Question

閱讀與問題：
潤揚大橋為目前“中國第一，世界第三”的大跨徑懸索橋．它北起揚州市，跨江連接對岸鎮(zhèn)江市，全長約36km．主線采用雙向6車道高速公路標準，設計時速100km．

問題1：如果一輛汽車以設計的速度行駛，則由揚州到鎮(zhèn)江需要

 

min．
潤揚大橋懸索橋北索塔位于距世業(yè)洲外江堤210m的長江南汊江面上，是由兩個塔柱、三道橫梁組成的門式框架結構，塔柱高215m．采用群樁基礎，樁基工程共由32根大型水下鉆孔灌注樁組 成，每根樁的截面積約為6m²，平均樁長51m．
問題2：請你計算一下，灌注1根樁需要密度為2.5×10³kg/m³的混凝土

 

t．
潤揚大橋南錨碇基坑為長70.5m、寬52.5m、深29m的矩型結構，基坑圍護采用凍結法．凍結法施工技術適合于含水量大于10%的任何含水、松散、不穩(wěn)定土層．凍結法施工技術即是利用人工制冷方法將基坑周圍的土層凍結成密封的凍土結構體---凍結壁，以抵抗地壓、隔絕地下水與基坑的水力聯(lián)系，在凍結壁的保護下進行掘砌工作的一種特殊施工方法．為了形成凍結壁，在基坑周圍打一定數量的凍結孔，安裝凍結器，用低溫冷媒劑（液氮）在凍結器中循環(huán)使土層凍結．
問題3：液氮能使基坑周圍的土凍結的原因是

 

；如果基坑周圍的土很干燥

 

（填“能”或“不能”）采用此方法．這種技術的好處你能說出一點來嗎？

 

．
大型橋梁結構安全是極其重要的．目前常用的方法是光電測距（EDM）和GPS方法監(jiān)測主梁豎向、橫向、縱向的位移．光電測距方法是通過沿鋼箱梁選擇適當的點布置反射器，利用紅外激光探測功能，對反射器進行監(jiān)測和電腦數據處理，確定梁的外型和移動情況．
潤揚大橋所處的江面較寬，大霧、雨雪天氣時常出現(xiàn)，這些會嚴重削弱光電測距．采用GPS技術進行主梁線形的監(jiān)測可以避免以上問題．
問題4：光電測距易受大霧、雨雪天氣的影響，這是因為

 

．
潤揚大橋是我市的一個標志性建筑，因此，其道路照明和美化照明是我市的一道亮麗的風景線．由于照明燈具都是大功率光源，照明耗電十分可觀．因而，節(jié)電也是一個重要課題．
問題5：請你針對這個課題提出一個切實可行的節(jié)電方案

 

．
超重超載車輛是造成高速公路路面結構損壞，高速公路交通事故頻發(fā)的一個重要因素．因此限制超重車輛的行駛，對確保潤揚大橋結構安全有著重要意義．
問題6：小康同學想用壓力傳感器（當壓力達到設定值時，它就接通電路）、電磁繼電器，為大橋設計一個車輛超重的報警裝置．當車超重時，信號燈就發(fā)光．在圖中請你為他連接好電路．

Answer 1

分析：（1）知道路程和速度的前提下，根據t=

s

v

可以求出所需要的時間；
（2）求出樁的體積，根據m=ρV求出質量；
（3）液體汽化吸熱，有致冷作用；
（4）光在同種均勻介質中沿直線傳播，如果空氣中有水滴和冰晶時會對光產生折射或反射；
（5）節(jié)電方案很多，比如減少路燈的工作數量、使用節(jié)能燈具等；
（6）電磁繼電器分為工作電路和控制電路．

解答：解：（1）需要的時間為：t=

s

v

=

36km

100km/h

=0.36h=21.6min；
（2）1根樁的體積為：V=Sh=6m²×51m=306m³，
則1根樁的質量為：m=ρV=2.5×10³kg/m³×306m³=765000kg=765t；
（3）液氮容易汽化，吸收熱量，使周圍溫度降低，土凍結；如果周圍的土很干燥，沒有水分，則無法結冰而凍結；這種方法的好處很多，如：快速制冷、無污染、噪聲小、經濟安全、適應力強、工藝簡單、凍土熔化后不影響地下結構等．
（4）因為大霧和雨雪天氣空氣中的水滴和冰晶對光發(fā)生反射和折射，故會影響光電測距．
（5）要想節(jié)約用電，可以定時開關路燈、使用節(jié)能燈等．
（6）如圖，左邊的電源、壓力傳感器、電磁鐵共同構成控制電路；右邊的電源、燈泡、動觸點構成工作電路．
故答案是：
問題1：21.6；
問題2：765；
問題3：液氮的汽化（蒸發(fā)）吸熱；不能；快速制冷；
問題4：大霧和雨雪天氣空氣中的水滴和冰晶對光發(fā)生反射和折射；
問題5：分時間段控制路燈的工作數量或分路段控制路燈的工作或控制燈光的亮度或開發(fā)節(jié)能燈具等；
問題6：如圖所示．

點評：該題以一橋為背景，綜合考查了多個物理知識點，涉及面很廣，要求學生很好的綜合應用的能力，有一定的難度．