Question

7．哈爾濱市松浦大橋是哈爾濱市自行組織建設的第一座跨江大型橋梁工程，在國際上亦屬特大型橋梁工程．該橋南起松花江南岸道外區(qū)南勛街，北至松花江北岸永勝路，路線全長4.027km，設計車速為80km/h，
（1）如果小軍開車以設計車速行駛，則通過該橋需要多少分鐘？
（2）松浦大橋是由25根深入地下約100米的近似圓柱形澆筑樁支撐起的．每根澆筑樁直徑約為2米．請你計算一下，灌注一根樁大約需要密度為2.5×10³kg/m³的混凝土多少噸？（本題中π取3）
（3）如圖，灌注大橋的澆筑樁之前要挖基坑，并采用“凍結法”來對基坑進行圍護，即用低溫冷媒劑（液氮）將基坑周圍的土層凍結成密封的凍結壁．那么：
①“凍結法”中主要用到了你學過的哪種物態(tài)變化？
②這種技術需要基坑周圍的土壤潮濕還是干燥，請說一說你的想法及理由？

Answer 1

分析 （1）知道通過的路程和速度，根據t=$\frac{s}{v}$求出通過該橋所用的時間；
（2）先計算一根樁的體積，再由由密度公式計算需要的混凝土的質量；
（3）物質從液態(tài)變成氣態(tài)叫汽化，液體汽化吸熱，有致冷作用；物質從液態(tài)變成固態(tài)叫凝固；
從土壤要凍結上分析說明這種技術的適用條件．

解答 解：
（1）已知橋的長和車速，由v=$\frac{s}{t}$可得以設計車速行駛，通過該橋需要的時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{4.027m}{80km/h}$≈0.05h=3min；
（2）由題可知一根樁的體積：
V=Sh=πr²h=3×（$\frac{2}{2}m$）²×100m=300m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得灌注一根樁大約需要混凝土的質量：
m=ρV=2.5×10³kg/m³×300m³=750×10³kg=750t；
（3）①液氮容易汽化，且汽化過程需要吸收熱量，使周圍溫度降低，從而使土凍結（土中水凝固）；
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．如果周圍的土很干燥，沒有水分，則無法結冰（凝固）而凍結．
故答案為：（1）如果小軍開車以設計車速行駛，則通過該橋需要3分鐘；
（2）灌注一根樁大約需要密度為2.5×10³kg/m³的混凝土750噸；
（3）①汽化；凝固；②這種技術需要基坑周圍的土壤潮濕，果周圍的土很干燥，沒有水分，則無法結冰（凝固）而凍結．

點評 本題以一橋為背景，考查了速度公式、密度公式的應用，還涉及到了物態(tài)變化的知識，考查的知識點多，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．