《2026年金考卷中考45套汇编物理》

23. ★新情境 古船打捞 （8分）长江口二号古船是用整体打捞技术提取的宝贵水下文化遗产。如图甲，打捞船可看作中间开着方井的长方体，俯瞰为⧗型结构。如图乙，将古船及周围泥沙封闭成总质量为8×10⁶ kg、体积为6×10³ m³的箱体，打捞船甲板上的机械通过钢缆将箱体匀速提升至方井中。（g取10 N/kg，ρ水=1.0×10³ kg/m³，不计水的阻力和钢缆质量）

甲
乙
丙
（1）求箱体的重力。
（2）求箱体出水前所受的浮力和钢缆的总拉力。
（3）箱体出水前，打捞船浸入水中的深度为1.5 m，如图丙。箱体部分出水后在方井中静止时，钢缆总拉力为5.3×10⁷ N，求此时打捞船浸入水中的深度。
（⧗型打捞船上表面阴影部分面积取3.3×10³ m²）
全国中考45套汇编·物理＜12—6

答案： 23.(9分)
(1)6.4×10¹¹J
(2)40%
(3)0.03kg
风电站1天发出的电能W = Pt = 10⁵kW×10h = 10⁶kW·h
产生氢气的体积V氢气 = $\frac{10⁶kW·h - 8.2×10⁵kW·h}{3.6kW·h/m³}$ = 5×10⁴m³
产生的氢气完全燃烧释放的热量Q放氢 = V氢气q氢气 = 5×10⁴m³×1.28×10⁷J/m³ = 6.4×10¹¹J
标准煤完全燃烧放出的热量Q放煤 = m煤q煤 = 0.31kg×2.9×10⁷J/kg = 8.99×10⁶J
煤电转化效率η = $\frac{W_{电}}{Q_{放煤}}$ = $\frac{3.6×10⁶J}{8.99×10⁶J}$ ≈ 40%
同样发出1kW·h的电能，使用“富氧燃烧”技术后，需要的标准煤完全燃烧放出的热量Q放煤′ = $\frac{W_{电}}{η′}$ = $\frac{W_{电}}{η + Δη}$ = $\frac{3.6×10⁶J}{40\% + 4\%}$ ≈ 8.18×10⁶J
需要燃烧标准煤的质量m煤′ = $\frac{Q_{放煤}′}{q_{煤}}$ = $\frac{8.18×10⁶J}{2.9×10⁷J/kg}$ ≈ 0.28kg
节约标准煤的质量m节约 = m煤 - m煤′ = 0.31kg - 0.28kg = 0.03kg