【題目】港珠澳大橋是世界上最長的跨海大橋，其海底隧道由33節(jié)沉管組成。某節(jié)沉管兩端密封后的質(zhì)量為7.5×107kg，體積為8×104m3。安裝時，用船將密封沉管拖到預(yù)定海面上，向其水箱中灌入海水使之沉入海底，為了便于觀察安裝情況，沉管豎直側(cè)壁外表面涂有紅、白相間的水平長條形標識（如圖所示），每條紅色或白色標識的長度L均為30m，寬度d均為0.5m。海水的密度取1×103 kg/m3。求：

（1）沉管灌水前的重力；

（2）要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力；

（3）沉管沉入海底后，兩條相鄰的紅色標識受到海水的壓力差。

【答案】（1）7.5×108 N；（2）5×107 N；（3）1.5×105N

【解析】

（1）沉管灌水前的重力：G=mg=7.5×107kg×10N/kg=7.5×108 N；

（2）沉管全部浸入水中時受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×8×104m3=8×108N，

根據(jù)物體的浮沉條件可知，沉管要沉入水中，重力需大于浮力，所以要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力：G水=F浮-G=8×108N-7.5×108N=5×107N；

（3）兩條相鄰的紅色標識受到海水的壓強差：Δp=ρgΔh=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa，

兩條相鄰的紅色標識受到海水的壓力差：ΔF=ΔpS=ΔpLΔh=1×104Pa×30m×0.5m=1.5×105N。
答：（1）沉管灌水前的重力7.5×108N；

（2）要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力為5×107N；

（3）兩條相鄰的紅色標識受到海水的壓力差1.5×105N。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】如圖，弧形軌道ab段光滑，bc段粗糙，小球從a點經(jīng)最低點b運動至c點。下列分析正確的是（）

A. 從a到b的過程中，小球動能轉(zhuǎn)化為重力勢能

B. 經(jīng)過b點時，小球動能最大

C. 從b到c的過程中，小球動能增大

D. 從a到c的過程中，小球機械能守恒

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【題目】如圖是一款家庭常用的電熱水壺，經(jīng)測量該電熱水壺的質(zhì)量為0.6kg，它與桌面的 接觸面積為0.02m2。該電熱水壺的額定電壓為220V，額定功率為1000W.[g取10 N/kg， 水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）]

（1）求電熱水壺的額定電流（保留一位小數(shù)）

（2）求電熱水壺靜止放在水平桌面上對桌面的壓強。

（3）用此電熱水壺將1kg，初溫為20℃的水加熱到100℃，水至少吸收多少熱量？

（4）電熱水壺正常工作時，若不考慮熱量損失，將壺中質(zhì)量為lkg、初溫為20℃的水加熱到100 ℃需要多長時間。

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【題目】某同學(xué)利用圖甲所示的電路測量小燈泡的電功率。實驗中電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓是2. 5V。

(1)該同學(xué)接錯了一根導(dǎo)線，請你在這根導(dǎo)線上打“×”，并補畫出正確的那根導(dǎo)線。

（_____）

(2)正確連接電路后，用開關(guān)進行試觸，發(fā)現(xiàn)電流表指針不偏轉(zhuǎn)，而電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)。故障原因可能是__________(填“電流表”、“滑動變阻器”或“小燈泡”)斷路。

(3)排除故障后，按正確的步驟進行實驗。小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是_________W，此時小燈泡的電阻是_________(結(jié)果保留兩位小數(shù))Ω。

(4)繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，讓小燈泡兩端的電壓逐漸降低，小燈泡逐漸變暗，這段時間內(nèi)，若小燈泡電阻變化量的絕對值是△R1，滑動變阻器接入電路的電阻變化量的絕對值是△R2，則△R1和△R2大小關(guān)系正確的是______ (填字母標號)。

A. △R1>△R2 B. △R1=△R2 C. △R1<△R2 D.無法比較

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【題目】2019年1月3日，我國“嫦娥四號”探測器在月球背面成功著陸，標志著我國探月工程取得了歷史性突破。

（1）“嫦娥四號”到達月球上方后，使用高熱值燃料發(fā)動機開始點火工作，該發(fā)動機________（填“屬于”或“不屬于”）熱機。“嫦娥四號”減速落月過程中，其動能不斷________（填“增大”或“減小”），“嫦娥四號”相對于其內(nèi)部的巡視器是________（填“運動”或“靜止”）的。

（2）“嫦娥四號”降落到距月球表面100m時，開始懸停并尋找著陸點。懸停時，“嫦娥四號”發(fā)動機的推力為2.5×103N，則“嫦娥四號”的重力為________N。“嫦娥四號”從100m高豎直降落到月球表面所用的時間為80s，該過程中“嫦娥四號”的平均速度為________m/s，重力（忽略其變化）做的功為________J。

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【題目】某學(xué)校建了一個植物園，園內(nèi)有一個溫室大棚，大棚內(nèi)設(shè)計了模擬日光和自動調(diào)溫系統(tǒng)，對大棚進行照明、保溫和加熱。冬季白天有日光的時候，燈泡不亮；白天開啟該系統(tǒng)的保溫功能，晚上開啟該系統(tǒng)的加熱功能。大棚照明調(diào)溫功能的原理電路圖如圖所示。已知電源電壓恒為220V，R1和R2是兩個電熱絲（不考慮溫度對電阻的影響），保溫時R1與R2的電功率之比為1∶3，R2=30Ω，L是標有“220V 100W”的燈泡。請解答下列問題：

（1）燈泡正常工作時的電阻多大______？

（2）開啟加熱功能時開關(guān)S2處于__________（選填“斷開”或/閉合”）狀態(tài)。

（3）若每天保溫狀態(tài)和加熱狀態(tài)各連續(xù)工作10h，—天中電熱絲放出的熱量完全由該植物園自產(chǎn)的沼氣提供，其熱效率為50%，則每天需要完全燃燒多少立方米的沼氣_______？（已知熱值q沼氣=1.8×107J/m3）

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【題目】小華做“測量小燈泡的功率”的實驗，并探究小燈泡亮度與功率的關(guān)系。電源電壓為4V保持不變。小燈泡額定電壓為2.5V，滑動變阻器標有“20Ω1A”字樣。

（1）圖甲所示是小華正準備接入最后一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時的實驗電路。請指出圖中在器材操作上存在的不妥之處：______________。

（2）下表是記錄與處理實驗數(shù)據(jù)的表格（部分），表中A和B處內(nèi)容是______和_______。

小燈泡的規(guī)格

電壓表的示數(shù)U/A

電流表的示數(shù)I/A

A

B

U額=2.5V

1.0

0.1

（3）實驗中，測出小燈泡在U=2.0V時的功率后，要測量其額定功率，滑動變阻器的滑片應(yīng)向_______移動；當電壓表的示數(shù)達到額定電壓時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為________W。

（4）小明認為（2）中表格內(nèi)數(shù)據(jù)不是真實的，你__________（同意/不同意）小明的觀點寫出你判斷的依據(jù)。答_________。

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【題目】學(xué)習(xí)了密度后，張磊嘗試利用身邊的器材測量鹽水和小石塊的密度。他找到一個圓柱形的硬質(zhì)薄壁塑料茶杯，杯壁上標有間距相等的三條刻度線，最上端刻度線旁標有600mL，接下來的操作是：

（1）他用刻度尺量出最上端刻度線距離杯底的高度如圖所示，則刻度尺讀數(shù)為________cm，將空茶杯放在電子體重計上顯示示數(shù)為0.10kg；

（2）向杯中注入配制好的鹽水直到液面到達最下端刻度線，此時體重計顯示示數(shù)為0.32kg，則可求得液體密度為________kg/m3

（3）向杯中輕放入小石塊，小石塊沉到杯底，繼續(xù)放入小石塊，直到液面到達中間刻度線處，此時小石塊全部在水面以下，體重計顯示示數(shù)為0.82kg，則小石塊的密度為________kg/m3

（4）根據(jù)以上操作還可求得放入小石塊后茶杯對體重計的壓強為________Pa，鹽水在杯底處產(chǎn)生的壓強為________Pa

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【題目】水上救援需要打撈沉沒的貨物，我們將該情景簡化為如圖所示的物理過程，假設(shè)物體浸沒在水深h=0.5m的容器底部（非密合），現(xiàn)利用彈簧測力計將物體從水中勻速提出，當物體有一半體積露出水面時，彈簧測力計示數(shù)為3N，當物體全部離開水面后，彈簧測力計示數(shù)為4N，已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/g，則

A. 物體在水面下的上升過程中所受浮力逐漸減小

B. 物體在容器底部時，受到的浮力為1N

C. 把物體從容器底部提出水面，拉力對物體需做功2J

D. 物體的密度為2.0×103kg/m3

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