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太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。
如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
玻璃吸热管工作原理如图乙所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。
请回答以下问题：
（1）太阳能属于_______（选择“一次能源”或“二次能源”）。玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度_______（选填“变大”“不变”“变小”）。
（2）玻璃吸热管内表面为何涂成黑色，请说明理由_____ __。
（3）将质量为100kg的水温度升高了50℃，求这些水需要吸收多少热量？[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）]
（4）某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2，热效率为η=40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J）。在第（3）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少时间？
(7分)如图所示，电源电压为12V，且保持不变，己知滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω，定值电阻R1 = 10Ω，R2= 15Ω，电流表的量程为0.6A。
(l)S，S1闭合，S2断开时，要使电流表的示数最小，则滑动变阻器的滑片P应滑到何处?此时电压表的示数为多少? 10min内电流通过R1产生的热量是多少?
(2)S、S2闭合，S1断开时，求电路允许消耗的最大功率。 
(6分)一列质量为1×103t的火车，以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是9×103N。
(1)火车的牵引力多大?
(2)火车行驶1 min时间内，重力做了多少功?机车牵引力做了多少功?牵引力的功率多大?
(6分)图(甲)是直流电动机模型(主要部件见文字说明)，图22(乙)是自制简易电动机模型．现在主要讨论图(乙)简易电动机的制作与操作问题：
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理，刮漆方法见放大图．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够_________________，因此这一部位就相当于图(甲)中的_____________________(填某一部件的名称)．
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试?(说出两点即可)
①_____________________________；②_____________________________．
（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：
①_____________________________ ；②_____________________________．
图（甲）是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图，其中R1是定值电阻。
| 实验序号 |
1 |
2 |
3 |
| 电压／v |
2.0 |
2.4 |
2.8 |
| 电流／A |
0.40 |
0.48 |
0.56 |
（1）用笔画线代替导线，补充图21（乙）中实验器材的连接。要求：滑动变阻器滑片向左移动时电阻变小。
（2）当探究电流与电压的关系时，通过调节变阻器滑片P的位置来改变 ___________ 两端的电压．三次改变滑片位置，测得三组电压和电流值(见右表)，发现每次电压与电流的比值是________________的(选填“相同”或“不同”)，固此可得出电流与电压关系的初步结论：当电阻一定时，__________________________________________。
（3）要探究电流与电阻的关系，仅凭图21(乙)所示器材是不够的．你认为(除导线外)还应增加的器材是____________________．
(8分)本题有两小题：
（1）图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置．
①加热过程中，用搅棒搅动的目的是_________________；水和煤油吸热的多少是通过_______________________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。
②关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是______________（填字母）
A．采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小，与烧杯底的距离等)
B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
C．使用相同的烧杯
（2）用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”
①图19所示压强计是通过U形管中液面的______________来反映被测压强大小的．使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置_________________（选填“漏气”或“不漏气”）。
②图20甲、乙、丙、表示探究过程中的三个情景．容器中的液体、金属盒插入的深度以及U形管中液面情况，都可以从图上看出．比较图_________________可知液体压强大小与深度有关；比较图______________可知液体压强大小还与液体的密度有关。
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