太阳能热水器广受人们青睐．资料表明，晴天地面附近垂直于太阳的-优题课

太阳能热水器广受人们青睐．资料表明，晴天地面附近垂直于太阳的表面接收到的太阳能量平均为1.0×10³J/（m²•s），即在1s内每平方米的面积上接收到的太阳能是1.0×10³J．
（1）某晶牌太阳能热水器可以将接收到太阳能的40%用来给水加热，其集热器接收阳光垂直照射的有效面积为2m²，现向贮水箱中注人工100kg、20℃的水，则晴天曝晒在阳光下8 h，贮水箱中水的温度可升高到多少℃？（假定水的质量保持不变）
（2）请从能源利用和环境保护两方面谈谈大力开发和推广使用太阳能的意义．

科目物理题型计算题难度中等

知识点：探究比热容的实验

在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻 $R_{1}$ 的阻值为 $30 Ω$ ，闭合开关 $S_{1}$ ，断开开关 $S_{2}$ ，电流表 $A_{1}$ 的示数为 $0.3 A$ ；闭合开关 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ ，电流表 $A_{2}$ 的示数为 $1.2 A$ 。求：

（1）电源电压 $U$ ；

（2）电阻 $R_{2}$ 的阻值。

如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离 $l$ ，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力 $F$ 的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程 $F$ 随 $l$ 变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为 $10 c m$ ，重为 $5 N$ ，容器的底面积为 $1000 c m^{2}$ ，水深为 $25 c m$ 。求：

（1）潜水器漂浮时受到的浮力。

（2）下沉全过程潜水器重力所做的功。

（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。

如图是某晾衣机的工作电路图，电源电压 $U ＝ 220 V$ ，其中 $R$ 是发热电阻。当开关 $S_{1}$ 闭合、 $S_{2}$ 断开时，晾衣机开启风干功能，其额定功率 $P_{1} ＝ 44 W$ ；当开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 均闭合时，晾衣机开启烘干功能，通过 $R$ 的电流 $I_{2} ＝ 1 A$ 。求：

（1）使用风干功能时通过电动机的电流。

（2）使用烘干功能时电阻 $R$ 在 $1 m i n$ 内产生的热量。

（3）使用烘干功能 $1 h$ 消耗的电能。

如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图，电源电压恒为 $12 V$ ， $R_{P}$ 是红外线探测电阻， $R$ 是定值电阻，阻值为 $8 Ω$ 。当 $R$ 两端的电压达到 $8 V$ 时，摄像机自主启动拍摄。求：

（1）电路中的电流。

（2） $R_{P}$ 的阻值。

俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图1甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成如图1乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在 $O$ 点，对手的力作用在 $B$ 点，小京的重心在 $A$ 点。已知小京的体重为 $750 N$ ， $O A$ 长为 $1 m$ ， $O B$ 长为 $1.5 m$ 。

（1）图乙中，地面对手的力 $F_{1}$ 与身体垂直，求 $F_{1}$ 的大小。

（2）图2所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力 $F_{2}$ 与他的身体垂直，且仍作用在 $B$ 点。分析并说明 $F_{2}$ 与 $F_{1}$ 的大小关系。