《2026年金考卷中考试题汇编45套物理山东专版》

26. 小明和爸爸的质量共120 kg,骑着一辆质量为300 kg(含装备)的三轮摩托车,沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02 m²。(g取10 N/kg)
(1) 水平骑行时,摩托车对地面的压力、压强分别是多少?
(2) 在海拔约5000 m的米拉山垭口烧水,用燃气炉将质量为2.5 kg、初温为3℃的水加热至沸腾(水的沸点为83℃)。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收,则水吸收了多少热量? 共用掉多少燃气$? [q_{燃气}=5×10^{7}J/kg,c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg·℃)]$

答案： 26.(8分)
(1)摩托车对地面的压力F = G = (m车 + m人)g = (300kg + 120kg)×10N/kg = 4200N
摩托车对地面的压强p = F/S = 4200N/(3×0.02m²) = 7×10⁴Pa
(2)水吸收的热量Q吸 = c水m水(t - t₀) = 4.2×10³J/(kg·℃)×2.5kg×(83℃ - 3℃) = 8.4×10⁵J
燃气释放的热量Q放 = Q吸/30% = 8.4×10⁵J/30% = 2.8×10⁶J
燃气的质量m = Q放/q燃气 = 2.8×10⁶J/(5×10⁷J/kg) = 0.056kg

27. 采摘机器人在智慧农业中广泛使用,兴趣小组设计的某采摘机器人部分工作原理如图23所示,可以“前进”“后退”“照明”;开关S₁、S₂用绝缘柄相连,可同时连接触点“1”或“2”,电动机均正常工作。部分元件参数:电动机(24 V 96 W),灯泡L(18 V 5.4 W),滑动变阻器R(50 Ω 1 A),电流表(0~0.6 A)。
(1) 通过控制开关S₁、S₂,可实现前进、后退,原因是什么?
(2) 电动机(线圈电阻为2 Ω)正常工作5 min消耗的电能和产生的热量分别为多少?
(3) 闭合S₃,调节灯泡亮度时,为保证各元件安全,R连入电路的最小阻值为多少? (灯丝电阻随温度变化忽略不计)

答案： 27.(8分)
(1)由题图可知，开关S₁、S₂同时接“1”，电动机中电流方向为从右到左；开关S₁、S₂同时接“2”，电动机中电流方向为从左到右，所以通过控制开关S₁、S₂，改变通过电动机的电流方向可实现前进、后退。
(2)电动机正常工作5min消耗的电能W = Pt = 96W×5×60s = 2.88×10⁴J
电动机正常工作的电流I = P/U = 96W/24V = 4A
电动机线圈产生的热量Q = I²Rt = (4A)²×2Ω×5×60s = 9600J
(3)灯泡正常工作的电流Iₗ = Pₗ/Uₗ = 5.4W/18V = 0.3A
则右侧电路中最大电流为0.3A，由题意可知电动机正常工作，则电源电压为24V，根据欧姆定律和串联电路的电压规律可知，此时R连入电路的最小阻值Rmin = (U - Uₗ)/Iₗ = (24V - 18V)/0.3A = 20Ω

28. 如图24甲所示,某航海器由钢板焊接的两个空心三棱柱组成。侧面为ABCDE,在△ABC中,AB=8 m,AC=BC,∠ACB=90°;在△CDE中,底边DE的高为0.9 m;两个三棱柱柱棱的长度均为10 m,下方三棱柱体积为6 m³,航海器总重$1.2×10^{6}N。$$(ρ_{水}=1.0×10^{3}kg/m³,g$取10 N/kg,三棱柱体积=三角形面积×棱的长度)
(1) 当航海器漂浮在水面上,求排开水的体积。
(2) 航海器误入浅水区搁浅,下方三棱柱一部分陷入泥沙,如图24乙所示。为将航海器浮起来,采取了以下措施:卸掉重$2×10^{5}N$的设备,等待涨潮之后清理下面的泥沙。搁浅位置24小时内,航海器底部到水面的距离H随时间t变化情况如图24丙所示。假设航海器整体始终保持水平,请通过计算判断航海器是否能浮起来?

答案：
28.(9分)
(1)航海器漂浮在水面上，根据浮沉条件可知浮力与重力大小相等，即F浮 = G = 1.2×10⁶N
排开水的体积V排 = F浮/(ρ水g) = 1.2×10⁶N/(1.0×10³kg/m³×10N/kg) = 120m³
(2)卸掉重2×10⁵N的设备，航海器剩下的重力G剩 = 1.2×10⁶N - 2×10⁵N = 1.0×10⁶N
由题图丙可知航海器底部到水面的最大距离为3.9m，如图所示，水面位置为HF，此时排开水的体积最大

作AB边上的高CD，交HF于点G，上方三棱柱浸在水中的深度h = 3.9m - 0.9m = 3m，即CG = 3m，根据几何知识可知HF = 6m，上方三棱柱排开水的体积V排上 = 1/2×HF×CG×10m = 1/2×6m×3m×10m = 90m³
清掉泥沙，下方三棱柱排开水的体积V排下 = 6m³，航海器所受最大浮力F浮max = ρ水g(V排上 + V排下) = 1.0×10³kg/m³×10N/kg×(90m³ + 6m³) = 9.6×10⁵N
F浮max ＜ G剩，所以搁浅位置24小时内，航海器不能浮起来