某太阳能热水器的水箱内装有50kg的水，太阳光照射一段时间后-优题课

中国首次火星探索任务"天问一号"探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。

表1

	第1代	第2代	第3代	第4代
燃料	氧气和汽油混合	偏二甲肼	煤油	液态氢
氧化剂	氧气和汽油混合	四氧化二氮	液态氧	液态氧

表2

燃料	热值	燃料	热值
汽油	$4.6 \times 10^{7} J / kg$	煤油	$4.6 \times 10^{7} J / kg$
柴油	$4.3 \times 10^{7} J / kg$	氢	$1.4 \times 10^{8} J / kg$

（1）使用氢作为燃料的主要优点是：　　和　　。

（2）某火箭发射时携带了 $3 \times 10^{4} kg$ 液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为 $20^{°} C$ 的水加热至沸腾？ $[c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C)$ ，当地大气压为1标准大气压 $]$

（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以 $70 kW$ 的功率匀速行驶 $0.5 h$ ，消耗了 $2 kg$ 燃料，求该发动机的效率。

自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长 $100 m$ 的平直路面，用时 $20 s$ 。该过程中前后轮与地面的总接触面积为 $20 c m^{2}$ 。若小明的质量为 $55 kg$ ，自行车重 $150 N$ ，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。 $(ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g = 10 N / kg)$

（1）求骑行时车对水平地面的压强；

（2）该压强相当于多高水柱产生的压强？

（3）求骑行过程中动力做的功及功率。

水平桌面上有一底面积为 $5 S_{0}$ 的圆柱形薄壁容器，容器内装有一定质量的水。将底面积为 $S_{0}$ 、高为 $h_{0}$ 的柱形杯装满水后（杯子材料质地均匀），竖直放入水中，静止后容器中水的深度为 $\frac{1}{2} h_{0}$ ，如图1所示；再将杯中的水全部倒入容器内，把空杯子竖直正立放入水中，待杯子自由静止后，杯底与容器底刚好接触，且杯子对容器底的压力为零，容器中水的深度为 $\frac{2}{3} h_{0}$ ，如图2所示。已知水的密度为 $ρ_{0}$ 。求：

（1）空杯子的质量；

（2）该杯子材料的密度。

如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 分别为 $20 Ω$ 和 $30 Ω$ ，只闭合开关 $S_{1}$ 时，电流表的示数为 $0.3 A$ 。求：

（1）电源电压；

（2） $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 均闭合时，电流表的示数。

额定功率为 $1000 W$ 的电热水壶正常工作时，把质量为 $1 kg$ 的水从 $20^{°} C$ 加热到 $100^{°} C$ 。已知 $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ，不计热量损失。求：

（1）水吸收的热量；

（2）加热所需要的时间。