某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关，在探究“重力势能的大小与高度是否有关”时，所用的实验器材有：金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆。实验装置如图甲所示。
（1）该实验可以通过判断 来判断出金属球重力势能的大小。依据是：金属球对小桌 越多，金属球具有的重力势能就越大。
（2）请设计出记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。
（3）实验时，该同学发现：由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大，使小桌倾斜较大，甚至被撞翻。于是他改进了实验装置，如图乙所示，较好地解决了这个问题。他的主要操作是：每次实验时，先拉起金属球，将沙面抹平； ；由静止开始释放金属球，观察实验现象。
在赤峰市某中小学科技小制作活动中，小华同学设计了一个简易的能调节亮度的小台灯，原理图如图所示，其中灯泡 上标有“ ”字样。当开关 接 时， 恰好正常发光；当开关 接 时， 中的电流为 ． 为定值电阻，且电源电压和小灯泡 电阻保持不变。求：
（1）小灯泡 的电阻及电源电压；
（2） 的阻值；
（3）开关 接 时，小灯泡 的实际功率；
（4）开关 接 时， 时间内 上产生的热量。
如图甲所示，一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数 与圆柱体下降高度 关系如图乙所示。 ；水的密度约为
求：
（1）圆柱体的重力；
（2）当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到的水的压强；
（3）圆柱体的密度。
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阳光动力2号
如图所示，是进行过环球飞行的全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”。它的翼展达到了 ，比一种大型波音飞机的翼展还要宽 ；机长 ，接近一个篮球场的长度。但由于它的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料制造，因此，它的质量只有 ，与一辆中型轿车相差无几。
“阳光动力2号”上面共贴敷了17248片太阳能电池。这些电池可以产生最大 的功率，这些电力输送给四台电动机带动螺旋桨给飞机提供动力。
白天，它会爬升到 的高空以避开气流并最大化利用太阳能，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到 高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少。
（1）这种“极轻的碳纤维材料”的密度约为 ，这个密度值表示的物理意义是： 。
（2）机身上的太阳能电池以最大功率工作，在 的时间内产生 的电能。
（3）“阳光动力2号”从白天航行转为夜里航行过程中，它的重力势能 （填“逐渐增大”、“不变”或“逐渐减小”）。
马剑同学利用如图甲所示电器，测定自己制作的玩具小飞机所需要的电动机工作数据，已知电源电压恒定，当滑动变阻器滑片从一端滑至另一端的过程中，两个电压表的读数与电流表的读数变化关系如图乙所示，当通过电动机的电流大于 时，电动机转子才转动。
（1）开关 闭合前，滑动变阻器滑片应滑至最 端（选填“左”或“右”）；由图可知电源电压为 ，其中 （选填“ ”或“ ” 是表示 与 变化的规律；
（2）求电动机线圈的电阻和滑动变阻器的最大阻值；
（3）在这个过程中，求电动机的最大输出功率；当电动机输出功率最大时，求电动机的效率。
近年来，人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车，期望更加节能环保、安全而高效，并取得了长足的进步，对于某成熟品牌的电动汽车，已知其质量恒为 ，在水平路面上行进过程中所受阻力恒定（不计空气阻力）。
（1）该汽车匀速爬上倾角为 的斜坡时，汽车的动能 ，重力势能 ，机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）若斜坡长为 ，爬坡速度为 ，求汽车爬坡所用时间；
（3）如果该汽车以 的速度在水平路面上行驶，且牵引力的功率为 ，行驶 时间内，消耗的电能为 ，求：在这个过程中，摩擦阻力大小及汽车的效率；
（4）若汽车在相同的水平路面上以 的速度匀速行驶时间为 ，试求牵引力在 时间内做的功。
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