湖北武汉市武昌区十四中学2024-2025学年初三最后一模（5月月考）物理试题含解析.doc

湖北武汉市武昌区十四中学2024-2025学年初三最后一模（5月月考）物理试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、本大题包括10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1．将两个定值电阻串联接在电压为U的电源两端，R1消耗的功率为P1，R2消耗的功率为4P1；将这两个定值电阻并联接在电压为U的电源两端，下列分析正确的是
A．R1与R2的电阻之比为4：1
B．并联时通过R1与R2的电流之比为1：1
C．并联时R2消耗的功率为P1
D．并联时两电阻消耗的总功率为P1
2．水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体，将一支密度计分别放入这两种不同液体种，静止后的情形如图所示，两液面相平．则下列判断正确的是

A．甲液体的密度比乙液体的密度大
B．甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
C．密度计越靠上的刻度，对应的密度值越大
D．密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
3．为了测盐水的密度，某实验小组制定如下的实验计划：①在烧杯中装入适量盐水，测出它们的总质量②将烧杯中一部分盐水倒入量筒中③测出量筒中盐水的体积④测出烧杯和剩余盐水的质量⑤测出空烧杯的质量⑥根据实验数据计算盐水的密度以上实验步骤安排最合理的是
A．①②③④⑥ B．⑤①②③⑥ C．①②④③⑤⑥ D．⑤①②④③⑥
4．小朗同学打乒乓球时，不小心把球踩瘪了，但球没有破裂．对于球内的气体而言，没有发生变化的物理量是
A．体积 B．密度 C．质量 D．内能
5．如图所示，密度均匀的木块漂浮在水面上，现沿虚线将下部分截去，则剩下的部分将

A．上浮一些 B．下沉一些 C．静止不动 D．无法确定
6．如图展示了我国古代劳动人民的智慧成果，对其中所涉及的物理知识，下列说法中不正确的是
A．古代捣谷工具利用了杠杆原理
B．日晷利用了光的直线传播
C．孔明灯上升是因为受到大气压的作用
D．司南能够指南北是受地磁场的作用
7． “一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态．”总结概括出这重要规律的科学家是
A．亚里士多德 B．伽利略 C．牛顿 D．托里拆利
8．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度.若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功不计绳重与摩擦），则（ ）

A．η甲=η乙，W甲=W乙
B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙
D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
9．某同学骑着自行车在水平路面上行驶，下列说法正确的是
A．自行车加速前进时，它的惯性变大
B．自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
C．停止蹬车，车的速度会减小，此过程中车受到非平衡力的作用
D．如果自行车在行驶中所受到的力全部消失，那么车会慢慢停下来
10．如图所示的光现象中，由于光的反射形成的是
A．水中倒影
B．手影游戏
C．小孔成像
D．海市蜃楼
二、填空题（本大题包括7小题，每小题2分，共14分）
11．里约奥运中国女排姑娘团结协作，顽强拼搏逆转夺冠，振奋国人．如图所示比赛中头号功臣朱婷飞身跃起重扣，球砸在对方界内，这是因为力可以改变物体的_____，球在落向地面的过程中，它的惯性_____，重力势能_____．（后两空均选填“改变”或“不变”）．
12．发射“嫦娥四号”的长征三号乙运载火箭三级发动机采用液氢为燃料，这是利用液氢的_____大的优点：探测器穿过大气层时，包裹探测器的整流罩与大气层发生剧烈摩擦，整流罩温度迅速升高，在这个过程通过_____（选填：“做功”或“热传递”）增大了它的内能，由于整流罩不善于导热并且熔点高，因此能对探测器起到保护装置．
13．利用微信“扫一扫”功能，通过智能手机的摄像头扫描二维码（如图甲）可快速获取网络信息，手机摄像头相当于一个凸透镜，二维码到摄像头的距离应满足_____的条件．
如图乙所示，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像．将光屏移至刻度线10cm处，蜡烛向_____（远离/靠近）透镜方向移动，光屏上能再次成清晰的像．保持透镜位置不变，仅将蜡烛和光屏位置交换，光屏上可观察到倒立_____的实像．
14．图中，两个物体的重力均为200N。图a中，不计绳和动滑轮的重力及摩擦，则匀速提起重物时拉力F1=__N；图b中，大小活塞的面积之比是5：1，不计摩擦及活塞的重力，则匀速举起重物时压力F2=____N。

15．如图所示小球沿斜面向下滚动，O 为小球重心，某学习小组的几位同学画出了不同的重力示意图，其中正确的是_____．（选填“OA”或“OB”）

16．小付买了一盒“雪月饼”，为了保持低温，工作人员在月饼包装盒内装入了一定量的“干冰”．回到家中，打开包装盒，发现周围空气出现了“白雾”，这是因为“干冰”在_____过程中吸收热量，使空气中的水蒸气_____成了小雨滴．（两空均填物态变化名称）
17．小明家5月底电能表示数为1432.7度， 6月底电能表的示数如图所示．则（1）小明家6月份消耗的电能是____kW•h；（2）若电能表转盘在10min内转过250转，则用电器的总功率为____kW；（3）某电热水器额定功率为2000W，内装20kg的水，通电后正常加热25min，水的温度从20℃升高到50℃，则水吸收的热量为____J，电热水器的热效率为____．［已知c水=4.2×103J/(kg•℃)］

三、作图、实验与探究题（本大题包括5小题，共34分）
18．如图所示是小李将一根均匀木棒提起的瞬间．请画出本棒所受重力的示意图及动力F的力臂L．
（___）

19．请在图中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F．（要求保留作图痕迹）

20．在“用电流表测电流”的实验中，某同学连接的电路如图所示：
闭合开关，观察到灯泡L1和L2的发光情况是：________； 针对上述现象，该电路存在的问题是：________； 请在原图上只改动一根导线，使两只电流表分别测干路和支路的电流．(要求：在需改动的导线上画“×”，用笔将改动后的导线画出，导线不许交叉) 在虚线框中画出改正后的电路图.
21．小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一小块玄武岩矿石的密度，实验步骤如下：

（1）将天平放在水平桌面上，游码调零后，发现指针偏右，应将平衡螺母往_____调。
（2）用调好的天平分别测出矿石的质量是30.8g和空烧杯的质量是90g。
（3）如图甲所示，把矿石轻轻放入烧杯中，往烧杯中倒入适量的水，用油性笔在烧杯壁记下此时水面位置为M，然后放在天平左盘，如图丙所示，烧杯、水和小矿石的总质量为_____g。
（4）将矿石从水中取出后，再往烧杯中缓慢加水，使水面_____，如图乙所示，用天平测出杯和水的总质量为141g。
（5）根据所测数据计算出矿石的密度为_____g/cm3。
（6）若小明在步骤（4）中用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母，直到天平平衡，此错误操作将导致所测密度_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
22． “测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡，电阻约为l0Ω，电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），开关和导线若干．还有标有“10Ω 2A”的滑动变阻器A和标有“5Ω 1A”的滑动变阻器B．

（1）若小明设计电路如图甲所示，请选择合适的量程，并用笔画线代替导线将图甲的实验电路图连接完整__________-；
（2）本实验选择的滑动变阻器是_____（选填“A”或“B”）；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，观察到电压表示数如图乙所示，根据所选正确量程，其示数为_____V；
（4）为了测量小灯泡额定功率，此时应该将变阻滑的滑片P向_____（选填“A”或“B”）移动．当电压达到小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为_____W．
（5）小明综合分析实验数据发现，灯泡越亮时灯丝的电阻越大，说明灯丝的电阻_____．
四、计算题（本大题包括2小题，共22分．解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
23．在一标准大气压下，将50L的水从40℃加热到沸点．求：水需要吸收的热量提供这些热量，需要完全燃烧焦炭的质量（q焦炭=3.0×107J/kg）．
24．图1是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量60吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105W，若接收的太阳能只用来驱动船前进．在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船收到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图2甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图2乙所示．（g取10N/kg）

求：满载时太阳能船受到的浮力；第50s到第100s内牵引力做的功；第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率．
参考答案

一、本大题包括10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1、C
【解析】
（1）当R1、R2串联时，通过两电阻的电流相等，根据电阻消耗的功率关系和P＝I2R确定两电阻之间的关系；根据电阻的串联特点和欧姆定律表示出电路中的电流，根据P＝I2R表示出R2消耗的功率．
（2）当R1、R2并联在同一电源两端时，根据并联电路的电压特点和求出R1消耗的功率，根据欧姆定律得出通过两电阻的电流关系；
根据求出R2消耗的电功率，进一步得出两电阻消耗的总功率．
【详解】
（1）R1、R2串联时，通过两电阻的电流相等，由题知P2=4P1，
所以，由P=I2R知道，R2=4R1，即 ，故A错误；
（2）当R1、R2并联在同一电源两端时，因为并联电路各支路两端的电压相等，
所以由I=知道，并联时通过R1与R2的电流之比I1′：I2′=R2：R1=4：1．故B错误；
（3）①R1、R2串联时，由串联分压规律可知，它们的电压之比为U1：U2=R1：R2=1：4，
所以可知U2，U1=U，
则串联时R2的功率：P2 ；
所以
同理可得，串联时R1的功率是：P1，所以 ------------Ⅱ
②当R1、R2并联在同一电源两端时，它们两端的电压均等于电源电压U，
则此时R2消耗的功率：P2′=，故C正确；
此时R1消耗的功率：P1′；
电路消耗的总功率：P总′ ，故D错误，故选C．
本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据串联时两电阻消耗的功率得出电阻关系和表示出电阻R1消耗的电功率．
2、A
【解析】
AD、同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮，则，即：密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计的重力G，故D错误；
由图知密度计排开液体的体积，且，根据可得，则，故A正确；
B、由图可知两液体液面相平，，甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强大，故B错误；
C、密度计浸入液体的深度越小，说明液体的密度越大，即密度计越靠近上方的刻度，其相应的密度数值越小，故C错误．
3、A
【解析】
在测量液体的密度时，为了避免烧杯或量筒内壁粘有部分液体，导致体积或质量的测量值偏小而存在误差，通常采用剩余法测量液体的密度，由题意知，为了较准确地测盐水的密度，本题正确选项是A．
4、C
【解析】
A. 当球被踩瘪时，球的体积减小，所以球内气体的体积也减小了，故A错误；
B. 当球被踩瘪时，球内气体质量不变，但由于气体体积减小，所以球内气体的密度会变大，故B错误；
C. 质量是物体内所含物质的多少，当球被踩瘪时，虽然球内的气体体积减小，但由于球没有破裂，球内气体的分子数量没有增多也没有减少，所以球内气体的质量没有发生变化，故C正确；
D. 当球被踩瘪时，球内气体被压缩，外力对球内气体的体积做功，球内气体的内能增加，故D错误．
5、B
【解析】
试题分析：因为木块漂浮，所以浮力与重力相等，同时也说明木块的密度小于水的密度．那么，截去部分所排开水的重力，也就是这部分受的浮力大于这部分木块自身的重力，因此，对整个木块来讲，同时去掉这部分的重力与浮力后，其新的重力大于浮力，所以剩下部分会下沉一些．
故选B．
6、C
【解析】
A古代捣谷工具是利用一个硬杆，能在力的作用下够绕一个固定的点转动，这就是杠杆，这个工具就是利用了杠杆的原理，故A正确；不符合题意；
B.光沿直线传播的影子所指的时辰就是时间，光沿直线传播是日晷能够测量时间的条件之一，故B正确；不符合题意；
C．孔明灯升空是因为灯内气体受热膨胀，体积增大，所受浮力增大，大于灯本身的重力后它就会升空了．故C错误．符合题意；
D. 地磁场能对地球附近的磁体产生磁力，所以司南能够指南北是受地磁场的作用，故D正确．不符合题意；
7、C
【解析】
牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态．
【详解】
牛顿在伽利略、笛卡尔的基础上得到牛顿第一定律：“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态”．所以此科学规律是牛顿得到的．故选C．
8、A
【解析】
钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，根据W有=Gh可知，所做的有用功相同；不计绳重与摩擦，此时对动滑轮做的功是额外功，滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，根据W总=W有+W额可知，W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲=W乙，由机械效率公式η=得到机械效率相同，即η甲=η乙，故A符合题意，BCD不符合题意。
9、C
【解析】
（1）惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，质量越大，惯性越大；

（2）判断平衡力要根据二力平衡的条件来分析，一对平衡力必须符合四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
（3）处于平衡状态的物体受到平衡力的作用；处于非平衡状态的物体受到非平衡力的作用；
（4）物体在不受力的作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。
【详解】
A、惯性大小只跟物体的质量大小有关，自行车加速前进时，它的质量不变，惯性不变，故A错误；
B、自行车对地面的压力和地面对自行车的支持力是作用在不同物体上的两个力，不是一对平衡力。故B错误；
C、停止蹬车，车的速度会减小，此时车处于非平衡状态，则此过程中车受到非平衡力的作用，故C正确；
D、如果自行车在行驶中所受到的力全部消失，由牛顿第一定律可知，自行车会保持原来的运动状态，即做匀速直线运动，故D错误。
故选：C。
此题以自行车为载体考查了惯性、平衡力的辨别、牛顿第一定律的理解等多个知识点，综合性很强，但难度不是很大。
10、A
【解析】
A. 平静水面上景物的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，A符合题意；
B. 手影中影子的形成说明光是沿直线传播的，由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，故B与题意不符；
C. 小孔成像是光的直线传播，故C与题意不符；
D. 海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播时发生的折射现象，故与题意不符；

二、填空题（本大题包括7小题，每小题2分，共14分）
11、运动状态 不变 改变
【解析】
女排比赛中头号功臣朱婷飞身跃起重扣，改变了排球的运动方向，球砸在对方界内，是因为力可以改变物体的运动状态；球在落向地面的过程中，质量不变，所以它的惯性不变；高度降低，所以重力势能变小，即发生改变．
12、热值 做功
【解析】
长征三号乙运载火箭三级发动机采用液氢为燃料，这是利用液氢的热值大的优点，同样质量的氢燃料与其它燃料相比，释放内能大，做功多，故用氢做燃料；
探测器穿过大气层时，包裹探测器的整流罩与大气层发生剧烈摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，使整流罩温度迅速升高，所以在这个过程是通过做功的方式增大了内能．
13、物距大于二倍焦距 靠近 缩小
【解析】
（1）凸透镜成像时，物距u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机．
（2）物距变大，则像距变小，像变小；在光的折射中，光路是可逆的．
【详解】
(1)摄像头扫描二维码时相当于凸透镜，成倒立缩小实像，此时物距大于二倍焦距，即物体到摄像头的距离大于二倍焦距；
(2)将光屏移至刻度线10cm处，像距变大，则物距应减小，蜡烛向靠近透镜方向移动，光屏上能再次成清晰的像，此时像距大于物距，成的是倒立、放大的实像；保持透镜位置不变，仅将蜡烛和光屏位置交换，此时像距小于物距成的是倒立缩小的实像．
14、 100 40
【解析】由图a知道，承担物重的滑轮绳子股数是n=2，在不计绳和动滑轮的重力及摩擦，匀速提起重物时拉力是：F1 =G/n=200N/2=100N；根据题意知道，左右活塞面积之比是：S左：S右=5：1，由帕斯卡原理知道，两边压强相等，所以由p=F/S可得，G/S1=F2/S2，故F2 =GS2/S1=200N×1/5=40N。
15、OB
【解析】
重力示意图的画法：沿重力的方向（竖直向下）画一条带箭头的线段，线段的起点（作用点）在小球的几何中心上，所以能正确表示小球所受重力示意图的为线段OB．
点睛：在物体上沿重力的方向画一条带箭头的线段，表示物体在这个方向上受重力的作用，这种表示力的形式叫重力的示意图．对形状规则的物体，重力的作用点在物体的几何中心上．
16、升华 液化
【解析】
根据题意知道，盒内装入了一定量的“干冰”，当打开包装盒时，盒内的干冰发生升华现象，此过程中吸热，温度降低，使空气中的水蒸气遇冷液化为小水滴即出现了“白雾”．
17、105 0.6 2.52×106 84％
【解析】
（1）)5月初电能表示数1432.7kW⋅h，由图可知6月初的示数1537.7kW⋅h，故小明家5月初至6月初消耗的电能为：W=1537.7kW⋅h−1432.7kW⋅h=105kW⋅h；
（2）电能表上标有“2500r/kW⋅h”，表示每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转2500转，电能表的转盘转250转时，电路消耗的电能：W=kW⋅h=0.1kW⋅h，用电器的总功率：P===0.6kW；
（3）水吸收的热量：Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×20kg×(50℃−20℃)=2.52×106J；消耗的电能：W=Pt=2000W×25×60s=3×106J，电热水器的热效率：η===84%．

三、作图、实验与探究题（本大题包括5小题，共34分）
18、
【解析】
掌握力的示意图的画法，注意重力的方向是竖直向下的．
【详解】
均匀木棒的重心在其中点，方向竖直向下；反向延长力F的作用线，由支点O向F的作用线引垂线，垂线段的长度即为F的力臂L，如图所示：

19、见解析
【解析】
(2)由杠杆平衡条件可以知道,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长动力越小.力的示意图如下图所示:

20、L2发光L1不发光 L1被短路
【解析】
（1）从实物图可知：导线直接接到了灯泡L1的两端，则导致L1短路，所以，灯泡L2发光，L1不发光；
（2）该电路存在的问题是：①L1被短路，②电流表A2的正负接线柱接反．使L1不亮的原因是L1被短路；
（3）根据一个电流表在干路，一个在支路，将A2的“3”接线柱改到开关的右侧接线柱即可，如下图所示：

（4）从电源正极开始，经过开关后进行分支，一支经过灯泡L2，另一支经过电流表A2和灯泡L1，然后两支汇合共同经电流表A1回到电源负极，如下图所示：

21、左 160.8 到达M 处 2.8 偏大
【解析】
（1）指针偏向分度盘的右侧，要使横粱在水平位置平衡，应将平衡螺母往左调；
（3）由图知道，杯、水和矿石的总质量：m＝100g+50g+10g+0.8g＝160.8g；
（4）将矿石从水中取出后，再往烧杯中缓慢加水，使水面上升至记号M，用天平测出杯和水的总质量为141g，
（5）水的质量为：m水1＝160.8g﹣30.8g﹣90g＝40g，
此时水的体积为V水1＝＝40cm3
此时，杯中水的体积是：V水＝＝51cm3；
由题意知道，鹅卵石的体积等于加入水的体积，则V＝V水1﹣V水＝51cm3﹣40cm3＝11cm3；
矿石的密度是：ρ＝＝2.8g/cm3。
（6）若小明在第（4）步骤测量过程中用镊子添加砝码并向右旋动平衡螺母，所加砝码少，测量的水的质量偏小，即水的体积偏小，由ρ＝知道，密度测量的偏大。
22、 A 2 B 0.5 随温度的升高而增大
【解析】
（1）电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路；根据灯泡的额定电流选择电流表的量程，然后与小灯泡的左侧相连；根据小灯泡的额定电压选择电压表量程；
（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值即可选择器滑动变阻器的规格；
（3）根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数；
（4）电压表的示数小于灯泡的额定电压，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小；看清电流表的量程和分度值，读出电流表示数，利用P=UI求出其电功率；
（5）灯丝的电阻随温度的升高而增大．
【详解】
（1）灯泡的额定电压为2.5V，则电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；
小灯泡的额定电流约为：，则电流表的量程为0～0.6A，且与灯泡串联；如下图所示：

（2）灯泡正常发光时的电压等于额定电压UL=2.5V，
根据欧姆定律可知此时电路电流约为：，
滑动变阻器两端电压U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值，
所以本实验中应该选择规格为“10Ω 2A”的A滑动变阻器；
（3）电压表使用0～3V量程，分度值为0.1V，故电压为2V；
（4）要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向B端移动，使电压表的示数为2.5V为止；
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，此时示数为0.2A，小灯泡正常发光，U=2.5V，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）灯泡电阻随灯泡电压的升高而增大；原因是：随灯泡电压的升高，灯泡实际功率增大，灯泡温度升高，电阻变大，说明灯丝的电阻随温度的升高而增大．

四、计算题（本大题包括2小题，共22分．解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
23、（1）1.26×107J；（2）0.42kg．
【解析】
（1）水的体积：
V=50L=50dm3=0.05m3，
由ρ=m/V得，水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg，
在一标准大气压下，水的沸点t=100℃，则水需要吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（100-40）℃=1.26×107J；
（2）由题意知，焦碳完全燃烧放出的热量：
Q放=Q吸=1.26×107J，
由Q放=mq得，需要完全燃烧焦碳的质量：
m焦炭===0.42kg．
24、（1）6×105N；（2）2×106J；（3）25%
【解析】
（1）满载时太阳能船受到的浮力：
F浮=G排=m排g=60×103kg×10N/kg=6×105N；
（2）第50s到第100s内，由图甲可知牵引力：
F=8×104N，
由图乙可知船匀速行驶的速度：
v=0.5m/s，
由v=s/t可得，船行驶的距离：
s=vt=0.5m/s×50s=25m，
第50s到第100s内牵引力做的功：
W=Fs=8×104N×25m=2×106J；
（3）由题可知，太阳能电池板接收太阳能的功率为1.6×105W，则第50s到第100s的运动过程中，太阳能电池板接收到的太阳能：
E=Pt=1.6×105W×50s=8×106J，
则太阳能船的效率：
η=W/E×100%=（2×106J/8×106J）×100%=25%．