力
（3）①过高的索塔会增加建设成本；②过高的索塔增加了施工的难度和风险；③过高的索塔会增加受到的风荷载，可能影响桥梁的稳定性和安全性； ④索塔的高度需要考虑与周围环境的协调和美观性(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
【解析】【分析】（1）斜拉桥与悬索桥的性能差异：斜拉桥在荷载作用下结构形变小，抗风能力强，这是其相比悬索桥的突出优点，因为斜拉桥的缆索分布更密集，对主梁的约束更强。
（2）斜拉桥索塔高度的力学作用：索塔造得很高，能增大缆索与索塔的夹角，从而为缆索提供更大的拉力，更有效地分担主梁的荷载，提升桥梁的承载性能。
（3）索塔高度的影响因素：索塔高度受建设成本、施工难度与风险、风荷载对桥梁稳定性的影响、与周围环境的协调性和美观性等因素制约。过高的索塔会增加建设成本，提升施工难度和风险，加大风荷载影响桥梁稳定性，还需考虑与周边环境的协调美观。
【解答】（1）斜拉桥的拉索直接连接索塔与主梁，对主梁的支撑更直接，整体结构刚度大于悬索桥（悬索桥主缆柔性大，变形相对明显），因此斜拉桥抗风稳定性更优，主梁变形更小；
（2）索塔越高，拉索与水平面的倾斜角越大；根据力的分解，拉索拉力可分解为竖直分力（承担主梁竖向荷载）和水平分力（对主梁的水平作用）；倾斜角越大，竖直分力占比越大、水平分力越小，从而降低拉索的张力需求或减小对主梁的水平作用，优化结构受力；
（3）①过高的索塔会增加建设成本；
②过高的索塔增加了施工的难度和风险；
③过高的索塔会增加受到的风荷载，可能影响桥梁的稳定性和安全性；
④索塔的高度需要考虑与周围环境的协调和美观性(合理即可)
20．【答案】。
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁的受力
【解析】【分析】首先，应弄清力的大小、方向、作用点，然后从力的作用点开始，沿力的方向画一条线段，在线段末端画上箭头，在箭头旁标明该力的字母符号，在同一图上画几个力的示意图时，力越大线段应越长，大小相同的力线段长度应相等，据以上分析解答。
【解答】 重力G：桥面受到竖直向下的重力，作用点在重心B点；拉索的拉力F1：拉索对B点有沿拉索方向指向桥塔的拉力；在图乙中，从B点竖直向下画一条带箭头的线段，标注为G，表示重力；从B点沿拉索方向指向桥塔画一条带箭头的线段，标注为F1，表示拉索的拉力；图示如下：
21．【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。
22．【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。
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁的受力
【解析】【分析】（1）根据图2信息进行分析；
（2）根据探究实验要采用控制变量的方法来分析；
（3）根据图3信息提出问题的猜想。
【解答】（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。
23．【答案】（1）可以连续改变重力大小
（2）根据压力等于重力，即F=G=mg=15kg×10N/kg=150N；
压强；
（3）适当增加材料的横截面积
【知识点】压强的大小及其计算；压力的作用效果；桥梁模型的制作
【解析】【分析】（1）根据沙子可以连续改变重力大小分析；
（2）根据压力等于重力，结合压强公式分析；
（3）根据材料的横截面积影响承重能力分析。
【解答】 （1）往承重容器加入细沙而不是钩码作为重物，优点是沙子可以连续改变重力大小，便于准确确定最大承重；
（2）根据压力等于重力，即F=G=mg=15kg×10N/kg=150N；
压强；
（3）根据材料的横截面积影响承重能力，因而可以适当增加材料的横截面积。
24．【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）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）。
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作；桥梁的受力
【解析】【分析】（1）拱桥的结构特点：拱桥是以拱作为桥身主要承重结构的桥梁类型，拱结构能将荷载向两侧传递，从而承受较大的压力。
（2）赵州桥的 “敞肩拱” 结构：“敞肩拱” 指在大拱的两肩各设两个小拱的结构形式。其意义在于从多个方面优化桥梁性能，如增加泄洪能力，减轻洪水对桥身的冲击；减轻桥身重量，节省石材；增强桥的稳定性，分散荷载等。
（3）浙江省内的石拱桥实例：石拱桥是用石材建造的拱形桥梁，浙江省内有诸多具有代表性的石拱桥，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。
25．【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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