以“桥”为载体的物理考题_物理复习-查字典物理网

面向21世纪的中学物理教育，“应以物理学的知识体系为载体，以创新精神和实践能力为重点，以提高学生的科学素质为目标，通过强化物理知识的形成过程和应用过程，认识科学、技术、社会的紧密联系，体验、认识和运用科学研究的过程和方法，进而激发学生学习物理的兴趣”。所以近几年的中考物理试卷中，STS（科学、技术、社会的简称）类型的试题不断涌现。这类试题以工农业生产、高新技术和社会生活中的实际问题为素材，要求考生将试题展示的实际情景转化为物理情景，然后运用相应的物理知识解答。

近年的中考物理试卷中STS类型的好题精彩纷呈，以下采撷两例以“桥”为载体的考题，给你的感觉是不是耳目一新？

题1我们的家乡──芜湖，一直以来就是长江下游重要的商贸港口城市。芜湖长江大桥，这座目前我国科技含量最高的特大型公、铁两用斜拉索桥梁的建成，使芜湖这座古老的城市又焕发出强烈的时代气息。大桥的建设，用到了很多物理学的知识和研究方法。

1．在铁路桥引桥靠近居民住宅区一侧，建有高3m左右的板墙（如图所示），其作用是。

2．汽车过桥时，每隔一段距离会有明显颠簸，这是大桥桥面上的缝隙所致。这些缝隙是（）

A．一种交通标志，用于确认距离，避免发生追尾事故

B．来往车辆过多，造成路面损毁

C．避免司机开车由于过分平稳而瞌睡

D．伸缩缝，用于允许桥面的膨胀和收缩

3．将大桥的结构进行简化，取其部分可抽象成如图所示的模型。

（1）可以看出它用到了的相关知识。其中O是，代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力。

（2）为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当增加桥塔的高度。请分析原因。

（3）假如让你来设计新的斜拉索式大桥，你还能提出什么方法可以减轻钢索承受的拉力？（说出一种方法即可）

[答案及提示：1．阻挡车辆产生的噪声，减小噪声污染．2．D．3．（1）杠杆，支点，F₁；（2）增加桥塔的高度，可以增大拉力的力臂，根据杠杆的平衡条件，钢索所受拉力也随之减小；（3）使用新型轻质材料减小桥梁自重。]

题2阅读与问题：润扬大桥为目前“中国第一，世界第三”的大跨径悬索桥。它北起扬州市，跨江连接对岸镇江市，全长约36km。主线采用双向6车道高速公路标准，设计时速100km。

问题1：如果一辆汽车以设计的速度行驶，则由扬州到镇江需要min。

润扬大桥悬索桥北索塔位于距世业洲外江堤210m的长江南汊江面上，是由两个塔柱、三道横梁组成的门式框架结构，塔柱高215m。采用群桩基础，桩基工程共由32根大型水下钻孔灌注桩组成，每根桩的横截面积约为6m²，平均桩长51m。。

问题2：请你计算一下，灌注1根桩需要密度为2。5×10³kg/m³的混凝土t。

润扬大桥南锚碇基坑为长70．5m、宽52．5m、深29m的长方体结构，基坑围护采用冻结法。这种技术适合于含量大于10%的任何含水、松散、不稳定土层。冻结法施工技术即是利用人工制冷方法将基坑周围的土层冻结成密封的冻土结构体──冻结壁，以抵抗地压、隔绝地下水与基坑的水力联系，在冻结壁的保护下进行掘砌工作的一种特殊施工方法。为了形成冻结壁，在基坑周围打一定数量的冻结孔，安装冻结器，用低温冷媒剂（液氮）在冻结器中循环使土层冻结。

问题3：液氮能使基坑周围的土冻结的原因是。如果基坑周围的土很干燥，（填“能”或“不能”）采用此方法。这种技术的好处你能说出一点来吗？。

大型桥梁结构安全监测是极其重要的。目前常用光电测距（EDM）和GPS方法监测主梁竖向、横向、纵向的位移。光电测距方法是通过沿钢箱梁选择适当的点布置反射器，利用红外激光探测功能，对反射器进行监测和电脑数据处理，确定梁的外型和移动情况。

润扬大桥所处的江面较宽，大雾、雨雪天气时常出现，这些会严重影响光电测距。采用GPS技术进行主梁线形的监测可以避免以上问题。

问题4：光电测距易受大雾、雨雪天气的影响，这是因为。

润扬大桥是我市一个标志性建筑，其道路照明和美化照明是城市的一道亮丽的风景线。由于照明灯具都是大功率光源，照明耗电十分可观，因而，节电也是一个重要课题。

问题5：请你针对这个课题提出一个切实可行的节电方案。

车辆的超重超载是造成高速公路路面结构损坏，交通事故频发的一个重要因素。因此限制超重车辆的行驶，对确保润扬大桥结构安全有着重要意义。

问题6：小康同学想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）、电磁继电器，为大桥设计一个车辆超重的报警装置。当车辆超重时，信号灯就发光。在图中请你为他连接好电路。

答案及提示：问题1：21．4；问题2：765；问题3：液氮的汽化（蒸发）吸热，不能，快速制冷（无污染、噪声小、经济安全、适应力强、工艺简单、冻土熔化后不影响地下结构、坚固抗压、隔绝地下水和基坑的水力联系、隔水等；问题4：大雾和雨雪天气空气中的水滴和冰晶对光发生反射和折射；问题5：分时间段控制路灯的工作数量或分路段控制路灯的工作或控制灯光的亮度或开发节能灯具等；问题6：图略）

随着科学、技术、社会的发展，物理STS试题的形式必然也会随着发展。它反映了物理学习的时代特征，使学生能够用现代观念看待物理知识的实际应用，同时也可以使学生注意并加深对现代生产技术的认识，培养学生运用所学知识分析解决现代生产技术问题的能力，增强社会责任感。虽然这类试题密切联系生产生活及最新高科技技术“高且新”，但是它同样是依赖于我们熟悉的基础知识，所以这类试题一般具有“起点高，落点低”的特点。这就需要考生平时注意对心理素质的培养，在处理这类试题时：不要紧张，应该对试题所展示的实际情景仔细分析判断，弄清物理情景，抽象出物理模型，然后运用相应的物理知识和物理规律进行解答。

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