《2026年河北中考必备卷物理》

19. (6分)如图16所示,某段盘山公路起点到终点长为3000m、高为300m。一辆质量为5t的货车以100kW的恒定输出功率匀速爬坡,用时5min通过这段公路。已知货车装配的是柴油发动机,盘山公路的坡度近似相同,行驶过程中货车所受到的摩擦阻力保持不变,不计空气阻力,g取10N/kg,柴油的热值为4×10⁷J/kg。
(1)货车静止在水平地面时轮胎与地面的总接触面积为0.25m²,试计算停在山脚的货车对水平地面的压强。
(2)货车在这段盘山公路上匀速爬坡的过程中,受到的摩擦阻力大小。
(3)若货车柴油发动机效率为30%,则货车通过这段盘山公路需消耗的柴油质量。

答案： 19.解：
(1)停在山脚的货车对水平地面的压力等于自身的重力，即F压=G=mg=5×10³kg×10N/kg=5×10⁴N
停在山脚的货车对水平地面的压强p=F压/S=5×10⁴N/0.25m²=2×10⁵Pa
(2)汽车通过这段公路输出的功W总=Pt=100000W×5×60s=3×10⁷J
有用功W有=Gh=5×10⁴N×300m=1.5×10⁷J
货车在这段盘山公路上匀速爬坡的过程中，做的额外功W额=W总−W有=3×10⁷J−1.5×10⁷J=1.5×10⁷J
受到的摩擦阻力f=W额/s=1.5×10⁷J/3000m=5000N
(3)柴油完全燃烧放出的热量Q放=W总/η=3×10⁷J/30%=1×10⁸J
消耗柴油的质量m=Q放/q=1×10⁸J/4×10⁷J/kg=2.5kg