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(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計時速100km．

問題1：如果一輛汽車以設(shè)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(jié)構(gòu)，塔柱高215m．采用群樁基礎(chǔ)，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(jié)構(gòu)，基坑圍護采用凍結(jié)法．凍結(jié)法施工技術(shù)適合于含水量大于10%的任何含水、松散、不穩(wěn)定土層．凍結(jié)法施工技術(shù)即是利用人工制冷方法將基坑周圍的土層凍結(jié)成密封的凍土結(jié)構(gòu)體---凍結(jié)壁，以抵抗地壓、隔絕地下水與基坑的水力聯(lián)系，在凍結(jié)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(jié)壁，在基坑周圍打一定數(shù)量的凍結(jié)孔，安裝凍結(jié)器，用低溫冷媒劑（液氮）在凍結(jié)器中循環(huán)使土層凍結(jié)．
問題3：液氮能使基坑周圍的土凍結(jié)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(shù)的好處你能說出一點來嗎？______．
大型橋梁結(jié)構(gòu)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(dāng)?shù)狞c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(shù)據(jù)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(yán)重削弱光電測距．采用GPS技術(shù)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(biāo)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(fēng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)安全有著重要意義．
問題6：小康同學(xué)想用壓力傳感器（當(dāng)壓力達到設(shè)定值時，它就接通電路）、電磁繼電器，為大橋設(shè)計一個車輛超重的報警裝置．當(dāng)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

【答案】分析：（1）知道路程和速度的前提下，根據(jù)t=可以求出所需要的時間；
（2）求出樁的體積，根據(jù)m=ρV求出質(zhì)量；
（3）液體汽化吸熱，有致冷作用；
（4）光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，如果空氣中有水滴和冰晶時會對光產(chǎn)生折射或反射；
（5）節(jié)電方案很多，比如減少路燈的工作數(shù)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===0.36h=21.6min；
（2）1根樁的體積為：V=Sh=6m²×51m=306m³，
則1根樁的質(zhì)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(jié)；如果周圍的土很干燥，沒有水分，則無法結(jié)冰而凍結(jié)；這種方法的好處很多，如：快速制冷、無污染、噪聲小、經(jīng)濟安全、適應(yīng)力強、工藝簡單、凍土熔化后不影響地下結(jié)構(gòu)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(guān)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(gòu)成控制電路；右邊的電源、燈泡、動觸點構(gòu)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(shù)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(xué)生很好的綜合應(yīng)用的能力，有一定的難度．