小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器，替代燃烧木柴的加热方式，

更新 2022-09-04
科目物理
题型解答题
难度中等
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小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器，替代燃烧木柴的加热方式，小明观测到某日铁皮桶装满水后，经过一天的太阳光照，水温从 $20^{°} C$ 升高到 $60^{°} C$ ．已知铁皮桶的容积为 $50 L$ ， $c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (kg \cdot^{\circ} C})$ ， $ρ_{水} = 1 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ．问：

（1）当日桶内的水吸收的热量有多大？

（2）设用燃烧木柴加热，木柴完全燃烧释放热量的 $28 %$ 被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约多少木柴？ $(q_{木柴} = 1.2 \times 10^{7} J / kg)$

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如图所示，请大致画出海波熔化前和熔化中温度随时间变化的曲线。

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图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压 $U = 5 V$ ，热敏电阻 $R_{2}$ 的阻值与温度的关系如图乙所示：工作电路中，灯泡 $L$ 标有“ $9 V 0.3 A$ ”的字样， $R_{4}$ 为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值 $R_{4} = 10 Ω$ ，在 $R_{2}$ 温度为 $20^{°} C$ 的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ ，灯泡 $L$ 恰好正常发光，此时 $R_{0}$ 的电功率为 $P_{0}$ ；将 $R_{1}$ 的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触：调节 $R_{3}$ 的滑片，当 $R_{3}$ 与 $R_{4}$ 的电压之比 $U_{3} : U_{4} = 4 : 1$ 时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时 $R_{0}$ 的电功率为 $P_{0}'$ ， $P_{0}' : P_{0} = 4 : 9$ ，已知电源电压，灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计，求：

（1）灯泡 $L$ 的额定功率；

（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；

（3）将报警温度设为 $50^{°} C$ 时， $R_{1}$ 接入电路的阻值；

（4）工作电路的电源电压 $U_{x}$ 。

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如图甲所示，一个底面积为 $0.04 m^{2}$ 的薄壁柱形容器放在电子秤上，容器中放着一个高度为 $0.1 m$ 的均匀实心柱体 $A$ ，向容器中缓慢注水，停止注水后，容器中水的深度为 $0.1 m$ ，电子秤的示数与容器中水的深度关系如图乙所示，求

（1）容器中水的深度为 $0.06 m$ 时，水对容器底部的压强；

（2） $A$ 对容器底部压力恰好为零时，容器对电子秤的压强

（3）停止注水后， $A$ 所受的浮力：

（4）停止注水后，将 $A$ 竖直提高 $0.01 m$ ， $A$ 静止时水对容器底的压强

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我们在超市购物时，常常使用购物车，己知购物车的质量为 $10 kg$ ，小明用 $10 N$ 的水平推力推着购物车沿水平地面运动了 $4 m$ ，用时 $4 s$ ，求：

（1）购物车的重力

（2）推力所做的功：

（3）推力的功率

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