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1. 我们利用浮箱上架梁、铺桥面在学校池塘搭建一座简易人行浮桥，桥面上除了承受自身重力外，主要承受
压
力，浮箱所受的浮力
决定了浮桥能承受的荷载。为安全考虑，浮桥设计时要求一次性允许三位体重约为50kg的行人在浮桥上通过，并且浮箱平均浸没程度不超过75%，若忽略泡沫浮箱的重力，可估算出至少需要的浮箱总体积为0.2
m³。答案
1. 压；浮箱所受的浮力；0.2
解析
【分析】
首先思考人行浮桥的受力情况：桥面除自身重力外，主要承受行人的压力；浮桥依靠浮箱的浮力支撑，因此能承受的荷载由浮箱所受的浮力决定；计算浮箱总体积时，利用阿基米德原理，结合总重力与浮力的平衡关系，以及浸没程度的限制来求解。
【解析】
1. 桥面受力：人行浮桥用于行人通行，桥面上除自身重力外，主要承受行人的压力；
2. 浮桥荷载的决定因素：浮桥的支撑力来自浮箱受到的浮力，因此浮箱所受的浮力决定了浮桥能承受的荷载；
3. 浮箱总体积计算：
三位行人总质量 $ m = 3 × 50\ \mathrm{kg} = 150\ \mathrm{kg} $，总重力 $ G = mg = 150\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 1500\ \mathrm{N} $；
浮箱浸没程度为75%时，浮力等于总重力，根据阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} $，其中 $ V_{\mathrm{排}} = 0.75V_{\mathrm{总}} $，代入得：
$ \rho_{\mathrm{水}}g × 0.75V_{\mathrm{总}} = G $
解得 $ V_{\mathrm{总}} = \frac{G}{\rho_{\mathrm{水}}g × 0.75} = \frac{1500\ \mathrm{N}}{1000\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.75} = 0.2\ \mathrm{m}^3 $。
【答案】
压；浮箱所受的浮力；0.2
【知识点】
浮力的应用，阿基米德原理，重力计算
【点评】
本题结合生活中的浮桥场景，考查浮力相关知识的实际应用，需要理解浮桥的受力平衡关系，运用阿基米德原理进行计算，难度适中，注重理论联系实际。
【难度系数】
0.5
首先思考人行浮桥的受力情况：桥面除自身重力外，主要承受行人的压力；浮桥依靠浮箱的浮力支撑，因此能承受的荷载由浮箱所受的浮力决定；计算浮箱总体积时，利用阿基米德原理，结合总重力与浮力的平衡关系，以及浸没程度的限制来求解。
【解析】
1. 桥面受力：人行浮桥用于行人通行，桥面上除自身重力外，主要承受行人的压力；
2. 浮桥荷载的决定因素：浮桥的支撑力来自浮箱受到的浮力，因此浮箱所受的浮力决定了浮桥能承受的荷载；
3. 浮箱总体积计算：
三位行人总质量 $ m = 3 × 50\ \mathrm{kg} = 150\ \mathrm{kg} $，总重力 $ G = mg = 150\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 1500\ \mathrm{N} $；
浮箱浸没程度为75%时，浮力等于总重力，根据阿基米德原理 $ F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}} $，其中 $ V_{\mathrm{排}} = 0.75V_{\mathrm{总}} $，代入得：
$ \rho_{\mathrm{水}}g × 0.75V_{\mathrm{总}} = G $
解得 $ V_{\mathrm{总}} = \frac{G}{\rho_{\mathrm{水}}g × 0.75} = \frac{1500\ \mathrm{N}}{1000\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.75} = 0.2\ \mathrm{m}^3 $。
【答案】
压；浮箱所受的浮力；0.2
【知识点】
浮力的应用，阿基米德原理，重力计算
【点评】
本题结合生活中的浮桥场景，考查浮力相关知识的实际应用，需要理解浮桥的受力平衡关系，运用阿基米德原理进行计算，难度适中，注重理论联系实际。
【难度系数】
0.5
2. 在搭建浮桥的时候需要记录用时，这是为了检测该浮桥的
工效性
。又把浮桥架在水面上，在桥面上不断增加重物，记录重物的质量，该试验检测的是浮桥的承重性
。通过浮桥的设计与制作过程可知，工程的关键是设计
，工程是设计方案物化
的结果。答案
2. 工效性；承重性；设计；物化
解析
【分析】
解题时需结合工程实践的测试目的和工程的核心概念逐一分析：第一空，搭建浮桥记录用时，用时长短反映搭建效率，对应检测浮桥的工效性；第二空，增加重物记录质量，是测试浮桥能承受的最大负荷，即检测承重性；第三空，工程的关键环节是设计，设计是工程的核心；第四空，工程是将设计方案转化为实际实物（物化）的结果，这是工程的本质。
【解析】
1. 搭建浮桥时记录用时，目的是衡量搭建的效率，因此检测的是浮桥的工效性；
2. 在桥面上增加重物并记录质量，是测试浮桥可承受的最大重量，因此检测的是承重性；
3. 工程的核心环节是设计，因此工程的关键是设计；
4. 工程是将设计方案转化为实际实物（物化）的结果，这是工程的本质属性。
【答案】
工效性；承重性；设计；物化
【知识点】
工程测试；工程设计；工程本质
【点评】
本题考查工程相关的基础概念，涉及工程测试的目的、工程的核心要素等，属于识记类基础题目，需学生掌握工程领域的基本术语。
【难度系数】
0.7
解题时需结合工程实践的测试目的和工程的核心概念逐一分析：第一空，搭建浮桥记录用时，用时长短反映搭建效率，对应检测浮桥的工效性；第二空，增加重物记录质量，是测试浮桥能承受的最大负荷，即检测承重性；第三空，工程的关键环节是设计，设计是工程的核心；第四空，工程是将设计方案转化为实际实物（物化）的结果，这是工程的本质。
【解析】
1. 搭建浮桥时记录用时，目的是衡量搭建的效率，因此检测的是浮桥的工效性；
2. 在桥面上增加重物并记录质量，是测试浮桥可承受的最大重量，因此检测的是承重性；
3. 工程的核心环节是设计，因此工程的关键是设计；
4. 工程是将设计方案转化为实际实物（物化）的结果，这是工程的本质属性。
【答案】
工效性；承重性；设计；物化
【知识点】
工程测试；工程设计；工程本质
【点评】
本题考查工程相关的基础概念，涉及工程测试的目的、工程的核心要素等，属于识记类基础题目，需学生掌握工程领域的基本术语。
【难度系数】
0.7
3. 在工程实践过程中，以下说法不 正 确 的是（
A.材料采购应在绘制图纸定稿后
B.定义工程验收标准时不需要考虑科学原理
C.过程中应运用批判性思维，不断迭代改进作品
D.过程中应增强成本控制意识，提高作品的性价比
B
）。A.材料采购应在绘制图纸定稿后
B.定义工程验收标准时不需要考虑科学原理
C.过程中应运用批判性思维，不断迭代改进作品
D.过程中应增强成本控制意识，提高作品的性价比
答案
3. B
解析
【分析】
本题为工程实践类的正误判断题，需结合工程各环节的基本要求逐一分析选项，找出说法不正确的选项。需回忆工程实践的基本常识，对每个选项的合理性进行判断。
【解析】
A选项：工程中材料采购需以最终确定的设计或施工图纸为依据，避免出现材料规格不符或浪费的情况，说法正确；
B选项：工程验收标准必须以科学原理、技术规范为核心依据，否则无法保障工程质量与合规性，该说法错误；
C选项：工程实践中运用批判性思维迭代改进，可不断优化作品的质量与性能，说法正确；
D选项：增强成本控制意识、提高作品性价比是工程实践的重要原则，说法正确。
综上，不正确的说法是B选项。
【答案】
B
【知识点】
工程实践常识、工程验收标准
【点评】
本题考查工程实践的基础认知，涉及工程各环节的基本要求，属于识记类基础题目，难度较低。
【难度系数】
0.8
本题为工程实践类的正误判断题，需结合工程各环节的基本要求逐一分析选项，找出说法不正确的选项。需回忆工程实践的基本常识，对每个选项的合理性进行判断。
【解析】
A选项：工程中材料采购需以最终确定的设计或施工图纸为依据，避免出现材料规格不符或浪费的情况，说法正确；
B选项：工程验收标准必须以科学原理、技术规范为核心依据，否则无法保障工程质量与合规性，该说法错误；
C选项：工程实践中运用批判性思维迭代改进，可不断优化作品的质量与性能，说法正确；
D选项：增强成本控制意识、提高作品性价比是工程实践的重要原则，说法正确。
综上，不正确的说法是B选项。
【答案】
B
【知识点】
工程实践常识、工程验收标准
【点评】
本题考查工程实践的基础认知，涉及工程各环节的基本要求，属于识记类基础题目，难度较低。
【难度系数】
0.8
4. 如图所示的广济桥为潮州八景之一，集梁桥、浮桥、拱桥于一体。浮桥由十八只木船横向并排连接而成，浮桥可启可闭，闭合时可连接两边梁桥，开启则能通行大型船舶和快速排洪。浮桥自古代起就被广泛使用，到现代也并未被完全淘汰，主要是因为浮桥(
①灵活性强；②荷载大；③经济性能强；④牢固性好。
A.①②
B.②③
C.②④
D.①③
D
)。①灵活性强；②荷载大；③经济性能强；④牢固性好。
A.①②
B.②③
C.②④
D.①③
答案
4. D
解析
【分析】
要解答本题，需结合题目对浮桥的功能与结构描述，分析浮桥的核心特点：题目明确浮桥“可启可闭，闭合连接梁桥，开启通行船舶和排洪”，体现其灵活调整的特性；浮桥由木船连接而成，材料简单易获取，成本低，体现经济属性。同时排除不符合浮桥特点的选项，即可得出答案。
【解析】
根据题目信息逐一分析：
1. 浮桥“可启可闭，闭合时连接两边梁桥，开启则能通行大型船舶和快速排洪”，说明浮桥灵活性强，故①正确；
2. 浮桥由十八只木船横向连接而成，建造材料简单、成本低，经济性能强，故③正确；
3. 浮桥的结构决定其荷载能力、牢固性均弱于传统梁桥、拱桥，因此②④错误。
综上，正确组合为①③，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
桥梁特点、材料性能
【点评】
本题结合实际的广济桥（浮桥）的应用特点，考查学生对不同桥梁特性的理解，需从题目给出的功能描述入手分析，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.4
要解答本题，需结合题目对浮桥的功能与结构描述，分析浮桥的核心特点：题目明确浮桥“可启可闭，闭合连接梁桥，开启通行船舶和排洪”，体现其灵活调整的特性；浮桥由木船连接而成，材料简单易获取，成本低，体现经济属性。同时排除不符合浮桥特点的选项，即可得出答案。
【解析】
根据题目信息逐一分析：
1. 浮桥“可启可闭，闭合时连接两边梁桥，开启则能通行大型船舶和快速排洪”，说明浮桥灵活性强，故①正确；
2. 浮桥由十八只木船横向连接而成，建造材料简单、成本低，经济性能强，故③正确；
3. 浮桥的结构决定其荷载能力、牢固性均弱于传统梁桥、拱桥，因此②④错误。
综上，正确组合为①③，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
桥梁特点、材料性能
【点评】
本题结合实际的广济桥（浮桥）的应用特点，考查学生对不同桥梁特性的理解，需从题目给出的功能描述入手分析，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.4
5. 港珠澳大桥主体工程集桥、岛、隧于一体，其中海底隧道长6.7km，桥梁部分达22.9km，通过人工岛实现桥隧转换。
（1）如图甲所示是港珠澳大桥的桥梁部分，该主体桥梁属于
A. 梁式桥
B. 拱桥
C. 斜拉桥
D. 悬索桥
（第5题 甲）
（2）如图乙所示，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$6.3×10^{4}m^{3}$，总质量为$6×10^{7}kg$。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？（海水密度取$1.0×10^{3}kg/m^{3}$，g取10N/kg）
（第5题 乙）
（3）查阅资料，思考港珠澳大桥要采取桥、岛、隧组合设计的原因。
（1）如图甲所示是港珠澳大桥的桥梁部分，该主体桥梁属于
C
（填字母）。A. 梁式桥
B. 拱桥
C. 斜拉桥
D. 悬索桥
（第5题 甲）
（2）如图乙所示，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$6.3×10^{4}m^{3}$，总质量为$6×10^{7}kg$。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？（海水密度取$1.0×10^{3}kg/m^{3}$，g取10N/kg）
（第5题 乙）
（3）查阅资料，思考港珠澳大桥要采取桥、岛、隧组合设计的原因。
答案
5. (1) C (2) 沉管刚好浸没在海水中时，排开海水的体积为$V_{排}=V=6.3×10^{4}m^{3}$，受到的浮力为$F_{浮}=ρgV=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×6.3×10^{4}m^{3}=6.3×10^{8}N$。由$F_{浮}=G_{总}=G_{管}+G_{水}$可得，注入海水的重力为$G_{水}=F_{浮}-G_{管}=6.3×10^{8}N-6×10^{8}N=3×10^{7}N$，注入海水的质量为$m_{水}=\frac{G_{水}}{g}=\frac{3×10^{7}N}{10N/kg}=3×10^{6}kg$。(3)保障大型船舶通航；保护海洋生态；平衡成本与技术可行性等。(合理即可)
解析
【分析】
本题分为三个小问，解题思路如下：
1. 第（1）问：需明确不同桥梁类型的结构特点，港珠澳大桥主体桥梁为斜拉索支撑桥面的结构，据此选择对应选项；
2. 第（2）问：利用阿基米德原理计算沉管浸没时的浮力，结合受力平衡（浮力等于沉管自身重力与注入海水重力之和），先求注入海水的重力，再通过重力与质量的关系算出注入海水的质量；
3. 第（3）问：结合港珠澳大桥的实际功能，从通航、生态、技术成本等角度分析桥隧组合设计的原因。
【解析】
（1）港珠澳大桥的主体桥梁采用斜拉索支撑桥面的结构，属于斜拉桥，故选C。
（2）当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时，排开海水的体积等于沉管的体积，即$V_{排}=V=6.3×10^{4}m^{3}$。
根据阿基米德原理，沉管受到的浮力：
$F_{浮}=ρ_{海水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×6.3×10^{4}m^{3}=6.3×10^{8}N$。
沉管自身的重力：
$G_{管}=m_{管}g=6×10^{7}kg×10N/kg=6×10^{8}N$。
沉管浸没时，浮力等于沉管总重力（沉管重力+注入海水重力），即$F_{浮}=G_{管}+G_{水}$，则注入海水的重力：
$G_{水}=F_{浮}-G_{管}=6.3×10^{8}N - 6×10^{8}N=3×10^{7}N$。
注入海水的质量：
$m_{水}=\frac{G_{水}}{g}=\frac{3×10^{7}N}{10N/kg}=3×10^{6}kg$。
（3）港珠澳大桥采用桥、岛、隧组合设计的原因：保障大型船舶通航（避免桥梁过高影响航线）；保护海洋生态（减少对海洋环境的破坏）；平衡技术难度与建设成本（隧道设计更适合深海区域，桥隧结合兼顾效率与可行性）等（合理即可）。
【答案】
（1）C；（2）$3×10^{6}kg$；（3）保障大型船舶通航；保护海洋生态；平衡成本与技术可行性等（合理即可）
【知识点】
桥梁类型判断、浮力计算、重力与质量的关系
【点评】
本题结合港珠澳大桥的实际工程案例，将物理知识与工程实际相结合，既考查了学生对桥梁类型的认知、浮力相关公式的应用，又引导学生关注工程设计的合理性，体现了物理知识在实际生活中的应用价值。
【难度系数】
0.6
本题分为三个小问，解题思路如下：
1. 第（1）问：需明确不同桥梁类型的结构特点，港珠澳大桥主体桥梁为斜拉索支撑桥面的结构，据此选择对应选项；
2. 第（2）问：利用阿基米德原理计算沉管浸没时的浮力，结合受力平衡（浮力等于沉管自身重力与注入海水重力之和），先求注入海水的重力，再通过重力与质量的关系算出注入海水的质量；
3. 第（3）问：结合港珠澳大桥的实际功能，从通航、生态、技术成本等角度分析桥隧组合设计的原因。
【解析】
（1）港珠澳大桥的主体桥梁采用斜拉索支撑桥面的结构，属于斜拉桥，故选C。
（2）当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时，排开海水的体积等于沉管的体积，即$V_{排}=V=6.3×10^{4}m^{3}$。
根据阿基米德原理，沉管受到的浮力：
$F_{浮}=ρ_{海水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×6.3×10^{4}m^{3}=6.3×10^{8}N$。
沉管自身的重力：
$G_{管}=m_{管}g=6×10^{7}kg×10N/kg=6×10^{8}N$。
沉管浸没时，浮力等于沉管总重力（沉管重力+注入海水重力），即$F_{浮}=G_{管}+G_{水}$，则注入海水的重力：
$G_{水}=F_{浮}-G_{管}=6.3×10^{8}N - 6×10^{8}N=3×10^{7}N$。
注入海水的质量：
$m_{水}=\frac{G_{水}}{g}=\frac{3×10^{7}N}{10N/kg}=3×10^{6}kg$。
（3）港珠澳大桥采用桥、岛、隧组合设计的原因：保障大型船舶通航（避免桥梁过高影响航线）；保护海洋生态（减少对海洋环境的破坏）；平衡技术难度与建设成本（隧道设计更适合深海区域，桥隧结合兼顾效率与可行性）等（合理即可）。
【答案】
（1）C；（2）$3×10^{6}kg$；（3）保障大型船舶通航；保护海洋生态；平衡成本与技术可行性等（合理即可）
【知识点】
桥梁类型判断、浮力计算、重力与质量的关系
【点评】
本题结合港珠澳大桥的实际工程案例，将物理知识与工程实际相结合，既考查了学生对桥梁类型的认知、浮力相关公式的应用，又引导学生关注工程设计的合理性，体现了物理知识在实际生活中的应用价值。
【难度系数】
0.6
