互联网发送电子邮件是通过光在光缆中来传播信息的，若光在光缆中-优题课

太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中质量为 $50 kg$ 、初温为 $15^{°} C$ 的水升高到 $55^{°} C$ 。（水的比热容 $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C}))$ 求：

（1）热水器中水吸收的热量 $Q$ ；

（2）若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧多少千克焦炭？（焦炭的热值 $q = 3 \times 10^{7} J / kg$ ，设焦炭放出的热量全部被水吸收）

如图甲，电源电压保持不变，小灯泡上标有“ $8 V$ ”字样，电流表的量程为 $0 ~ 1.2 A$ ，如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图象。滑动变阻器 $R_{1}$ 的最大阻值为 $20 Ω$ ，定值电阻 $R_{2}$ 的阻值为 $9 Ω$ ，当闭合 $S$ 和 $S_{2}$ 、断开 $S_{1}$ 、滑动变阻器的滑片移到中点时，小灯泡恰好正常发光。求：

（1）电源电压是多少？

（2）闭合 $S$ 和 $S_{1}$ 、断开 $S_{2}$ ，为保证电流表的安全，滑动变阻器的取值范围为多少？

（3）闭合 $S$ 和 $S_{2}$ 、断开 $S_{1}$ ，当滑动变阻器的阻值调到 $17.5 Ω$ 时，这时小灯泡的功率为 $3.2 W$ ，此时电流表的读数为多少？

汽车尾气是大气的重要污染源，而动车组可实现零排放。假设德阳与成都相距 $60 km$ ，一动车组从德阳站由静止启动后做直线运动，先加速运动 $2 \min$ ，然后以恒定速度匀速运动 $21 \min$ ，最后做减速运动 $2 \min$ 到达成都站停住。

（1）动车组从德阳站到成都站的平均速度是多少 $m / s$ ？

（2）若动车组的平均牵引力为 $2.8 \times 10^{5} N$ ，则从德阳到成都动车组的牵引力的平均功率是多少 $W$ ？

（3）如果燃油公共汽车与动车组从德阳站到成都站牵引力所做的功相同，则公共汽车排放气体污染物的质量是多少 $kg$ 。（燃油公共汽车每做 $1 J$ 功排放气体污染物 $3 \times 10^{- 6} g)$

如图所示，电源电压保持不变， $R_{2}$ 为定值电阻，小灯泡 $L$ 上标有“ $6 V 3 W$ ”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器 $R_{1}$ 的最大阻值为 $20 Ω$ ．只闭合 $S_{1}$ ，将滑动变阻器的滑片 $P$ 移动到 $A$ 端时， $L$ 正常发光；闭合所有开关时整个电路 $1 \min$ 消耗的电能为 $540 J$ ．已知电流表的量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表的量程为 $0 ~ 3 V$ ．求：

（1）电源电压。

（2） $R_{2}$ 的阻值。

（3）在保证电路安全的前提下，只闭合 $S_{1}$ 时移动滑片 $P$ 使电路消耗的功率最小，若此时电路的最小功率为

$P_{1}$ ；只闭合 $S_{2}$ 时移动滑片 $P$ 使电路消耗的功率最大，若此时电路的最大功率为 $P_{2}$ ．则 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 的比是多少。

如图所示，工人准备用一根最多能承受 $400 N$ 力的绳子（若超过绳子将断裂）绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体 $A$ 和 $B$ ．完全露出水面的物体 $A$ 被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。已知动滑轮的质量为 $20 kg$ （绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计，连接动滑轮与物体间的钢绳

不会断裂， $g = 10 N / kg)$ 。求：

（1）物体 $A$ 完全露出水面后以 $0.5 m / s$ 的速度匀速上升时，物体 $A$ 的重力和工人拉力的功率分别是多少。

（2）在物体 $A$ 浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为 $75 %$ ，物体 $A$ 的密度是多少。

（3）若用该滑轮组打捞体积为 $50 d m^{3}$ 的物体 $B$ 时，物体 $B$ 最多露出多少体积时绳子将断裂。