小明在用蜡烛作为光源完成"探究凸透镜成像的规律"实验后，发现蜡烛火焰飘忽不定，像与物对比难判定等问题，小明和老师、同学一起对实验装置进行了一系列创新，创新点如图所示：光具座上凸透镜所在位置为零刻度，数值向左、向右依次增大；在标有均匀格子的面板上制作字母"A"状LED灯替代蜡烛；光屏上标有同样的均匀格子。
（1）请分析创新后实验装置的优点：
①可以直接读出物距以及 ：
②光屏上成像更清晰、 ；
③从光屏上可以准确得出像与物的 关系。
（2）完成"探究凸透镜成像的规律"实验后，还可以更换（或增加）实验器材进行拓展探究。请仿照示例写出两种不同方案。
项目 |
更换（或增加）实验器材及操作 |
探究的问题 |
示例 |
用黑色纸片遮挡凸透镜的一部分 |
探究凸透镜没被遮挡部分的成像情况 |
方案1 |
① |
② |
方案2 |
③ |
④ |
经济建设中使用大量的机械设备，某种起重机结构如图所示，A处是动滑轮，B、O处是定滑轮，D是柱塞（起重时柱塞沿竖直DC方向对吊臂C点有支撑力），E是卷扬机。作用在动滑轮A上共有3股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮A提升重物，起重机的吊臂OCB可以看做杠杆，且OB：OC＝5：1，用该起重机将浸没在水中的长方体集装箱匀速提出（忽略水的阻力），放在水平地面上，集装箱质量为4×10 4kg、底面积为10m 2、高为2m。（g取10N/kg，ρ 水＝1.0×10 3kg/m 3）求：
（1）浸没在水中的集装箱受到的浮力；
（2）当集装箱放在水平地面上，起重机未对集装箱施力时，集装箱对地面的压强；
（3）若集装箱在水中被提升2m（没露出水面），集装箱受到的拉力所做的功；
（4）当集装箱被提起且仍浸没在水中时，若起重机立柱DC对吊臂C点竖直向上的作用力为2×10 6N，起重机的滑轮组的机械效率。（吊臂、定滑轮、钢丝绳的重力以及轮与绳的摩擦不计）
小明同学为了增加所设计机器人的可观赏性，他想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛，现已知红灯L 1规格为"6V 3W"，为了测出绿灯L 2及电位器（滑动变阻器）R的规格，他选用红灯L 1和绿灯L 2及电位器R等元件涉及了如图所示电路（电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化）。求：
（1）当闭合开关S、S 1，断开S 2，且电位器R的滑片P移至b端时，L 1正常发光，流过L 1的电流及电源的电压；
（2）当闭合开关S、S 1和S 2，且电位器的滑片P移至b端时，L 2正常发光，电流表的示数增大了1A，灯L 2的额定电压和额定功率；
（3）当闭合开关S、S 2，断开S 1，且电位器的滑片P移至R中点时，电流表的示数为0.25A，小明选用的电位器R的最大阻值；
（4）该电路消耗的最小电功率。
如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×10 6J，若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m 2，每天日照时间按8h计算，若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×10 3J/（kg•℃），水的密度为1.0×10 3kg/m 3]，求：
（1）热水器中水的质量；
（2）一天内热水器中的水吸收的热量；
（3）热水器在冬季的效率。
阅读下列短文，回答问题，
"天舟一号"与"天宫二号"成功对接
我国自主研制的"天宫二号"空间实验室已于2016年9月15日发射成功"天宫二号"在距地面高度380km圆形轨道上绕地球匀速运行，绕地球一圈的运行时间是90分钟，"天舟一号"货运飞船于2017年4月20日由长征七号火箭成功发射升空，并于2017年4月22日与"天宫二号"首次自动交会对接成功，如图1所示，为我国建立自己的空间站迈出了坚实的一步。
发射"天舟一号"货运飞船的长征七号火箭的燃料由液态煤油和液氢混合构成，火箭点火起飞时，火箭内的燃料燃烧从火箭体尾部喷射出火焰几乎直击发射平台。使得发射平台核心区的温度接近3000℃，足以融化绝大多数金属和非金属材料，长征七号火箭发射时与其它火箭不同的是发射平台旁的"喷水降温降噪系统"，其采取的是国际上先进的喷水降温方法，如图2所示，在发射中火箭飞到5m高以后，"喷水降温降噪系统"向箭体尾部火焰中心喷水20余秒，喷水量约为400t，一部分的水会汽化到大气中，大部分的水则通过导流槽流走，于是大流量喷水能够带走大量的热起到降温作用，防止了火箭发射台内部的仪器设备可能因高温受到影响。[圆周率π＝3，c 水＝4.2×10 3J/（kg•℃）]
（1）设"喷水降温降噪系统"喷出400t水的初温为20℃，在喷水20秒内全部变成100℃的水，则水带走的热量为 J。
（2）如图3所示，设地球半径为6370km，"天宫二号"空间实验室在圆形轨道上正常运行，圆形轨道的半径为 km，圆形轨道的周长为 km．"天舟一号"货运飞船成功发射及正常入轨后，与"天宫二号"空间实验室对接。对接时"天舟一号"的运行速度为 km/s。
（3）长征七号火箭所搭载的"天舟一号"货运飞船在上升过程中的机械能不断 （选填"变大"、"变小"或"不变"），长征七号火箭燃料的 能燃烧时转化为内能。
"西电东送"是将我国西部发电车发出的电输送到我国东部，由发电厂输出的电功率是一定的，它决定于发电机组的发电能力。根据P＝UI中发电机的功率不变效应，若提高输电线路中的电压U，那么线路中的电流I一定会减小，反之亦然。输电线路的电能损耗主要是输电线电流热效应，输电线损失的热功率P＝I 2R，所以采用输电线的电阻要尽量小。如果线路中电流降低到原来的 ，那么线路中损失的热功率就减少为原来的 ，因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失。
设发电厂的输出功率P 0＝1.1×10 8W，输电线路上的总电阻为10Ω。
（1）若采用110kV的高压输送电能，输电线路的电流I 1＝ A，输电线路损失的热功率P 1＝ W，其与发电厂输出电功率P 0之比P 1：P 0＝ 。
（2）若采用1100kV超高压输送电能，输电线路损失的热功率P 2＝ W，其与高压输送电能损失的热功率P 1之比P 2：P 1＝ 。所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的 损失。
（3）若想使输电线路中的热功率损耗为零，还可以采用 做为输电线材料。
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