湛江海湾大桥将在近年内完工.它横跨湛江港湾.桥型为双塔斜拉桥.是目前广东省内最大的跨海大桥.对湛江的发展有重大意义．请你运用所学的物理知识简要回答下列问题:(1)大桥采用群桩基础.桩基工程由几十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50m.那么灌注l根桩需要密度为2.5×103kg/m3的混凝土7.5×1057.5×105kg(2)大桥的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（2005?湛江）湛江海湾大桥将在近年内完工，它横跨湛江港湾，桥型为双塔斜拉桥，是目前广东省内最大的跨海大桥，对湛江的发展有重大意义．请你运用所学的物理知识简要回答下列问题：
（1）大桥采用群桩基础，桩基工程由几十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50m，那么灌注l根桩需要密度为2.5×10³kg/m³的混凝土

7.5×10⁵

kg
（2）大桥的水下基坑挖掘采用了冻结法施工技术，利用低温的液态氮在基坑周围的冻结器中

汽化

吸热，使含水的沙土层形成冻结壁，便于进行掘砌施工．
（3）灌注大桥桥墩前，先在水下的基坑灌注了宽厚的钢筋混凝土基础，其目的是为了

在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，防止下陷

．
（4）假设大桥两岸海面宽为1200m，人们经渡轮过海约需20min，若大桥通车后，平均车速约为lOm/s，则人们乘车过海所需的时间比经渡轮过海所用的时间节省

min．
（5）为了确保大桥结构安全，必须限制超载车辆通过大桥．小明同学设计了一个车辆超载报警器，其原理图如图所示（未完整），当车辆超载时，信号灯发出警报．请你帮小明把电路连接完整．

分析：（1）知道桩的高度和横截面积，求出1根桩需要的混凝土的体积，再利用密度公式求需要混凝土的质量；
（2）物质从液体变为气态叫汽化，汽化需要吸热；
（3）压强的大小与压力和受力面积的大小有关，减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力；
（4）利用速度公式求出乘车需要的时间，知道经渡轮过海的时间，可求节省时间；
（5）当车辆超载时，对桥面的压力增大，压力传感器的电阻减小，控制电路中的电流增大、电磁铁的磁性增强，吸引衔铁下移，工作电路闭合，信号灯亮、警报．据此连接控制电路和工作电路．

解答：解：（1）1根桩需要的混凝土的体积：
v=sh=6m²×50m=300m³，
需要混凝土的质量：
m=ρv=2.5×10³kg/m³×300m³=7.5×10⁵kg，
（2）低温的液态氮在常温下会迅速汽化需要大量的热，使含水的沙土层形成冻结壁，便于进行掘砌施工；
（3）在基坑灌注了宽厚的钢筋混凝土基础是在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，防止下陷；
（4）乘车需要的时间：
t_车=

v车

1200m

10m/s

=120s=2min，
节省时间：
△t=20min-2min=18min；
（5）控制电路和工作电路连接如图所示：

故答案为：（1）7.5×10⁵；（2）汽化；（3）在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，防止下陷；（4）18；（5）如图所示．

点评：本题考查了学生对密度公式、速度公式、汽化吸热、减小压强的方法、电磁铁的掌握和运用，虽知识点多、综合性强，但利用所学知识分析实际问题，有意义！

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