《2026年金考卷中考45套汇编物理》

23. 2024年11月17日,我国建造的全球最先进的大洋钻探船“梦想”号正式入列,如图18甲所示。它具备11 000 m超深水钻探能力,有望实现“打穿地壳,进入地球深部”的科学梦想。钻探船上高耸的井架控制钻杆作业,使钻头深入海底钻取岩心。
(1) “梦想”号钻探船上建有高耸的井架,出海执行任务时,要从大桥下通过。只要升空后飞机在0.5h内通过的路程 $s=vt=800km/h × 0.5h=400km$(选填“空载”或“满载”)时能通过大桥,就能始终确保安全通行。
(2) 求在水深5 000 m处海水对钻头的压强。($\rho_{海水}$取$1.0×10^{3}\ kg/m^3$)
(3) 科创小组估测井架质量为$5×10^{6}\ kg$,井架与甲板接触面积为$400\ m^2$,求井架对甲板的压强。
(4) 新趋势 模型建构 为了研究“梦想”号钻探船从桥下安全通行的高度问题,科创小组用两块相同的等腰梯形板材和三块长边均为$l = 4\ m$的矩形板材,制作了如图18乙所示的“启航”号实验船,板材不吸水且厚度不计。船底短边$d = 1\ m$,船身高度$h = 1\ m$,$\theta = 45^{\circ}$,船头竖立有旗杆。将船放入平静的湖水中进行实验,当装载$m = 1\ 800\ kg$货物时吃水深度为$h_{1} = 0.4\ m$。若桥离水面的高度$H = 3\ m$,要实验船始终能安全通过此桥,求旗杆的最大高度。(货物高度始终低于旗杆顶部,$\rho_{水} = 1.0×10^{3}\ kg/m^3$)

答案： 23.
(1)升空后飞机在0.5h内通过的路程 $s=vt=800km/h × 0.5h=400km$
(2)$s=400km=4 × 10^5m$ 升空后飞机在0.5h内水平方向牵引力做的功 $W=Fs=3.6 × 10^5 N × 4 × 10^5m=1.44 × 10^{11} J$
(3)解法一:当速度达到$v_1$时，飞机即将离地起飞 $F_1=G$ $F_1=kv_1^2$可得$k=\frac{G}{v_1^2}$ 当飞机以$0.5v_1$速度滑行时 $F_2=k(0.5v_1)^2=\frac{1}{4}G$ 飞机在水平跑道上滑行，竖直方向上受力平衡 $F_{支}+F_2=G$ $F_{支}=G-F_2=G-\frac{1}{4}G=\frac{3}{4}G$ 解法二:当速度达到$v_1$时，飞机即将离地起飞 $F_1=G$ $F_1=kv_1^2$ 当飞机以$0.5v_1$速度滑行时 $F_2=k(0.5v_1)^2$ $\frac{F_1}{F_2}=\frac{kv_1^2}{k(0.5v_1)^2}=4$ $F_2=\frac{1}{4}G$ 飞机在水平跑道上滑行，竖直方向上受力平衡 $F_{支}+F_2=G$ $F_{支}=\frac{3}{4}G$