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八上科学【必刷项目化试题】【工程实践类试题】专题8 设计制作桥梁模型
浙江省各地期末真题汇编
一、选择题
1．科技兴趣小组进行“桥梁模型的制作与探究”的工程实践活动(如图)。下列有关说法正确的是（　　）
A．该桥梁模型属于斜拉桥
B．斜杆利于增强桥梁稳定性
C．撤去竖杆不影响桥梁承重能力
D．承重测试时，桥梁发生形变就停止测试
2． 如图为某实践小组用木条与强力胶水制作的屋盖结构模型，有很大的承重能力。从结构上看，它属于（　　）
A．实体结构 B．壳体结构 C．框架结构 D．蜂窝结构
3．在设计桥梁时，我们首先要考虑的是承重能力。下列因素中，与桥面的承重能力关系不大的是（ ）
A．桥面跨度 B．桥墩高度 C．桥墩数量 D．桥面宽度
4．下面的桥梁中，属于梁式桥的是（　　）
A．云南建水双龙桥B．广东琶洲大桥
C．广西鹧鸪江大桥D．贵州北盘江大桥
5．如图所示为某悬索桥的结构示意图，下列关于该桥各构件主要受力形式分析不正确的是（　　）
A．设计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
二、实验与探究题
6．在学校科技节的“纸桥承重”比赛中，同学们利用纸张设计并制作了不同结构的纸桥。
（1）图甲的纸桥应用了大量三角形结构，主要是为了提高桥的　 　性。
（2）比赛前需测量纸桥自身质量(不超过50g)，小科准备自制弹簧测力计。他测试了三根弹簧，得到如图乙所示的 F-L关系图像。若要在已标刻度线的面板上制作精确度最高的测力计，应选用弹簧　 　(选填“A”、“B”或“C”) 。
（3）比赛时，通过在纸桥上逐渐堆放物品来测试承重极限。有同学建议将原本使用的科学作业本改为细沙，这样做的好处是　 　。
7．某兴趣小组设计了一座简易桥梁模型 (如图甲所示)。现在要对该模型进行稳定性测试，实验方案如图乙所示，他们利用铁块、托盘天平、刻度尺等器材进行如下测试：
步骤Ⅰ：将桥梁模型放置在水平的桌面上。
步骤Ⅱ：在桥梁的右侧最远端逐渐叠加铁块(每个铁块质量为 m)，直到桥梁模型发生翻转，记录此时铁块总质量为M。
（1）请写出该桥梁模型稳定性好坏的判断依据　 　。
（2）科学上，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”，即为 M'。通过上述实验可以推断，稳定值M'取值范围为　 　(用M、m表示)。
（3）如果要提高桥梁模型的稳定性，可以采取的措施是：　 　。
①两端增加桥墩； ②减小桥面宽度； ③增加桥梁两端伸出部分的长度。
8．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。
9．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。
（7）小典和同学设计并制作了一个纸桥梁模型检测他们的方案，他们用纸代替钢材，把同样大小的纸条折成了不同的形状，并进行承重能力的检测。
钢条结构 圆筒钢条 L形钢条 U形钢条 扁平钢条
承重能力（垫片数） 5 1 3 0
根据上表承重能力的检测情况，你觉得他们应该选用的钢材是 ____ （填字母，下同）。
A．圆筒钢条 B．扁平钢条 C．L形钢条 D．U形钢条
（8）各小组测试小桥模型时，采用的评估方式应该是 ____ 。
A．小组自评 B．小组间互评
C．不仅自评，小组间还要互评 D．老师主观评价
（9）在整个建桥活动中，我们对做好一项工程有了很多新的认识。下列认识中，错误的是 ____ 。
A．工程的关键是设计，设计是需要不断改进往复的过程，直至满足建造的要求
B．工程的建设离不开技术，两者相互影响又相互促进
C．工程建设具有复杂性，制作模型可以和设计方案有些许不一致
D．制作模型是工程设计中的重要环节
10．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。
11．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
12．（一）小明和同伴要共同设计建造 一座“桥”。要求“桥能跨越35 cm宽的峡谷，桥面宽度大于10 cm，能承重200g的车辆”。图甲是他们设计的结构图。
（1）设计中，如果小明将桥面宽度增加到20cm，那么桥面的承重能力 (　　)
A．保持不变 B．比原来强 C．比原来弱 D．无法判断
（2）如图甲所示，他们在设计中采用了拱形结构，最主要的目的是 (　　)
A．使桥梁更加美观 B．增加桥梁的跨度
C．增加桥面的高度 D．增大桥面承重力
（3）小组合作设计“桥梁”时，通常经历四个环节：①明确设计任务；②共同设计方案；③完善设计方案；④交流初步想法。这四个环节的顺序依次是 (　　)
A．①→②→③→④ B．①→③→②→④
C．①→④→②→③ D．①→④→③→②
（4）当桥面承受向下的压力时，力是如何传递的 请在图乙中用箭头线画出。
（5）小明在桥面与拱架之间设计了更多的立柱。立柱的数量会影响桥面的承重力吗 为什么
（6）小刚将小明的“桥梁”结构设计图(图甲)倒过来，并做了一些改变，如图丙所示。
图丙所示的桥梁主体结构，可称为 （　　）
A．反拱形结构 B．三角形结构 C．框架结构 D．悬索结构
（7）如果缩短两桥塔之间的距离，其他都不变，那么桥面的承重能力 (　　)
A．保持不变 B．比原来强 C．比原来弱 D．无法判断
（8）如图丙所示，吊杆在桥梁中的最主要作用是(　　)
A．使桥梁变得更美观 B．用于安装路灯
C．防止车辆冲出路面 D．将桥面压力传递到缆索
（9）小刚在设计中改变桥塔的整体高度，分别设计出下列四种桥梁。
其中，桥面承重能力最强的是 (　　)
A．①号设计 B．②号设计 C．③号设计 D．④号设计
（10）用对比实验来研究“桥塔高度对桥面承重能力的影响”，图丁所示的四种桥梁设计图中，最合理的选择是 (　　)
A．①号设计和②号设计 B．①号设计和③号设计
C．①号设计和④号设计 D．②号设计和④号设计
（11）小明查阅资料发现河道里、海岸边的浮筒可以用来安装航标灯、制作活动码头、打捞水中的物体等。某浮筒产品的规格是：
长×宽×高 500 mm×500 mm×400 mm
质量 7 kg
空载吃水深度 25~30 mm
安全使用吃水深度 250~300 mm
承载极限吃水深度 350~400 mm
现用500个这样的浮筒做成浮桥，则该浮桥在河水中最大承载质量为　 　kg。(g取10 N/ kg)
（12）浮桥空载时分别平放到河水中和海水中，下表面受到的液体压强分别为 P海 和 P河，则P海　 　(填“>”“<”或“=”)P河。
13．2023年11月乐清市第十九届青少年科技节活动设置了“木制桥梁承重”比赛项目，某项目化学习小组的同学参加木制桥梁承重挑战赛。
【材料工具】松木条、薄木板、薄钢板、梯形支架、细绳、强力101胶水、美工刀、刻度尺、轻质梯形塑料支架。（材料数量不限）
【评价标准】
评价指标 达标 待改进
指标一 桥梁尺寸 桥跨、桥高达标，有尺寸标注 桥跨、桥高不达标
指标二 结构稳固性 桥身、桥墩设计体现结构稳固 结构稳定性表现不足
指标三 材料使用 选材合理， 材料节约、利用率高 材料浪费明显
请你选用提供的材料和工具，帮助该组同学设计跨度超600mm，高度100mm以上的桥梁设计图（辅以文字说明或标注）。
14．浙江省内河流众多，遍布拱形的石桥。拱桥的承重能力与许多因素有关，如拱的形状等。古拱桥的桥拱形状有半圆、圆弧、蛋形、抛物线等 (如图甲所示)，不同形状的桥拱承重能力是否相同 小柯对此进行探究，步骤如下：
①利用 3D 打印机制作不同形状的桥拱模型；
②在模型上放置一定数量的钩码，直到桥拱恰好被压塌，记录此时钩码的总质量(如图乙所示) 。
（1）步骤①中除了控制拱的形状不同外，还需控制相同的变量有：　 　(写出两个)
（2）实验中发现使用钩码很难做到使桥拱恰好被压塌，为了更精确地测量桥拱恰好被压塌的压力大小，本实验可如何改进
（3）在查阅资料的过程中，小柯发现跨度大的江面往往采用的是斜拉桥，若将它看作一个杠杆模型 (如丙图所示)，在支点O和拉索作用点A一定的情况下，增高桥塔使OB 距离增大，可使拉索的力　 　(选填“变大”、 “变小”或“不变”)理由是　 　。
三、综合题
15．在校科技节木桥承重比赛中，小柯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。
（1）在承重测试中，小柯认为往承重容器内加入细沙比钩码更好，其理由是：　 　。
（2）已知承重板与水平桥面的接触面积为15厘米2，桥梁下方电子秤悬挂重物的最大质量为15千克，不计电子秤、承重板及承重容器的自重，求该桥梁所能承受的最大压强？
（3）桁架梁主体结构中有多个三角形，这样设计的目的是：　 　。
16．紫金大桥是丽水市的地标性建筑，也是连接南北城区的交通要道，全长736.7米，主塔高107.6米，夜晚灯光尤为迷人。
（1）按照桥的结构和受力特点，紫金大桥属于____；
A．梁式桥 B．拱桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
（2）建造大桥时重点要考虑桥的承重性能，因此修建桥面选择的主要材料是　 　(写出两种即可)；
（3）小科的梦想是成为一名优秀的桥梁设计师，将来为丽水再设计一座桥作为新的地标性建筑，你认为小科设计时，除考虑承重性能外，还需要考虑哪些方面 　 　(至少写出两种)。
17．如图甲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质量称为“稳定值”。某学生根据提供的钩码，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：
①将桥梁模型放置在　 　的桌面上。
②在桥梁的右侧最远端逐渐悬挂钩码(如图乙所示，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。
③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。（　　）(填选项)
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
18．在校科技节木桥承重比赛中，小叶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，小叶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)
19．桥的研究
（1）港珠澳大桥是我国境内连接香港、珠海和澳门的桥隧工程，全长55公里，是目前世界上最长的跨海大桥，也是我国交通史上技术最复杂、建设要求和标准最高的工程之一，它在2018年 10月24 日开通运营
港珠澳大桥图示部分的桥体从结构上看属于我们学过的　 　桥。这种桥的特点是跨度大，抗风性能好，稳定性强。
（2）小科和他的研究小组要共同设计建造一座桥。要求桥能跨越20cm 宽的峡谷，桥面的宽度要大于10 cm，至少能承重200 g的小车。图1是他们第一次设计的结构图。
①设计中，如果小科将桥面的宽度增加到20cm，那么桥面的承重能力会　 　。
②他们将桥面设计成圆纸管平铺(图4)，其最终目的是　 　。
③第二次改进时(图3)，增加了桥塔设计，下列三种设计中，如果其他条件相同，缆绳承受拉力最小的是　 　。
④用对比实验研究“桥塔高度对桥面承重能力的影响”，题(2)③中的三种桥梁设计图中，最合理的选择是　 　和　 　。
⑤从结构上看，图3结合了　 　和　 　两种桥的设计结构
20．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
四、填空题
21．某中学科技小组计划为校园人工湖设计一座简易景观桥，需满足“跨度5米、可承载3名学生(总质量约200kg)”的需求。小组提出两种方案(如表所示)。
设计方案 结构类型 主要材料 桥面支撑方式
方案甲 梁桥 木板(桥面)、钢筋混凝土柱(桥墩) 在湖两侧设置2个桥墩，桥面直接搭在桥墩上无其他辅助结构
方案乙 拱桥 石块(拱圈)、砖块(桥面) 仅在湖两侧设置固定支座，通过弧形拱圈将桥面重量传递至支座，无中间桥墩
请结合桥梁结构知识回答：
（1）方案甲(梁桥)的桥面主要靠____承重。
A．桥面的抗弯曲能力 B．桥墩的向上支撑力 C．桥面的拉伸能力
（2）如果人工湖地基较软，承载能力差，你认为哪种方案更合适并说明理由 　 　
22．小科设计制作一个桥梁模型，结构图如图所示。
（1）小科在设计中采用了拱形结构，最主要的目的是为了增加____。
A．桥梁的跨度 B．桥面的高度 C．桥面承重力
（2）设计桥梁时，通常经历四个环节：①明确内容；②制作模型；③优化与完善；④制定设计方案。这四个环节的顺序依次是　 　。
23．如图甲所示是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最大承重。
（1）要对该模型进行稳定性试验，可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”。某学生根据提供的钩码，设计了简易试验方案来测试该模型的稳定性，步骤如下：
a.将桥梁模型放置在　 　桌面上。
b.如图乙所示，在桥梁的右侧最远端逐渐悬挂钩码(每个钩码的质量均为 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　 　(填字母)。
A. M B.小于 M-m C.大于 M D.大于 M-m，小于
（2）若要测量模型的最大承重，可在桥梁的中心逐渐增加钩码，当模型出现　 　现象时，记录此时钩码总质量为M'，即为该桥梁模型的最大承重。
（3）如果要提高该桥梁模型的最大承重，可以采取的措施有____。
A．增加桥墩高度 B．选用高强度的材料
C．增加桥面木板的厚度 D．增大两桥墩之间的距离
答案解析部分
1．【答案】B
【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】根据斜拉桥的外形特征和图像进行分析，可知该桥不属于斜拉桥。
【解答】A、斜拉桥的特点：斜拉桥的主要特征是桥塔和高强度的斜拉索（钢缆）直接拉住桥面，图中没有桥塔和斜拉索，而是由斜杆和竖杆组成的桁架结构。因此，这不是斜拉桥，故A错误；
B、斜杆在桁架结构中形成三角形结构。三角形是几何中最稳定的形状，能够分散荷载并增强桥梁的抗弯和抗剪能力，即斜杆的存在可以防止桥梁在荷载作用下发生侧向变形或扭曲，从而提高稳定性，故B正确；
C、竖杆直接支撑桥面，承受垂直方向的荷载。如果撤去竖杆，桥面的荷载将完全由斜杆承担，这会改变力的分布，可能导致斜杆承受更大的压力或拉力，从而降低桥梁的承重能力，故C错误；
D、桥梁在荷载作用下会发生弹性形变（可恢复）或塑性形变（不可恢复）。轻微的弹性形变是正常的，但如果形变过大或出现塑性形变，可能预示结构即将失效，工程测试中，通常会在桥梁出现明显或不可恢复的形变时停止测试，以避免结构破坏或安全隐患，而不是发生形变就停止，故D错误。
故答案为：B。
2．【答案】C
【知识点】建筑结构及其分类
【解析】【分析】（1）结构的基本类型：根据物体的形态和受力方式，结构主要分为实体结构、壳体结构和框架结构三类。实体结构是指结构体本身是实心的，主要承受压力；壳体结构是指层状的空心结构，外力作用在结构体表面，能将外力分散；框架结构是指由细长的构件（如梁、柱、杆等）通过连接组成的支撑骨架，能承受竖向荷载和水平荷载。
（2）框架结构的特点：框架结构由杆件组合而成，内部通常为空心，具有重量轻、强度高、空间利用率高的特点，常应用于建筑的屋架、桥梁、脚手架等结构中。
【解答】A、实体结构是实心的结构类型，而该屋盖模型由木条搭建而成，内部为空心，并非实心结构，故该选项错误。
B、壳体结构是层状空心结构，依靠曲面形态承受外力，该屋盖模型由杆件连接成骨架，无曲面壳体特征，故该选项错误。
C、该屋盖模型由木条作为细长构件，通过连接组成骨架状的支撑结构，符合框架结构的定义，故该选项正确。
D、蜂窝结构是仿照蜂巢形成的多室薄壁结构，并非初中科学中结构分类的基本类型，且该模型无蜂窝结构的特征，故该选项错误。
故答案为：C。
3．【答案】B
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁的受力
【解析】【分析】桥面的承受能力与桥面的跨度、桥墩的数量以及桥面的宽度等有关。
【解答】A、跨度越大，桥面承受的弯矩越大，承重能力会降低，故A不符合题意；
B、桥墩高度主要影响桥梁的整体高度和稳定性，但对桥面的局部承重能力影响较小，故B符合题意；
C、桥墩越多，桥面支撑点越多，承重能力越强，故C不符合题意；
D、桥面越宽，可分布荷载的面积越大，承重能力越强，故D不符合题意。
故答案为：B。
4．【答案】B
【知识点】桥梁的组成与分类
【解析】【分析】梁式桥是一种以梁为主要承重结构的桥梁，其受力特点是主要依靠梁的抗弯能力来承受荷载，据以上分析解答。
【解答】A、云南建水双龙桥从外观等特征来看，更倾向于石拱桥，以拱为主要承重结构，不是梁式桥，故A错误；
B、广东琶洲大桥属于梁式桥，它以梁作为主要的承重结构，符合梁式桥的特点，故B正确；
C、广西鹧鸪江大桥从结构形式等方面判断，不属于典型的梁式桥，故C错误；
D、贵州北盘江大桥属于悬索桥，主要依靠悬索来承重，不是梁式桥，故D错误；
故答案为：B。
5．【答案】D
【知识点】桥梁的受力
【解析】【分析】根据图片分析悬索桥的结构特点，从而确定各个部位的受力情况即可。
【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，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正确不合题意；
B．施工中擅自加长桥面会增加桥面的重量和车辆荷载等，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，故B正确不合题意；
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正确不合题意；
D．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；
故选D。
6．【答案】（1）稳定
（2）A
（3）细沙的质量可以连续变化，方便控制物品对纸桥的压力
【知识点】弹力；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）三角形结构具有稳定性，在桥梁、建筑等工程中广泛应用，能有效提高结构的抗变形能力和承重能力。
（2）弹簧测力计的精确度与弹簧的伸长量对拉力的敏感程度有关。在相同拉力下，弹簧伸长量越大，刻度线间距越大，精确度越高。
（3）科学作业本质量较大且不可细分，而细沙的质量可以连续变化，能更精确地控制对纸桥的压力，从而更准确地测出纸桥的承重极限。
【解答】（1）图甲的纸桥应用了大量三角形结构，主要是为了提高桥的稳定性。
（2）图乙中，在 0~2N 的拉力范围内，弹簧 A 的伸长量最大，因此用它制作的测力计精确度最高。
（3）将科学作业本改为细沙的好处是：细沙的质量可以连续变化，方便控制物品对纸桥的压力，使测量结果更准确。
7．【答案】（1）桥梁模型不发生翻转时所能承受的最大铁块质量
（2）M - m < M' （3）①③
【知识点】桥梁模型的制作；桥梁的受力
【解析】【分析】（1）根据“ 在桥梁的右侧最远端逐渐叠加铁块(每个铁块质量为 m)，直到桥梁模型发生翻转，记录此时铁块总质量为M ”进行分析判断。
（2）根据稳定值的定义进行分析，其值应小于翻转时的总质量大于翻转时的总质量与最后一块铁块的质量差。
（3）增加桥墩数量和延长桥梁两端伸出部分的长度可以提高桥的稳定性。
【解答】（1） 稳定性好坏可以通过桥梁在承受外力（铁块质量）时是否发生翻转来判断。能承受的铁块质量越大，稳定性越好。
（2）实验中桥梁在叠加铁块总质量 ( M ) 时发生翻转，说明稳定值 ( M') 不超过 ( M)。由于铁块是逐个叠加的，当叠加到 ( M - m ) 时桥梁未翻转，因此稳定值 ( M' ) 必须大于 （ M - m )。综上，M' 的取值范围是( M - m < M' （3） ①两端增加桥墩：可以增大支撑力，分散载荷，提高稳定性。
②减小桥面宽度：会降低桥梁的横向稳定性，故不能提高稳定性。
③增加桥梁两端伸出部分的长度：增大力臂，提高抗翻转能力，从而提高稳定性。
故答案为： ①③。
8．【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。
9．【答案】（1）A；C；E
（2）B
（3）C
（4）D
（5）D
（6）
（7）A
（8）C
（9）C
【知识点】桥梁模型的制作；桥梁的受力；搭建人行浮桥
【解析】【分析】（1）工程设计中的限制条件：限制条件是指在工程建设中必须遵守的约束性要求，如本题中桥面宽度、桥的跨度、建造成本等，这些条件限定了工程的设计范围。
（2）工程建造的步骤：工程建造一般遵循明确问题、设计、制作模型、实施建设、测试评估改进的流程，这是一个逻辑清晰的工程实施顺序。
（3）竞标书的内容：竞标书应包含与工程本身相关的成本、时间、人员、建桥位置、材料、设计方案等，而投标者个人经验不属于竞标书针对工程本身的必要内容。
（4）工程设计与改进的方法：在工程设计改进和竞标书制作中，需要对问题分析梳理、调研借鉴、小组研讨决策，意见需筛选处理以保证方案的合理性。
（5）桥梁形状的选择：不同桥梁形状（如石拱桥、斜拉桥、梁式桥等）有不同的适用跨度和结构特点，梁式桥适合较小跨度的场景。
（6）梁式桥的设计：梁式桥以梁的受弯来承受荷载，设计时需体现梁的结构形式，如桥面由梁支撑等。
（7）材料承重能力的判断：通过实验数据对比不同形状钢材（纸条模拟）的承重能力，选择承重能力最强的材料。
（8）工程模型的评估方式：工程模型评估应结合小组自评（自身对模型的认知）和小组间互评（不同小组间的客观评价），这样能更全面地评估模型。
（9）工程建设的认识：工程设计是迭代改进的过程，工程与技术相互影响促进，而错误认识通常是对工程流程或关系的误解。
【解答】（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：
；
（7）根据表中各种形状的钢条结构承重能力的检测结果可知，在圆筒钢条、L型钢条、U型钢条、扁平钢条中，承重能力最强的是圆筒钢条，由此判断，他们应该选用圆筒钢条；
故答案为：A；
（8）各小组测试小桥模型时，采用的评估方式应该是针对各组的模型开展交流评估活动，评估活动不仅自评本组设计，小组间还要进行互评，在互评中通过相互借鉴、相互帮助、资源共享等；老师主观评价是不合适的；
故答案为：C；
（9）A、工程的关键是设计，一个成功的设计，往往要经历反复试验和不断改进的过程，故A正确；
B、工程建设的建设离不开技术，技术是保证工程进行的关键，工程建设又会促进技术的进步，两者相互影响又相互促进，故B正确；
C、工程建设具有复杂性，制作模型一定要和设计方案完全一致，利用模型再来检测设计的科学合理性，故C错误；
D、制作模型是工程设计中的重要环节，故D正确。
故答案为：C。
10．【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。
11．【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。
12．【答案】（1）B
（2）D
（3）C
（4）
（5）立柱的数量会影响桥面的承重力，因为立柱可以将桥面的压力传递到拱架上去(合理即可)
（6）D
（7）B
（8）D
（9）C
（10）B
（11）4.65×104
（12）=
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作；搭建人行浮桥
【解析】【分析】桥的承重能力与形状和宽度有关。拱形受力时能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分受到压力时会产生外推力，如果能抵住拱形的外推力，拱就能承受巨大的压力。钢索桥的结构：由钢缆、桥塔、桥面组成。钢缆是桥承重的主要构件，桥塔是支承钢缆的主要构件。
【解答】(1)桥的承重能力与桥的形状和宽度有关。桥面宽度增加，其他条件不变，桥面的承重能力会增加，故B 符合题意。
(2)拱形结构受力时能把压力向下和向外传递给相邻的部分，所以他们在设计中采用了拱形结构，最主要的目的是增大桥面承重力。D符合题意。
(3)小组合作设计“桥梁”时，通常经历四个环节：①明确设计任务→④交流初步想法→②共同设计方案→③完善设计方案。故选C。
(4)拱形结构受力时，会把压力向下和向外传递给相邻的部分，桥墩会受到竖直向下的压力和水平方向的力，据此画出力的传递方向。
(5)立柱的数量会影响桥面的承重力，因为立柱可以将桥面的压力传递到拱架上去。
(6)根据题图丙可知，桥梁主体结构可称为悬索结构。
(7)如果缩短两桥塔之间的距离，其他都不变，那么这座桥的跨度就比原来小，那么桥面的承重能力比原来强。
(8)桥面主梁通过吊杆吊在缆索上，在竖直方向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受拉力，则吊杆在桥梁中的主要作用是将桥面压力传递到缆索。
(9)桥塔修得高是为了降低缆索的拉力，③号设计的桥塔最高，且缆索高度最高，所以承重能力最强。
(10)要研究“桥塔高度对桥面承重能力的影响”，除桥塔高度不一样，其他条件必须要相同，①号设计和③号设计符合要求，故B 符合题意。
(11)单个浮筒空载时的重力G= mg=7 kg×10 N/ kg=70 N，
浮筒的总体积
浮桥的总重力： 500×70 N=3.5×104N，当 时，
浮桥受到的浮力最大，
浮桥在河水中的最大承重
浮桥在河水中 的 最 大 承 载 质 量
(12)此浮桥空载时分别平放到海水中和河水中，浮桥处于漂浮状态，浮桥受到的浮力相等，都等于浮桥的重力，
因为 所以下表面受到的压力相等，浮桥平放在河水中和海水中，则底面积相同，由 可知，下表面受到的压强相等，即.
13．【答案】桥梁设计图：
设计达标：
指标一：桥梁跨度、高度符合要求，有尺寸标注跨度及高度；
指标二：（1）桥身稳固，采用斜拉桥式 或者 桥身三角形或拱形桥身；（2）桥墩稳定，选用的梯形支架上小下大支撑；
指标三：材料使用合理，桥墩个数不超三个；
【知识点】实验方案设计与评价；桥梁模型的制作；桥梁的受力
【解析】【分析】设计桥需考虑的问题：①选用材料的特性；②材料的承受力有什么特点；③选择形状和结构。
【解答】桥梁设计图：
；
设计达标：
指标一：桥梁跨度、高度符合要求，有尺寸标注跨度及高度；
指标二：（1）桥身稳固，采用斜拉桥式 或者 桥身三角形或拱形桥身；（2）桥墩稳定，选用的梯形支架上小下大支撑；
指标三：（材料使用合理），桥墩个数不超三个。
14．【答案】（1）材料、质量、高度、宽度等
（2）用装有细沙的小桶代替钩码
（3）变小；根据杠杆平衡条件，桥面的重力和对应力臂的大小不变时，作用在拉索的力因其力臂的增大而减小
【知识点】实验探究的其他思想方法；杠杆的平衡条件；建筑结构的功能；桥梁的受力
【解析】【分析】（1）根据影响拱桥承重能力的因素进行解答；
（2）根据钩码不如用细沙更容易控制压力的大小进行解答；
（3）根据杠杆平衡的条件，重力与对应力臂不变的情况下，拉索的力与其力臂成反比进行解答。
【解答】（1）影响拱桥承重能力的因素可能有材料、质量、高度、宽度等，所以步骤①中除了控制拱的形状不同外，还需控制相同的变量有材料、质量、高度、宽度等；
（2）在实验中，为了更精确地测量桥拱恰好被压塌的压力大小，用装有细沙的小桶代替钩码；
（3）在查阅资料的过程中，小柯发现跨度大的江面往往采用的是斜拉桥，若将它看作一个杠杆模型 (如丙图所示)，根据杠杆平衡条件，桥面的重力和对应力臂的大小不变时，作用在拉索的力因其力臂的增大而减小，所以在支点O和拉索作用点A一定的情况下，增高桥塔使OB 距离增大，可使拉索的力变小。
故答案为：（1）材料、质量、高度、宽度等；（2）用装有细沙的小桶代替钩码；（3）变小；根据杠杆平衡条件，桥面的重力和对应力臂的大小不变时，作用在拉索的力因其力臂的增大而减小。
15．【答案】（1）细沙可以更均匀地增加重量，避免局部受力过大导致桥梁过早损坏。
（2）解： 该桥梁所能承受的最大压力等于物体的最大重力，
即F=G=15kg×10N/kg=150N，
该桥梁所能承受的最大压强为：。
（3）利用三角形的稳定性，增强桥梁结构的坚固性和抗变形能力。
【知识点】压强的大小及其计算；桥梁模型的制作；桥梁的受力
【解析】【分析】（1）沙子的质量较小，可以均匀增大，不会使质量增大跳跃太大；
（2）根据公式计算该桥梁承受的最大压强；
（3）根据三角形的稳定性解答。
【解答】（1）细沙可以更均匀地增加重量，避免局部受力过大导致桥梁过早损坏， 所以在承重测试中，小柯认为往承重容器内加入细沙比钩码更好；
（3）利用三角形的稳定性，增强桥梁结构的坚固性和抗变形能力，所以桁架梁主体结构中有多个三角形。
16．【答案】（1）D
（2）钢筋、水泥、砂石等
（3）安全性、稳定性、适应性、成本、美观、强度等合理即可
【知识点】桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作
【解析】【分析】（1） A.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；
B.拱桥是用拱圈或拱肋作为桥身主要承重结构的桥；
C.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；
D.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。
（2） 桥梁承重性能的关键在于材料的选择。常见的桥面材料需具备高强度、耐久性和抗变形能力；
（3）根据桥梁的使用环境和功能分析需要考虑的设计因素。
【解答】（1） 斜拉桥通过斜拉索将桥面荷载传递到主塔，具有结构轻巧、跨度大的特点 ，根据图片可知， 紫金大桥上有大量的斜拉钢索，因此属于斜拉桥。
故选D。
（2） 钢筋混凝土和钢材是桥梁建设的核心材料，具有抗拉性和抗压性， 常用于大跨度桥梁的桥面或支撑结构，故填：钢筋、水泥、砂石等。
（3） 桥梁设计需综合考虑多方面的因素，包括但不限于安全性， 美观性 ， 环保性 ， 功能性等，故填：安全性、稳定性、适应性、成本、美观、强度等。
17．【答案】（1）水平；大于M-m， 小于 M
（2）A；C
【知识点】桥梁模型的制作
【解析】【分析】提高模型稳定性的核心思路是：增大支撑面、降低重心或减小力臂。
【解答】(1) 为了保证试验的准确性，应将桥梁模型放置在水平的桌面上，避免桌面倾斜对模型受力和平衡状态产生影响； 当在桥梁右侧最远端悬挂总质量为M的钩码时，模型刚好发生翻转，说明在不发生翻转的前提下，右侧最远端能承受的最大载重质量就是M。
(2)A、缩短桥梁两端伸出部分的长度 ，减小了钩码产生的力臂，使模型更难翻转，可提高稳定性，所以A符合题意；
B、增大桥梁两端伸出部分的长度，增大力臂，更容易翻转，降低稳定性，所以B不符合题意；
C、两端增加桥墩 ，增大了支撑面积，使重心更稳，可提高稳定性，所以C符合题意；
D、减小桥面宽度，减小支撑面，降低稳定性，所以D不符合题意；
故答案选 A、C。
18．【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。
19．【答案】（1）斜拉
（2）增大；增加桥面承重能力；C；A；B；斜拉桥；拱桥
【知识点】建筑结构及其分类；桥梁的组成与分类；桥梁模型的制作；搭建人行浮桥
【解析】【分析】对比实验是一种特别的收集证据的方法。通过有意识地改变某个条件来证明改变的条件和实验结果的关系。 钢索桥的结构：由钢缆、桥塔、桥面组成。钢缆是桥承重的主要构件，桥塔是支承钢缆的主要构件。桥塔修得高，是为了降低钢缆的拉力。
【解答】1）根据对桥的结构的认识，港珠澳大桥图示部分的桥体从结构上看是属于我们学过的斜拉结构的桥。这种桥的特点是跨度大，抗风性能好，稳定性强。
（2）小科和他的研究小组要共同设计建造一座桥。要求桥能跨越20厘米宽的峡谷，桥面的宽度要大于10厘米，至少能承重200克的小车。图1是他们第一次设计的结构图。
①材料宽度影响抗弯曲能力，材料越宽，抗弯曲能力越强。设计中，如果小科将桥面的宽度增加到20厘米，那么桥面的承重能力会增大。
②他们将桥面设计成圆纸管平铺（图4），其最终目的是提高桥面承载能力。
③小组合作设计制作“桥梁”时，经历了五个环节：a.明确任务；d.交流初步想法；b.共同设计方案；e.制作“桥梁”；c.改进设计方案，再次制作。
④第二次改进时（图3），增加了桥塔设计，下列三种设计中，如果其他条件相同，缆绳承受拉力最小的是C。桥塔修得高，是为了降低钢缆的拉力。
⑤用对比实验研究“桥塔高度对桥面承重能力的影响”，上题所示的三种桥梁设计图中，最合理的选择是A和B，只改变桥塔高度一个变量。
⑥从结构上看，图3结合了斜拉桥和拱桥两种结构。
20．【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。
21．【答案】（1）B
（2）方案甲(梁桥)更合适；因为梁桥的桥墩可将荷载集中传递到湖岸地基，而拱桥的推力需要更坚固的地基来抵抗侧向力，软地基可能导致支座移位。
【知识点】桥梁模型的制作；桥梁的受力
【解析】【分析】（1）梁桥的承重原理
梁桥属于平直梁式结构，桥面本身为水平梁体，自身抗弯曲能力有限，主要依靠桥墩提供竖直向上的支撑力来承受桥面和行人的总重力，依靠支撑力平衡荷载，而非单纯依靠桥面自身的抗弯曲或拉伸能力承重。
（2）梁桥与拱桥的受力特点差异
梁桥的受力以竖直方向的压力、支撑力为主，桥墩将荷载竖直向下传递给地基，对地基的作用力是竖直方向，侧向力极小；拱桥是弧形结构，会将竖直荷载转化为侧向的水平推力，作用在两侧支座上，对地基的侧向稳定性要求极高，地基需要足够坚硬才能抵抗水平推力，避免支座滑移、拱桥变形坍塌。
（3）软土地基的适配性原则
地基较软时，承载能力弱、抗侧移能力差，无法承受拱桥产生的水平推力，容易发生位移、沉降；梁桥仅传递竖直压力，对软土地基的侧向破坏小，受力更稳定，更适合软土地基环境。
【解答】（1）方案甲是梁桥，桥面平直搭在桥墩上，自身无法仅靠抗弯曲、拉伸能力承受 200kg 的荷载，主要依靠桥墩提供的向上支撑力平衡重力、完成承重，因此选 B。
（2）方案甲（梁桥）更合适。理由是：梁桥的桥墩只对地基产生竖直向下的压力，能将荷载竖直传递给湖岸地基，对地基无侧向推力；而拱桥会将桥面荷载转化为对两侧支座的水平侧向推力，人工湖地基较软，承载和抗侧移能力差，无法抵抗拱桥的水平推力，容易出现支座移位、桥梁变形甚至坍塌，因此软土地基更适合采用梁桥方案。
22．【答案】（1）C
（2）①④②③
【知识点】工程方案设计；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）根据拱形桥的受力特点进行分析。
（2）设计桥梁时，应先确定桥的使用环境、要求等，再根此进行设计，根据市设计方案制作模型，再根据模型提出优化和改进方案。
【解答】（1） 拱形结构在桥梁设计中主要目的是通过将垂直荷载转化为沿拱形结构的压力，从而增强桥梁的承重能力。拱形结构能够有效分散压力，减少桥面材料的弯曲应力，因此最主要目的是增加桥面承重力。
故答案为：C。
（2）桥梁设计的科学流程通常遵循以下顺序：
1. 明确内容（确定需求、功能及约束条件）；
2. 制定设计方案（绘制草图、选择材料等）；
3. 制作模型（通过实物或数字模型验证设计）；
4. 优化与完善（根据测试结果调整设计）。
故答案为：①→④→②→③。
23．【答案】（1）水平；D
（2）不可逆形变/桥面坍塌/断裂
（3）B；C
【知识点】桥梁模型的制作；桥梁的受力
【解析】【分析】 （1）a.如果模型不在水平面上，那么会影响左右翻转条件的判断；
b.根据桥梁模型发生翻转时的最大质量来分析；
（2）根据测量桥梁模型的最大承重的方法来分析；
（3）根据各个选项中的因素是否会影响桥梁承重判断。
【解答】 （1）a.在实验中，为了确保左右翻倒的条件一致，因此桥梁模型需要放置在水平的桌面上；
b.当桥梁模型发生翻转时，此时的总质量为M，但模型刚好要翻转还未翻转时的临界质量会略小于M，所以“稳定值”小于M，但会大于M-m（因为最后一个钩码挂上才导致翻转）
故选D。
（2）在桥梁中心逐渐增加钩码，当模型出现不可逆变形、断裂或坍塌的现象时，此时钩码的总质量就是该桥梁模型的最大承重；
（3）A.增加桥墩高度，主要是改变了桥梁的垂直高度，并不会直接提升桥梁结构本身的承重能力，故A不合题意；
B.材料强度更高，能承受更大的荷载，故B符合题意；
C.增加桥面木板的厚度，也可以提升桥面的承重能力，故C符合题意；
D.增大两桥墩之间的距离，会减小桥梁的承重能力，故D不合题意。
故选BC。
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