Question

1．我國幅員遼闊，水資源豐富，地勢呈階梯狀分布，這為開發(fā)利用水能源提供了十分有利的條件，修建水庫是開發(fā)利用水能的基礎建設．
（1）我國的地勢特點是什么？
（2）水庫大壩總是建成下寬上窄的梯形，其橫截面積如圖所示，試說明建成這種形狀的物理道理．
（3）舉世矚目的三峽工程歷經近十年的艱辛努力，終于在2003年6月1日下閘蓄水，6月16日水位將達到海拔135米，此時壩前水位將抬高55米，求：此次蓄水，水對壩底所增加的壓強．
（4）一艘輪船的船底在過三峽船閘時不小心被撞了一個洞，洞口的面積為10cm²，用來堵洞的堵塞物受到的水壓力為25N，求洞口在水下的深度．

Answer 1

分析 （1）中國地勢西高東低，呈三級階梯分布．第一階梯和第二階梯的分界山脈是昆侖山脈、祁連山脈、橫斷山脈一線，第二階梯和第三階梯的分界山脈是大興安嶺、太行山、巫山、雪峰山一線．
（2）液體的壓強跟液體的深度和密度有關．在液體的密度一定時，液體越深，液體的壓強越大．
（3）已知水位抬高55米，根據(jù)公式p=ρgh計算水底所增加的壓強．
（4）知道堵塞物受到水的壓力和洞口的面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出堵塞物受到水的壓強，再根據(jù)液體壓強公式p=ρgh求出洞口在水下的深度．

解答 解：（1）中國地勢的特點是：西高東低，呈三級階梯分布．
（2）由于液體受到重力作用，且具有流動性，所以液體對容器底和容器側壁有壓強，并且液體的壓強隨深度增加而增大，即越往下面，液體內部壓強越大，故攔河大壩的修建成上窄下寬的梯形，增大了對水的壓強的承受力．
（3）此次蓄水，水對壩底所增加的壓強：
△p=ρg△h=1.0×10³kg/m³×10N/kg×55m=5.5×10⁵Pa．
（4）堵塞物受到水的壓強：
p′=$\frac{F}{S}$=$\frac{25N}{10×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.5×10⁴Pa；
因為p=ρ_水gh，
所以，洞口在水下的深度：
h=$\frac{p′}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.5×1{0}^{4}Pa}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2.5m．
答：（1）我國的地勢特點是西高東低，呈三級階梯分布；
（2）由于液體受到重力作用，且具有流動性，所以液體對容器底和容器側壁有壓強，并且液體的壓強隨深度增加而增大，即越往下面，液體內部壓強越大，故攔河大壩的修建成上窄下寬的梯形，增大了對水的壓強的承受力；
（3）水對壩底所增加的壓強為5.5×10⁵Pa．
（4）洞口在水下的深度為2.5m．

點評 本題考查液體壓強的計算和液體壓強的特點，知道液體內部壓強的特點，并能利用液體內部壓強的知識解釋問題是解決該題的關鍵．計算過程要注意單位的換算．