核潜艇（如图1）是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一．-优题课

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阳光动力2号

如图所示，是进行过环球飞行的全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”。它的翼展达到了 $72 m$ ，比一种大型波音飞机的翼展还要宽 $3.5 m$ ；机长 $22.4 m$ ，接近一个篮球场的长度。但由于它的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料制造，因此，它的质量只有 $2300 kg$ ，与一辆中型轿车相差无几。

“阳光动力2号”上面共贴敷了17248片太阳能电池。这些电池可以产生最大 $70 kW$ 的功率，这些电力输送给四台电动机带动螺旋桨给飞机提供动力。

白天，它会爬升到 $9000 m$ 的高空以避开气流并最大化利用太阳能，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到 $1500 m$ 高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少。

（1）这种“极轻的碳纤维材料”的密度约为 $1.7 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，这个密度值表示的物理意义是：　　。

（2）机身上的太阳能电池以最大功率工作，在 $30 \min$ 的时间内产生　　 $kW \cdot h$ 的电能。

（3）“阳光动力2号”从白天航行转为夜里航行过程中，它的重力势能　　（填“逐渐增大”、“不变”或“逐渐减小”）。

马剑同学利用如图甲所示电器，测定自己制作的玩具小飞机所需要的电动机工作数据，已知电源电压恒定，当滑动变阻器滑片从一端滑至另一端的过程中，两个电压表的读数与电流表的读数变化关系如图乙所示，当通过电动机的电流大于 $0.4 A$ 时，电动机转子才转动。

（1）开关 $S$ 闭合前，滑动变阻器滑片应滑至最　　端（选填“左”或“右”）；由图可知电源电压为　　 $V$ ，其中　　（选填“ $a$ ”或“ $b$ ” $)$ 是表示 $V_{1}$ 与 $A$ 变化的规律；

（2）求电动机线圈的电阻和滑动变阻器的最大阻值；

（3）在这个过程中，求电动机的最大输出功率；当电动机输出功率最大时，求电动机的效率。

近年来，人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车，期望更加节能环保、安全而高效，并取得了长足的进步，对于某成熟品牌的电动汽车，已知其质量恒为 $m$ ，在水平路面上行进过程中所受阻力恒定（不计空气阻力）。

（1）该汽车匀速爬上倾角为 $30 °$ 的斜坡时，汽车的动能　　，重力势能　　，机械能　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

（2）若斜坡长为 $L$ ，爬坡速度为 $v_{1}$ ，求汽车爬坡所用时间；

（3）如果该汽车以 $v_{2}$ 的速度在水平路面上行驶，且牵引力的功率为 $P$ ，行驶 $t_{2}$ 时间内，消耗的电能为 $E$ ，求：在这个过程中，摩擦阻力大小及汽车的效率；

（4）若汽车在相同的水平路面上以 $\frac{1}{2} v_{2}$ 的速度匀速行驶时间为 $t_{3}$ ，试求牵引力在 $t_{3}$ 时间内做的功。

在比较水和煤油吸热能力的实验中，使用了相同的酒精灯、相同的设备，首先分别对质量相同的水和煤油加热相同的时间，然后分析温度的变化量得出结论，这种实验探究方法叫做　　，该实验是利用　　（选填“热传递”或“做功”）的方法来改变水的内能，若被加热水的质量为 $0.2 kg$ ，加热时间长 $5 \min$ ，温度升高了 $50^{°} C$ ，则水吸收的热量是　　，已知 $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C)$ ；若某同学测出了加热前、后酒精灯质量的变化量为 $m$ ，并利用上面测出的水吸收的热量 $Q$ ，通过公式 $q = \frac{Q}{m}$ 计算出了酒精的热值，则该热值与实际酒精的热值相比　　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）

学习透镜知识时，秦老师与同学们发现照相机、投影仪与放大镜，在距离、成像等方面有差异，经过讨论，确立了探究课题[凸透镜所成像的虚实、大小、倒正跟　　（选填“物体的大小”或“物距”）有什么关系]，小敏同学利用图示装置进行实验时，发现当物距大于二倍焦距时移动光屏能承接到一个倒立、　　的实像，与上面研究过的　　成像原理相同；若想让所成实像变大些，可将蜡烛适当　　（选填“靠近”或“远离”）透镜。