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27.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 cm，宽度为5 cm。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。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 kg。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。
【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 cm，宽度为5 cm。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。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 kg。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
27. (1)6 (2)材料 (3)材料强度 (4)选用强度更高的材料、增加桥梁模型厚度等(合理即可)
解析
【分析】
第(1)题需分别计算木条和胶水的成本后求和；第(2)题根据实验中跨度固定、材料为木条的条件，判断桥梁强度的相关因素；第(3)题结合模拟风力的测试场景，分析稳定性的影响因素；第(4)题需从材料、结构等方面，结合桥梁承载和稳定性的要求提出合理建议。
【解析】
(1) 计算总材料成本：木条成本为 $0.5 \mathrm{元/根} × 8 \mathrm{根} = 4 \mathrm{元}$，胶水成本为 $2 \mathrm{元/瓶} × 1 \mathrm{瓶} = 2 \mathrm{元}$，总材料成本为 $4 + 2 = 6 \mathrm{元}$；
(2) 实验中桥梁跨度固定，材料为木条，最大荷载体现桥梁强度，说明强度与材料密切相关；
(3) 模拟风力时，桥梁稳定性取决于材料抵抗外力的强度，因此与材料强度有关；
(4) 优化建议可从材料和结构入手，如：①选用强度更高的材料制作桥梁；②增加桥梁模型的厚度提升承载能力；③加固各部分连接增强稳定性（合理即可）。
【答案】
(1)6；(2)材料；(3)材料强度；(4)选用强度更高的材料、增加桥梁模型厚度、加固各部分连接（合理即可）
【知识点】
桥梁结构与性能、材料成本核算、稳定性影响因素
【点评】
本题结合实际桥梁模型实验，考察学生对桥梁相关知识的应用能力，涵盖计算、概念理解和实际优化，贴近生活，难度适中，有助于培养学生的实践分析能力。
【难度系数】
0.6
第(1)题需分别计算木条和胶水的成本后求和；第(2)题根据实验中跨度固定、材料为木条的条件，判断桥梁强度的相关因素；第(3)题结合模拟风力的测试场景，分析稳定性的影响因素；第(4)题需从材料、结构等方面，结合桥梁承载和稳定性的要求提出合理建议。
【解析】
(1) 计算总材料成本：木条成本为 $0.5 \mathrm{元/根} × 8 \mathrm{根} = 4 \mathrm{元}$，胶水成本为 $2 \mathrm{元/瓶} × 1 \mathrm{瓶} = 2 \mathrm{元}$，总材料成本为 $4 + 2 = 6 \mathrm{元}$；
(2) 实验中桥梁跨度固定，材料为木条，最大荷载体现桥梁强度，说明强度与材料密切相关；
(3) 模拟风力时，桥梁稳定性取决于材料抵抗外力的强度，因此与材料强度有关；
(4) 优化建议可从材料和结构入手，如：①选用强度更高的材料制作桥梁；②增加桥梁模型的厚度提升承载能力；③加固各部分连接增强稳定性（合理即可）。
【答案】
(1)6；(2)材料；(3)材料强度；(4)选用强度更高的材料、增加桥梁模型厚度、加固各部分连接（合理即可）
【知识点】
桥梁结构与性能、材料成本核算、稳定性影响因素
【点评】
本题结合实际桥梁模型实验，考察学生对桥梁相关知识的应用能力，涵盖计算、概念理解和实际优化，贴近生活，难度适中，有助于培养学生的实践分析能力。
【难度系数】
0.6
28.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
(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
他将两个砖块作为支撑柱，把一块塑料板平铺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
10
cm，根据图像可得结论：在材料、支撑柱间距等条件一定时，钢梁的下垂量与所受压力成正比
。(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
保持压力不变，改变支撑柱的间距
。若改变支撑柱间距后，下垂量发生变化
，则说明钢梁的下垂量与支撑柱的间距有关。答案
28. (1)10 在材料、支撑柱间距等条件一定时，钢梁的下垂量与所受压力成正比 (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
【分析】
第(1)问需观察图乙中压力F与下垂量h的对应关系，图像为过原点的直线，说明二者成正比例关系，据此读取对应数值并总结结论；第(2)问探究下垂量与支撑柱间距的关系，需运用控制变量法，控制压力不变，改变支撑柱间距，观察下垂量是否变化，以此判断二者是否有关。
【解析】
(1) 观察图乙，当压力F=5000N时，对应的下垂量h=10cm；图像是过原点的直线，说明在材料、支撑柱间距等条件一定时，钢梁的下垂量h与所受压力F成正比。
(2) 探究下垂量与支撑柱间距的关系时，需控制压力不变，改变支撑柱的间距，测量下垂量；若改变支撑柱间距后，下垂量发生变化，则说明钢梁的下垂量与支撑柱的间距有关。
【答案】
(1)10；在材料、支撑柱间距等条件一定时，钢梁的下垂量与所受压力成正比
(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
【知识点】
控制变量法；图像分析；探究影响因素
【点评】
本题考查实验探究中控制变量法的应用，结合图像分析得出物理规律，是初中物理基础实验题，注重实验方法的掌握。
【难度系数】
0.6
第(1)问需观察图乙中压力F与下垂量h的对应关系，图像为过原点的直线，说明二者成正比例关系，据此读取对应数值并总结结论；第(2)问探究下垂量与支撑柱间距的关系，需运用控制变量法，控制压力不变，改变支撑柱间距，观察下垂量是否变化，以此判断二者是否有关。
【解析】
(1) 观察图乙，当压力F=5000N时，对应的下垂量h=10cm；图像是过原点的直线，说明在材料、支撑柱间距等条件一定时，钢梁的下垂量h与所受压力F成正比。
(2) 探究下垂量与支撑柱间距的关系时，需控制压力不变，改变支撑柱的间距，测量下垂量；若改变支撑柱间距后，下垂量发生变化，则说明钢梁的下垂量与支撑柱的间距有关。
【答案】
(1)10；在材料、支撑柱间距等条件一定时，钢梁的下垂量与所受压力成正比
(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
【知识点】
控制变量法；图像分析；探究影响因素
【点评】
本题考查实验探究中控制变量法的应用，结合图像分析得出物理规律，是初中物理基础实验题，注重实验方法的掌握。
【难度系数】
0.6
