2023年12月22日凌晨，中开高速（中山段）二期工程的关键控制性节点工程上演了一次精彩的“空中芭蕾”——重达3.2万吨的跨广珠城际铁路转体桥成功转体。此次转体经历90分钟，安全平稳地实现了90度零误差“转体”后，修建时为不影响火车通行，该桥梁体先在顺铁路方向浇筑，浇筑完成后，再通过转体装置完美“转身“横跨铁路。

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1. 2023年12月22日凌晨，中开高速（中山段）二期工程的关键控制性节点工程上演了一次精彩的“空中芭蕾”——重达3.2万吨的跨广珠城际铁路转体桥成功转体。此次转体经历90分钟，安全平稳地实现了90度零误差“转体”后，修建时为不影响火车通行，该桥梁体先在顺铁路方向浇筑，浇筑完成后，再通过转体装置完美“转身“横跨铁路。

(1) 跨铁高架桥为非对称转体，跨铁路侧转体箱梁长度大约是非跨铁路侧转体箱梁长度的2倍，其简化模型如图2甲所示，已知高架桥箱梁长AB＝135m，宽41.3m，厚度忽略不计，桥墩高15m，高架桥箱梁在浇筑时需要在A、B两侧搭建支架，“转体”时撤除全部支架但需在A端施加1.6万吨的配重达到水平平衡才能转体。假设高架桥箱梁可视为质量分布均匀的长方体，求：

①将1.6万吨的配重从地面吊起来平放在高架桥箱梁的A端至少做功J；

②高架桥箱梁的实际质量大约是t。

(2) 桥墩下的转体装置由如图2乙所示的上转盘和下转盘组成。上转盘上有两根钢索，每根钢索由一台牵引器通过传动装置牵引，已知上转盘的周长为360m，每台牵引器的功率90kW，牵引器牵引钢索的效率为60%，那么，完成转体，每台牵引器做功J，最终每根钢索拉动上转盘缓慢匀速转动时的牵引力N。

【考点】

功率计算公式的应用; 杠杆的平衡条件;

【答案】

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综合题普通

1. 如图甲所示是一款可以安装在家里门上的单杠。这种单杠安装拆卸方便，通过调节单杠上的旋钮可以使两侧的底座紧紧压在门框两侧，依靠底座上防滑垫与门框之间的作用力，即使受到 $\text{[math]}$ 的拉力也不会滑下。在家里，用它可以做引体向上、拉伸、牵引等锻炼。

（1）单杠中间有内置水平仪，水平仪中有液体和气泡。安装时，若单杠恰好水平，则空气泡在水平仪中间，如图乙所示；若空气泡偏左，则单杠（选填“左”或“右”）侧偏高；

（2）如图甲所示，若质量为 $\text{[math]}$ 的小朋友只用一只手拉着 $\text{[math]}$ 处的吊环吊在单杠上， $\text{[math]}$ 处到左侧门框 $\text{[math]}$ 处的水平距离为 $\text{[math]}$ ，到右侧门框 $\text{[math]}$ 处的水平距离为 $\text{[math]}$ ，不计单杠自重，则右侧门框对底座的摩擦力为多大？

（3）一重为 $\text{[math]}$ 的成年人按如图丙所示标准动作做引体向上，他竖直握住单杠悬垂时，单杠到肘关节距离 $\text{[math]}$ 约为 $\text{[math]}$ ，肘关节到下巴的距离 $\text{[math]}$ 约为 $\text{[math]}$ ，下巴到脚的距离 $\text{[math]}$ 约为 $\text{[math]}$ ，脚到地面的距离 $\text{[math]}$ 约为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 能完成 $\text{[math]}$ 个如图所示的标准的引体向上动作，他克服重力做功的功率约多大？

综合题普通

2. 2023年11月23日执行第十批在韩中国人民志愿军烈士遗骸运送任务的空军运—20专机停靠在沈阳桃仙国际机场，人们以崇高敬意迎接志愿军烈士“回家”。运—20是我国研究制造的新一代军用大型运输机，最大时速918km/h，发动机总推力 $\text{[math]}$ ，轮胎与地面总接触面积为 $\text{[math]}$ ，最大起飞质量为220t。求：

（1）运—20以最大起飞质量停在水平跑道上时对水平跑道的压强；

（2）运—20以总推力在空中飞行，发动机做功的最大功率。

综合题普通

3. 请解答“人体和体育锻炼中的杠杆”项目式学习中的问题。

（1）构建杠杆概念：用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，如图1所示；从物理学的视角来看，桡骨可以简化为杠杆。请问：该杠杆的支点在哪里（用图1上标出的名称回答）？在提起重物的过程中，重物通过绳索对手掌的拉力是动力还是阻力？

（2）探究杠杆平衡条件：用如图2所示的装置探究杠杆平衡条件，需要测量并记录哪些物理量？（用图2上标出的物理量符号回答）

（3）应用和拓展：引体向上，能充分训练肱二头肌。如图3是某同学做引体向上的情境，他双手握单杠，前臂与竖直方向成30°角，上臂与前臂成30°角，身体静止，上臂中肱骨可抽象成如图4所示的杠杆OB，A点是双手握单杠的点，O点是肘关节，B点是肩关节，认为B点是体重对肱骨竖直拉力的作用点，肱二头肌沿BC方向拉肱骨。已知该同学体重为600N，肱骨OB长约30cm，OC距离约4cm，由于C点距O点很近，认为BC与前臂AO的夹角也约为30°。两只手臂用力情况相同。求此时每只上臂的肱二头肌拉力的大小。

综合题普通