小伟猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如-优题课

小伟猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图所示的实验，让小球沿同一光滑斜面向下运动，与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。

（1）图甲是控制两球的　质量　相等，探究的是动能与　　的关系，得出的结论是：　　；

（2）图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的　　。选用图乙探究的是动能与　　的关系，得出的结论是：　　。

科目物理题型解答题难度中等

知识点：探究影响物体动能大小的因素

甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积 $S$ 成正比，与雨滴下落速度 $v$ 的平方成正比，即 $f = kS v^{2}$ （其中 $k$ 为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为 $r$ ，密度为 $ρ$ ，比热为 $c$ ，球的体积为 $V = \frac{4}{3} π r^{3}$ ．（注 $:$ 所有结果均用字母表示）

（1）半径为 $r$ 的雨滴重力为　　。

（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度　　小雨滴的下落速度（选填“大于”“等于”“小于” $)$ ，写出推理过程。

（3）假设半径为 $r$ 的雨滴在近地面下落 $h$ 高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？

小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为 $1.5 Ω$ ．为测量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路（符号表示数值可读的变阻器）。已知电源电压为 $12 V$ ，当变阻器的阻值为 $6 Ω$ 时，电压表的读数为 $3 V$ ．计算此时：

（1）通过电动机的电流；

（2）电动机消耗的电功率。

风是永不枯竭的能源。自古以来风能就受到人们的青睐，帆船、风车都是对风能的利用。现在，由于电能的广泛利用，风力发电得到世界各国的高度重视。

（1）风力发电机是根据　　原理制成的。为提高捕获风能的效率，叶片设计是风力发电机研制的核心技术之一，叶片截面制成图甲的形状，当风以图乙所示的角度流经叶片时，叶片会按　　方向转动（选填“顺时针”或“逆时针” $)$ 。

（2）由于远海的风能资源更丰富，海上发电必定会向远海发展。远海发电机需安装在漂浮式基础上（如图丙），若它们的总质量达11200吨，则漂浮式基础的总体积至少需要多少米 $^{3}$ ？（海水密度取 $1.0 \times 10^{3}$ 千克 $/$ 米 $^{3})$

（3）传统的火力发电不仅会释放各种大气污染物，而且效率不高，每生产1千瓦时的电能需要消耗标准煤约0.4千克。若功率为30000千瓦的风力发电机组工作24小时，相当于替代标准煤多少吨？

【考点阿基米德原理的应用；电功与电能的计算

炎热的天，某些城市的街道上有雾炮车在向空中喷水，它比普通洒水车的降温、净化空气的效果更好（雾炮车的参数如下表所示）

（1）雾炮车净化空气主要针对的污染物是　　。

（2）雾炮车的降温效果更好，原因是喷出的极细水珠增加了　　，从而加快了水的蒸发。

（3）已知某古桥的桥面能承受的最大压强为 $6 \times 10^{5}$ 帕，通过计算判断该雾炮车能否满载通过？

雾炮车的部分参数

空载时质量

最大装水量

满载时轮胎与地面的总接触面积

6000千克

10000千克

0.4米 $^{2}$

某电热砂锅的简化电路如图甲。 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 为发热电阻， $S$ 为旋转型开关， $a$ 、 $b$ 、 $c$ 、 $d$ 为触点，通过旋转开关 $S$ 可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。

（1）高档加热时，开关 $S$ 应旋至触点　　（选填“ $ab$ ”、“ $bc$ ”或“ $cd$ ” $)$ 位置。

（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹任共消耗多少电能？

（3）发热电阻 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 的阻值分别为多少？

（4）生活中，有时也会选择电压力锅烹饪，因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物，通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度，结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。