某校初三（1）班的物理课外探究小组对吸收太阳能与表面颜色之间-优题课

某校初三（1）班的物理课外探究小组对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在黑色塑料袋和白色塑料袋内装入同样质量的水，插入温度计后系好，放在阳光下暴晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数。数据记录如下：

塑料袋	水的质量（kg）	初温（℃）	温度（℃）	温度（℃）	温度（℃）	…
黑色	1.5	14.0	23.3	28.0	33.5	…
白色	1.5	14.0	17.5	18.6	21.0	…

（1）分析上表实验数据可推知，太阳能热水器的集热管的表面颜色以色为宜；
（2）若一太阳能热水器的装水80kg，集热管每小时接收太阳能约为4.2×10⁶J，则该热水器每小时水温能升高多少℃？[C_水=4.2×10³J/（kg·℃）]（不计热量损失）

科目物理题型计算题难度较难

知识点：能量转化的应用

冬季，养鸡场为了提高产蛋量，夜间需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明，白天需要在鸡舍里用电热器加热，不需要用灯泡照明。小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置，这个装置的电路图如图所示，电阻 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 是两个用来加热且阻值不变的电阻丝，灯 $L$ 是标有“ $220 V$ 　 $160 W$ ”的照明灯泡，开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 的通断只有两种状态，一种是同时断开，另一种是同时闭合。该装置从早晨 $7 : 00$ 至 $17 : 00$ 处于白天工作状态，连续正常工作 $10 h$ ，这段时间内电流表的示数为 $4.4 A$ ，电阻 $R_{1}$ 的电功率为 $P_{1}$ ，电阻 $R_{2}$ 的电功率为 $P_{2}$ ，电路的总电功率为 $P$ ；该装置从 $17 : 00$ 至第二天早晨 $7 : 00$ 处于夜间工作状态，连续正常工作 $14 h$ 。已知：电源两端的电压 $U$ 恒为 $220 V$ ， $\frac{P_{1}}{P_{2}} = \frac{1}{4}$

求：（1）总电功率 $P$ ；

（2）电阻 $R_{2}$ 的阻值；

（3）从早晨 $7 : 00$ 到第二天早晨 $7 : 00$ 的 $24 h$ 内，该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时？

李强骑着电动自行车以 $5 m / s$ 的速度在水平路面上沿直线匀速行驶了 $200 s$ ，假设在此过程中电动自行车的牵引力为 $300 N$ ，求：

（1）电动自行车行驶的路程是多少米？

（2）牵引力做的功是多少焦耳？

严重的雾霾天气，对国计民生已造成严重的影响，其中，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源。城市地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油汽车的使用，减少汽车尾气的排放。现有一沿直线运动的地铁列车，以恒定功率 $6 \times 10^{3} kW$ 从甲站由静止开始起动，先以 $36 km / h$ 的平均速度加速运动 $20 s$ 后，再以 $72 km / h$ 的速度匀速运动 $80 s$ ，接着关闭发动机，列车失去牵引力，以加速运动时的平均速度作减速运动，经过 $15 s$ 后到达乙站停止。求：

（1）甲站到乙站的距离。

（2）牵引力做的功。

2015年4月16日，我国首创的 $30 s$ 级闪充电车在宁波正式下线。这种电动汽车采用超级电容作为电能存储设备（电源），这种超级电容具有安全环保，反复充放电，使用寿命长等特点。充电桩给电动汽车充电和电容存储设备工作时的有关技术参数如表所示。则：

物理

量

充电时的输入电压

电容存储设备的额定输出电压

电容存储设备的额定输出功率

每次充满

时的能量

每次充满的时间

每次充满电正常行驶的距离

数据

$380 V$

$700 V$

$92 kw$

$1.8 \times 10^{7} J$

$30 s$

$5 km$

（1）充电桩为电动汽车充电时的输出功率是多少？

（2）电容存储设备正常工作时的电流多大？

（3）如果电价按0.4元 $/ (kW \cdot h)$ 计费，那么，电动汽车每行驶 $1 km$ 需要花费多少钱？

某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物，不计绳重和摩擦。第一次他匀速提升重物 $G_{1} = 150 N$ 时，人竖直向上拉绳的力为 $F_{1}$ ，人对高台的压强为 $p_{1}$ ；第二次他匀速提升另一重物 $G_{2} = 270 N$ 时，人竖直向上拉绳的力为 $F_{2}$ ，人对高台的压强为 $p_{2}$ ．两次物体匀速上升的速度均为 $0.5 m / s$ ，人的重力 $G_{人} = 500 N$ ，且 $p_{1} : p_{2} = 14 : 15$ ．求：

（1）若人的双脚与高台的总接触面积为 $4 \times 10^{- 2} m^{2}$ ，当人站在高台上没有拉绳时，人对高台的压强；

（2）第一次提升重物时，克服物体重力做功的功率；

（3）第二次提升重物时，滑轮组的机械效率。