某学校九年级物理兴趣小组的同学在研究沙子和水谁的吸热本领大时-优题课

某学校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热.他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示.已知酒精的热值是3.0×10⁷J/kg,加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精.那么请问:

（1)a图和b图哪个是沙子吸热升温的图像?为什么?
（2)加热满2min时,水吸收了多少热量?
（3)给水加热持续了10min，共消耗多少酒精？这些酒精如果完全燃烧将放出多少热量?

科目物理题型计算题难度较难

知识点：探究比热容的实验

如图甲所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡 $L$ 标有“ $4 V 1.6 W$ “的字样，滑动变阻器 $R_{1}$ 的最大阻值为 $20 Ω$ ，定值电阻 $R_{2} = 20 Ω$ ，电流表的量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表的量程为 $0 ~ 3 V$ ．求：

（1）小灯泡正工作时的电阻是多少？

（2）只闭合开关 $S$ 、 $S_{2}$ 和 $S_{3}$ 移动滑动变阻器 $R_{1}$ 的滑片 $P$ 使电流表示数为 $0.5 A$ 时， $R_{2}$ 消耗的电功率为 $1.25 W$ ．此时滑动变阻器 $R_{1}$ 接入电路中的阻值是多少？

（3）只闭合开关 $S$ 和 $S_{1}$ ，移动滑动变阻器 $R_{1}$ 的滑片 $P$ ，小灯泡 $L$ 的 $I - U$ 图象如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器 $R_{1}$ 允许的取值范围是多少？

如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为 $600 kg$ ，每个车轮与沙滩接触的面积为 $500 c m^{2}$ ，卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动， $10 \min$ 行驶 $6 km$ ，它的发动机功率恒为 $11.5 kW$ 。

（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多少帕？

（2）此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛？

（3）该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油 $0.6 kg$ ，求该卡丁车汽油机的效率。 $(q_{汽油} = 4.6 \times 10^{7} J / kg)$

额定电压为 $9 V$ 的小灯泡的 $I - U$ 图像如图（a）所示。将小灯泡接入图（b）所示的电路中，电源电压恒定。将滑动变阻器的滑片移至最右端，闭合开关 $S$ 和 $S_{1}$ ，小灯泡正常发光，电流表示数为 $0.4 A$ ．求：

（1）小灯泡的额定功率；

（2）定值电阻 $R$ 的阻值；

（3）只闭合开关 $S$ ，将滑动变阻器的滑片由右端逐渐向左移动，求滑动变阻器允许接入电路的最大阻值。

塔吊是一种常见的起重设备，图是塔吊的示意图。电动起重机在 $2 \min$ 内将质量为 $3 t$ 的物体匀速提升 $30 m$ 高，又用 $1 \min$ 使物体在水平方向平移 $15 m$ 。 $(g$ 取 $10 N / kg)$ 求：

（1）吊物体的钢丝绳 $3 \min$ 内对物体所做的功；

（2）吊物体的钢丝绳 $3 \min$ 内对物体所做功的功率；

（3）若电动机提升物体时的效率为 $90 %$ ，平移物体时的功率为 $2 kW$ ，求电动机 $3 \min$ 内消耗的电能。

如图所示电路中，电源电压保持恒定，电阻 $R_{1}$ 的阻值为 $10 Ω$ ，电阻 $R_{2}$ 的阻值为 $40 Ω$ ，只闭合开关 $S$ 和 $S_{1}$ ，将滑动变阻器 $R$ 的滑动触头从最左端移到最右端的过程中，电流表的示数为 $0.2 A$ 逐渐增大到 $0.6 A$ ，求：

（1）电源的电压 $U$ ；

（2）滑动变阻器 $R$ 的最大阻值；

（3）要使整个电路消耗的电功率为最大，请写出开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 的开闭状态和滑动变阻器滑片 $R$ 的滑动触头所在位置，并计算出电功率的最大值。