题目内容
【题目】港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥,总长约55公里,2018年10月24日上午9时正式通车,将从香港到珠海的车程由原来3小时缩短为半小时。它由桥梁和海底隧道组成,隧道由钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图所示,沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,再用船将密封沉管拖运到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底,并在水中进行对接。某一节密封长方体沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m,总质量为7×107kg。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力为多少?
(2)在对密封沉管灌水使其下沉过程中,其下表面受到海水的压强增大,当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,其下表面受到海水的压力为多少?
(3)在对密封沉管灌水使其下沉过程中,当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,注入的海水质量至少为多少?
【答案】(1)6×108N;(2)6.3×108N;(3)3×106 kg
【解析】
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力
在灌水前受到的浮力6×108N。
(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,其下表面受到海水的压强
沉管下表面的面积
由可得,下表面受到海水的压力
其下表面受到海水的压力为6.3×108N。
(3)沉管刚好浸没海水中时,排开海水的体积
受到的浮力
沉管恰好悬浮时,沉管内注入海水的质量最小,由
可得,注入海水的重力
注入海水的质量
注入的海水质量至少为3×106kg。
答:(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力是6×108N。
(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,其下表面受到海水的压力为6.3×108N。
(3)要使沉管沉入海底至少需要向管内注入3×106kg的海水。
【题目】小明利用如图甲的实验装置观察水的沸腾:
(1)组装器材时,应先固定图甲中的_____(选填“A”或“B”);
(2)安装好实验器材后,为缩短实验时间,小明在烧杯中倒入热水,温度计示数如图乙,此时温度计的示数为_____℃;
(3)在水温升高到90℃后,小明每隔lmin观察1次温度计的示数,记录在表中,直到水沸腾,如此持续3min后停止读数:
①在第6min小明忘记记录数据,此时的水温度应为_____℃;
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
温度/℃ | 90 | 92 | 94 | 96 | 98 | 99 | 99 | 99 |
②小明观察到:沸腾时水中气泡的情形为图丙中_____图(选填“C”或“D”);
③由表格数据可知,水沸腾时的温度特点是虽然继续吸热但_______________。
(4)请根据表中数据,在图丁所示的坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像。
(________)