有一种环保汽车，以蓄电池为驱动能源．此环保汽车运动时，蓄电池-优题课

有一种环保汽车，以蓄电池为驱动能源．此环保汽车运动时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车提供动力．某辆这种类型的环保汽车，总质量为3×10³ kg，汽车轮胎与地面的总接触面积为0.1m²．当它在永平路面上匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作电压为300V，汽车所受阻力为车重的0.04倍．(g取10N/kg)

(1)汽车对路面的压强多大？
(2)若该汽车用于牵引汽车前进的机械功率和电动机电功率的比值为4:5，则该车匀速前
进的速度多大？
(3)如果改用太阳能电池给车上的电动机供电，其它条件不变，求所需的太阳能电池板的最
小面积．结合计算结果对该设想中的太阳能汽车写出一条改进建议，已知太阳辐射的总功率为4×10²⁶W，太阳到地球的距离为1.5 ×10¹¹m，半径为r的球其表面积为4πr²．太阳光传播到地面的过程中，设有29. 35%的能量损耗．该车所用太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为15%．

科目物理题型计算题难度中等

知识点：运动快慢的比较流体压强与流速关系的探究实验

如图所示，小灯泡 $L$ 标有“ $6 V 3 W$ ”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器的最大阻值 $R$ 为 $24 Ω$ ，电源电压保持不变。当 $S$ 闭合， $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 断开，滑片 $P$ 滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。保持滑片 $P$ 的位置不变，闭合 $S$ 、 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ ，发现电流表的示数变化了 $1 A$ ．求：

（1）小灯泡正常发光时的电流。

（2）电源电压。

（3）当开关 $S$ 、 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 都闭合时，电路消耗总功率的最小值。

如图所示，放在水平面上的薄壁圆柱形容器，底面积为 $25 c m^{2}$ ，弹簧测力计的挂钩上挂着重为 $3.9 N$ 的金属块，现将金属块浸没水中，容器内水面由 $20 cm$ 上升到 $22 cm (g = 10 N / kg)$ 。求：

（1）金属块未放入水中时（如图所示），水对容器底的压强；

（2）金属块的密度；

（3）金属块浸没水中（未接触容器底）静止时，弹簧测力计的示数；

（4）缓慢匀速提升金属块使其上升 $10 cm$ ，金属块始终处于浸没状态，你认为此过程中浮力做功吗？若做功，请计算出浮力做了多少功；若不做功，请说明理由。

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收 $4.2 \times 10^{6} J$ 的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为 $100 kg$ 、初温为 $26^{°} C$ 的水，温度升高到 $46^{°} C$ ．求：

（1）热水器中的水吸收的热量 $Q_{吸}$ ； $[$ 水的比热容 $c = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{°} C)]$

（2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能 $E$ ；

（3）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少 $m^{3}$ 的天然气放出的热量？（天然气的热值 $q = 7 \times 10^{7} J / m^{3})$

科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于 $20^{°} C)$ ，由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“ $220 V 1000 W$ ”的字样；控制电路电源电压 $U = 30 V$ ，热敏电阻 $R_{t}$ 作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示， $R_{1}$ 为滑动变阻器。闭合开关 $S$ ，电磁铁产生的吸引力 $F$ 与控制电路中电流 $I$ 的关系如图丙所示，衔接只有在不小于 $3 N$ 吸引力的作用下才能被吸下，工作电路断开（不计继电器线圈的电阻， $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C}))$ 。求：

（1）电热器正常工作时的电阻；

（2）电热器正常工作时，给恒温箱中 $100 kg$ 的水加热，已知电热器的加热效率为 $70 %$ ，当水温由 $30^{°} C$ 升高到 $40^{°} C$ 时，电热器的加热时间；

（3）为了把温度控制在 $40^{°} C$ 左右，设定在水温低于 $40^{°} C$ 时自动加热，在水温达到 $40^{°} C$ 时停止加热，求此时滑动变阻器 $R_{1}$ 消耗的电功率。

如图甲所示，弹簧测力计一端固定，另一端竖直悬挂一底面积为 $30 c m^{2}$ 的长方体合金块（不吸水），浸没在装有水的容器中，静止后合金块上表面距水面 $5 cm$ 。容器底部有一个由阀门控制的出水口，打开阀门，使水缓慢流出，放水过程中合金始终不与容器底部接触，弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示（已知 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g$ 取 $10 N / kg$ ，水的流速对压强的影响忽略不计）。求：

（1）合金块露出水面前容器中水面下降的平均速度；

（2）合金块浸没在水中所受浮力的大小；

（3）合金块的密度；

（4）打开阀门前合金块下表面受到水的压强。