20.力学综合实验探究-2026年中考科学三轮精练冲刺（浙江统考专用）

**基本信息** 聚焦力学实验全流程，以问题链驱动科学探究，覆盖压强、浮力、机械效率等核心模块，强化控制变量与转换法的系统应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础实验技能|1-10题|测量工具选择/数据记录分析|从单一变量控制到多因素关联，构建"现象观察-数据验证-结论推导"逻辑链| |综合探究应用|11-30题|实验方案设计/误差分析改进|以经典实验（如阿基米德原理）为载体，渗透科学思维中的模型建构与推理论证| |拓展创新实践|31-50题|跨学科情境问题/方案优化|结合生活实际（如重力灯、纸桥承重），体现科学观念在技术工程中的应用迁移|

力学综合实验探究 1．科学小组在探究液体内部压强的特点时，经讨论提出以下几个猜想。 猜想一：液体内部压强与探头方向有关。 猜想二：液体内部压强与液体深度有关。 猜想三：…… 随后，小组成员用如图所示实验装置进行实验（探头半径1厘米），数据记录及处理结果列于下表。 表1： 实验序号 液体种类 深度H/厘米 探头方向 U形玻璃管中液面高度差ΔL/厘米 1 水 6.0 向下 5.6 2 水 6.0 向左 5.6 3 水 6.0 向上 5.6 4 水 9.0 向上 8.4 5 水 12.0 向上 11.2 6 酒精 12.0 向上 9.0 7 盐水 12．0 向上 14．2 请回答： (1)该实验是通过 来反映液体压强大小； (2)根据表1中的5、6、7三组实验可知，科学小组想探究的问题是 ？ (3)分析比较 （填实验序号）三组数据，可得结论：液体内部压强与液体深度有关； (4)小科认为液体内部的压强还可能与探头底面积有关，于是按照表2进行实验，实验结果证明液体内部的压强与探头底面积无关  则小科在实验中获取的证据是 。 表2： 实验序号 液体种类 探头直径/厘米 深度H/厘米 U形玻璃管中液面高度差ΔL/厘米 1 水 3 9.0 2 水 4 9.0 3 水 5 9.0 2．为了探究一定质量的气体压强与气体体积的关系，小明用如图所示的装置进行如下实验： ①取一个U形玻璃容器，往容器中注入一定量清水，待A、B管内液面相平时用密封盖将A管上方一定质量的空气密封； ②将A管上方的空气进行4等分，标记对应刻度线“0、1、2、3”，如图所示； ③往B管中注入清水，待A管中液面分别上升至刻度线“1、2和3”时，分别测量并记录B管与A管内液面的高度差为、和； （1）本实验通过比较 反映A管上方气体压强的大小； （2）本实验除了温度计之外，还需要用到的测量仪器是 ； （3）小明通过实验得出结论：一定质量的气体，体积越小，压强越大。他获得的证据是： ； （4）为了使液面的高度差更明显，小明和小白分别提出了两种改进建议： 小明建议：选择更细的B管。小白建议：用密度更小的液体替换清水。请判断谁的建议合理并说明理由： 。 3．“充气热盾”（如图甲）可以降低返回舱在大气层中的飞行速度，以减轻与大气摩擦带来的烧蚀损伤。充气热盾的减速效果与哪些因素有关呢?小明利用纸锥（如图乙）进行探究，他认为其减速效果可能与质量、锥角及母线长度等有关。具体实验步骤如下： ①用大小、材质相同的圆形纸片制作出三个锥角不同的纸锥； ②将锥角为60°的纸锥放在透明玻璃管顶部（如图丙），静止释放并测量纸锥落地的时间； ③重复测量3次并求平均值，记录实验结果； ④换用不同锥角的纸锥重复步骤②和③，记录并整理数据如下表。 实验组别 纸锥锥角α/° 母线长度l/cm 下落平均时间/s 1 60 1.9 ? 2 71.1 1.9 1.70 3 81.9 1.9 1.96 (1)实验中，需要用到的测量工具有 ；（写出一种） (2)与直接在空气中下落相比，纸锥在玻璃管中下落的优点是 ； (3)以下是纸锥的两种制作方法。从变量控制的角度分析，哪种制作方法更合理，并说明理由 ； (4)第1组实验中，纸锥三次下落的时间分别为1.52s、1.50s、1.57s，则表中“?”应填写的数据为 ；结合实验数据可知，该实验的结论是 。 4．某项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。 (1)为实现潜水艇的上浮，小组同学的操作是： ，从而排出水舱内的水，实现上浮； (2)如图乙所示，潜水艇完成从B到A上浮的过程，其浮力变化情况是 ； (3)已知某小组同学采用的材料总质量0.5kg，体积650cm3，现有100mL和200mL两种规格的注射器，请通过计算说明应该选择哪种规格的注射器能实现在水中悬浮。 5．乒乓球是我国的“国球”，由于直径38mm的球速度快、旋转强，比赛时，回合数太少，观众不易看清球路。为了提高观赏性和趣味性，现今的乒乓球比赛用的都是直径40mm的大球。小宁认为，乒乓球直径的改变可能会影响它的弹性，于是展开了相关实验。 [实验准备] 选择同一厂家生产的材料、质量相同，直径不同的乒乓球各一，在同一台面上，探究其弹性强弱。 [实验数据] 由静止释放的高度h1/cm 直径38mm乒乓球弹起高度h2/cm 直径40mm乒乓球弹起高度h3/cm 30 24 23 60 44 42 [实验分析及结论] 当由静止释放的高度相同时，可根据 比较两种乒乓球的弹性。 由以上实验数据可初步判断直径40mm乒乓球的弹性稍弱些。 [反思与完善] 为使实验结论更为可靠，在上述实验基础上，还可以补充进行的操作是 （答出一点即可） [拓展] 小宁在课余时间喜欢打乒乓球。如图所示，他发了一个“旋转球”，箭头表示乒乓球的旋转方向，请预测乒乓球将会向 （选填“a”“b”或“c”）方向运动。 6．小乐用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器（分别装有一定量的水和盐水）对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其实验过程和弹簧测力计示数如图所示。 (1)分析甲、乙、丙的实验结果，可说明浮力的大小与 有关； (2)分析 两图所示的实验，可探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系； (3)根据实验可测出盐水的密度是 kg/m3；（取g=10N/kg） (4)如图丙所示实验，若圆柱形容器底面积为80cm2，圆柱体浸没后水未溢出。则放入圆柱体后水对容器底部压强比未放入时增加 Pa。 7．兴趣小组用家里的物品和刻度尺测量院子里某种实心石块的密度。 【材料准备】水桶、薄壁塑料瓶（已剪去瓶底）、大小不同的石块、刻度尺。 【实验步骤】 ①在水桶中倒入适量的水，置于水平桌面上，如图甲； ②将塑料瓶拧紧瓶盖后倒置，然后在瓶内放入小石块若干并注入适量的水； ③把装有小石块和水的塑料瓶放入水桶中，使其漂浮；待塑料瓶稳定后，用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h1和h2，如图乙； ④再把一颗大石块放进塑料瓶的水中，待塑料瓶稳定后，用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h3和h4，如图丙； 【过程分析】 (1)以上三幅图中，水桶底所受到的压强最大的是 图； (2)向塑料瓶内加入适量水的目的除了调整重量使其漂浮外，还有的功能是 ； (3)如图乙，若要增大塑料瓶内外液面差，可以采取的措施是 ； A．往塑料瓶内加水 B．往塑料瓶内加小石块 C．往水桶内加水 D．往水桶内加小石块 (4)【实验结果】 用实验测得的数据和ρ水表示大石块的密度值是______。 8．某科学兴趣小组利用一个注射器（容积为V，全部刻度的长度为L）、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下： ①用细线将注射器的活塞拴牢固，然后把活塞推至注射器筒的最底端。 ②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔，确保注射器内部与外界空气隔绝。 ③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连，水平拉动注射器（如图所示）。在拉动过程中，缓慢且平稳地用力，当活塞刚开始滑动的瞬间，立即读出弹簧测力计的示数F。 (1)本实验研究的是大气对 的压力；（选填“活塞”或“针筒”） (2)请根据所学知识，结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为 ； (3)此实验时测得的大气压值误差很大，实验过程中导致测量值大于真实值的原因 。 A．橡皮帽密封性不好 B．活塞与注射器筒壁之间有摩擦 C．注射器筒内的空气没有完全排尽 (4)在标准大气压下做完实验后，把此装置带到海拔较高的山上重复实验，弹簧测力计示数会 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 9．某环保项目学习小组发现社区河道水体密度异常，想要自制密度计检测水体的污染程度。已知清水密度为1.0g/cm3，11.05g/cm3为轻度污染水，1.05g/cm3为重度污染水。实验器材：塑料吸管、橡皮泥、烧杯、刻度尺等。 实验步骤： ①在吸管的一端底部粘上适量橡皮泥，制成简易密度计。 ②把简易密度计放入盛水的烧杯中，静止后测出浸入水中的塑料吸管的长度（如图所示）。 ③ ，静止后测出浸入液体的吸管长度。 请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题： (1)请将实验步骤③补充完整 。 (2)吸管一端粘上适量的橡皮泥，目的是为了 。 (3)被测污水的密度表达式： （用表示，不计橡皮泥体积）；若测得，，则所测污水属于 。（选填“轻度污水”或“重度污水”） 10．小龙学习了力的相关知识后制作了一个“自动旋转瓶”。制作步骤如下：将矿泉水瓶去掉顶部，在靠近底部同一高度的侧壁上等距打若干个相同的小孔，小孔中插入弯折的吸管，再用细线将其悬挂起来，如图甲所示。 【实验目的】探究“自动旋转瓶”旋转快慢的影响因素。 【实验过程】 ①用塞子堵住吸管口，通过注水装置向瓶中注水，使水位深度为15厘米。 ②拔开塞子，水从吸管口喷出，同时保持一定的注水速度。 ③记录瓶子从开始旋转至旋转5周所用的时间。 ④改变瓶子上吸管数量与水位深度，重复实验，记录实验数据。 【实验结果】如表所示。 编号 水位深度/厘米 吸管数量/根 矿泉水瓶旋转5周所需时间/秒 第1次 第2次 第3次 1号 15 2 15.1. 15.3 16.1 2号 4 7.9 7.3 8.2 3号 6 4.9 4.5 4.7 4号 7.5 2 5.0 5.3 5.5 5号 4 2.4 2.6 3.1 (1)根据图乙中吸管的出水方向，可判断矿泉水瓶沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向旋转； (2)实验过程中步骤②对注水速度的要求是 ； (3)根据1、2、3号实验数据可获得的结论是 ； (4)请根据实验数据推测， （选填“水位深度”或“吸管数量”）对矿泉水瓶旋转快慢的影响更大。 11．在校园午后大课间活动中，羽毛球运动深受学生的喜爱。某科创小组为了探究羽毛球撞击球拍时，球拍所产生最大力与拍线松紧程度（单位：磅）的关系，进行如下实验： ①选择5支相同的球拍，将拍线松紧程度分别调节为20、22、24、26、28磅； ②以一定速度发射的羽毛球撞击拍线松紧程度为20磅的球拍拍面中心位置A，拍面中心位置A最终移动到B点，测出AB的距离为； ③用弹簧测力计测出球拍拍面中心位置A移动距离后（即B点）的力F； ④换用拍线松紧程度分别为22、24、26、28磅的球拍，重复步骤②③，记录的实验数据如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 拍线松紧程度/磅 20 22 24 26 28 /毫米 7.89 4.80 3.98 3.01 2.52 F/牛 90 99 108 117 126 (1)球拍变形原因是 ； (2)为了完成实验，除了弹簧测力计外还需要准备的测量工具有 ； (3)步骤③中测力计在B点位置测出的力作为拍面产生的最大力，其理由是 ； (4)根据该实验结果可以初步得出的结论是 。 12．如图是在空中释放时能旋转下落的纸蜻蜓。小明和小红为探究影响纸蜻蜓下落快慢的因素，取翅身、翅尾长度不相同的纸蜻蜓，并改变回形针的数量，从2.5m高的平台静止释放，并记录落地的时间，实验结果如表。 组别 翅身长度（cm） 翅尾长度（cm） 翅身负重 下落时间（秒） 1 4 4 无 t1 2 4 5 无 t2 3 5 4 无 t3 4 4 5 一枚回形针 1.7 5 4 5 两枚回形针 1.2 (1)为保证纸蜻蜓的下落轨迹呈直线型，选择在 的环境中进行实验。（选填“有风”或“无风”） (2)比较4、5组的实验结果，可以得出的结论是 。 (3)实验结果发现“竹蜻蜓”的下落随翅身长度和翅尾长度的增大而加快。若翅尾长度对“竹蜻蜓”下落快慢的影响大于翅身长度，则“t1、t2、t3”三者应满足的关系为 。 A． B． C． D． (4)为了减少在测量纸蜻蜓下落时间时由于偶然因素造成的误差，提出相应的改进措施： 。 13．学校科技节开展纸锥下落竞速比赛。同学们通过讨论提出以下几个猜想： 猜想1：纸锥下落快慢可能与纸锥的锥角大小有关。 猜想2：纸锥下落快慢可能与纸锥的扇形半径有关。 猜想3：…… 某组同学以相同规格的普通A4纸为原材料，分别裁出了3个不同规格的扇形（1号和2号半径相同，锥角不同；1号与3号锥角相同，半径不同），如图a所示。在2m高处自由释放纸锥，同时开始计时，纸锥落到地面时结束计时。重复上述实验，取平均值。请回答： (1)实验中对每个纸锥都进行多次测量并取平均值的目的是 。 (2)为了使纸锥从同一高度以相同的速度释放，应选择图 （选填“b”或“c”）的方式静止释放纸锥。 (3)该组同学测得的数据如下表所示： 纸锥编号 纸锥半径/cm 锥角大小 平均时间/s 1 9 80° 1.52 2 9 40° 1.28 3 4.5 80° 1.53 通过比较实验数据可以得出：纸锥的下落快慢与 有关。 (4)小金同学对上述实验结论提出了疑问：实验在改变锥角的同时，也改变了纸锥的质量，对实验结果有干扰。从变量控制的角度，你的改进方案是 。 14．小安在学习“阿基米德原理”时，发现老师研究的物体在液体里都是下沉的，于是他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受的浮力是否等于物体排开液体所受的重力”。 (1)小安在设计实验时，通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下： 因为木块漂浮在水中，所以木块所受的浮力等于木块所受的重力；若要验证是否等于，只需验证 ；又因为，所以只需验证是否等于；于是，小安找来了电子秤、溢水杯和小烧杯进行实验，实验步骤如下： a．测量木块的质量，记为； b．测量小烧杯的质量，记为； c．把木块轻轻放入装满水的溢水杯中，用小烧杯收集被木块排开的水； d．测量小烧杯和排开的水的总质量，记为。 (2)实验数据记录如表所示： 研究对象 木块质量 小烧杯质量 杯、水总质量 排开水的质量 木块 80 38 118 分析表格中的实验数据，得出结论：物体漂浮时，与 ； (3)小华认为以上实验过程可以更加简化，如图乙所示，只需将装满水的溢水杯放在电子秤上，将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水，等溢水杯中不再有水溢出时，拿走小烧杯，若观察到 ，即可得到； (4)小明发现下沉的物体不能通过“是否等于”间接验证“是否等于”，原因是 。 15．某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素，木块挂在测力计下，其右侧面与竖直传送带接触，装置左侧有可旋转的螺杆对其施加不同的压力，启动电动机使传送带转动，通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表： 实验次数 木块重力（N） 螺杆旋转的圈数（圈） 测力计示数（N） 摩擦力（N） 1 0.60 1 0.70 0.10 2 0.60 2 0.82 0.22 3 0.60 3 0.95 0.35 4 1.20 1 1.30 0.10 5 1.80 1 1.90 (1)比较1、4次实验的数据可知，滑动摩擦力大小与 无关。 (2)在实验过程中，传送带转动的方向为 。（选填“顺时针”或“逆时针”） (3)第5次实验中，木块受到的滑动摩擦力大小是 N。 16．覆杯实验是科学教材中的经典实验，如图甲。科学小组利用现代高速摄影技术进行了相关研究，发现当杯中装入部分水，如图乙。倒置的瞬间水与轻质盖片会一起下降一段高度，在杯口和盖片之间形成一段液桥，如图丙。 为了研究液桥高度和杯子内空气柱高度的关系，该小组取一个高度为的杯子，并不断改变杯子内空气柱的高度，盖上轻质盖片后倒置，测出相应的液桥长度，并将实验数据记录于下表： 空气柱高度/cm 2.25 4.50 9.00 13.50 15.75 液桥高度/cm 0.078 0.138 0.215 0.168 0.123 (1)要完成上述实验，还需要的测量工具是 。 (2)根据上表的分析，你认为液桥高度和杯子内空气柱高度的关系是 。 (3)该小组课后查阅相关资料发现：①当空气柱高度为杯子高度一半时，液桥高度最大。②杯子外的空气会从液桥进入杯内，而且液桥越长空气越容易进入，覆杯实验的成功率就越低。请根据相关资料预测下图中的覆杯实验，成功率最低的是并说明理由 。 (4)除了覆杯实验能证明大气压的存在外，请你再举出一例 。 17．地砖的防滑程度是房屋装修时选择地砖种类的重要依据之一、某科学小组用如图装置 对影响地砖防滑程度的因素进行探究。 材料 干燥时的摩擦力/N 微湿时的摩擦力/N 全湿时的摩擦力/N 甲 3.61 3.93 4.03 乙 4.22 3.37 3.11 丙 4.02 4.57 4.42 【实验步骤】 ①将三种不同材料的地砖甲、乙、丙放在水平桌面上，向鞋子中加入一定质量的石子； ②把鞋子分别放在三种干燥的地砖上，向左水平拉动地砖，测出鞋子受到的摩擦力大小， 将数据记录在表中； ③给每种地砖按10g/m2的量加水并涂抹均匀，使地砖表面为“微湿”状态，重复测量； ④给每种地砖按100g/m2的量加水并涂抹均匀，使地砖表面为“全湿”状态，重复测量。 【实验分析】 (1)本实验研究的问题是 。 (2)实验中，地砖的防滑程度是通过 来判断的。 (3)实验中，用手拉动地砖时是否一定要匀速拉动？ 。 (4)厨房间通常由于用水多，地面容易潮湿，不适合铺设的地砖材料是甲、乙、丙中的哪种，并说明理由 。 18．纸飞机的水平飞行距离受多种因素影响，某科学兴趣小组围绕“影响纸飞机水平飞行距离的因素”开展探究实验。在无风环境下用如图所示装置进行实验：分别只改变投掷力大小或投掷角度，用相同纸飞机进行6组实验，每组实验重复飞行三次， 将测得数据处理后进行记录，如表所示： 组别 投掷力F 投掷角度θ 水平飞行距离s 1 F0 0° 3.1米 2 F0 7.5° 4.6米 3 F0 15° 5.8米 4 F0 22.5° 4.5米 5 F1（F1>F0） 15° 6.5米 6 F2（F2<F0） 15° 4.6米 (1)第1~4组实验过程中，小科是通过控制 的长度不变来保证F0不变的； (2)比较并分析第3、5、6组实验，可以得到结论是： ； (3)要探究投掷力为F0时，该纸飞机水平飞行距离最远时的投掷角度，接下来他的操作是： ； (4)纸飞机水平飞行距离可能与纸飞机本身也有关，如 。（写出一个因素） 19．小明利用剪去上半部分的平底空矿泉水瓶、刻度尺、适量的清水和木块测量某种盐水的密度，测量过程如图所示。（清水的密度取1.0克/厘米3） (1)步骤②和步骤④中，木块受到的浮力分别为F2和F4，则两者大小关系为： 。 (2)该盐水的密度 克/厘米3。 (3)为了能测出盐水密度，该实验中必须控制的条件有 。（可多选） A．步骤①、③中液体的深度相同 B．步骤①、③矿泉水瓶的横截面积相同 C．实验中刻度尺零刻度线与瓶底齐平 D．实验中木块的密度须小于清水的密度 20．小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角，进行实验。其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如下表： 实验序号 钩码总重力G/牛 拉力作用线与竖直方向的夹角/度 拉力大小F/牛 ① 3 0 2 ② 3 30 2.4 ③ 3 45 2.8 ④ 3 60 4 （1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 牛； （2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 ； （3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是： ； （4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？ 。 21．小宁骑自行车时发现，骑车上陡坡要吃力些。坡路和斜面相似，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？小宁做了如下猜想： 猜想1：与斜面的表面材料有关。 猜想2：与斜面的倾斜程度有关。 猜想3：与物体受到的重力大小有关。 为验证上述猜想，小宁利用如图甲所示的装置进行了实验，实验中用沿斜面向上的拉力F拉动物块在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力 F 与物块所受的重力G 的比值大小来判定，比值越小，越省力） 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 斜面倾角 θ θ θ θ θ θ1（θ1>θ） θ2（θ2>θ1） 斜面的表面材料 木板 棉布 毛巾 木板 木板 木板 木板 物块重G/N 2.0 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力 F/N 1.35 1.43 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70 （1）通过对比 （填写实验序号）三次实验中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关； （2）通过对比1、6、7三次实验中的数据，得出的结论是： ； （3）为验证猜想3，小宁做了1、4、5 三次实验，分析实验数据后，小宁认为这几次实验省力情况相同的依据是 。 22．如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔。某同学利用圆珠笔开展了以下实验研究。实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系（如图乙），实验数据记录如下表： 序号 钩码质量（g） 弹簧压缩量x（mm） 弹簧弹力F（N） 弹簧的劲度系数K（N/mm） 1 50 2 0.5 0.25 2 100 4 1 0.25 3 150 6 1.5 0.25 实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度。弹跳过程可以分为三个阶段（如图丙）： ①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）。 ②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）。 ③笔继续上升到离桌面的最高处（见位置c）开始下落。 （1）由表中数据可知，在弹性限度范围内，弹簧弹力与压缩量成 （选填“正比”或“反比”）。 （2）笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于 位置之间。（选填“ab”或“bc”） （3）若不计一切摩擦，从a到b到c位置笔的内芯的机械能变化情况是 。 23．篮球从空中下落，撞击地面的过程中，与地面的接触面会不断增大，最大接触面积受什么因素影响呢?学校兴趣小组利用器材进行探究。 ①在球场地面上铺一张白纸，白纸上用复写纸覆盖，篮球从一定高度处自由下落，撞击复写纸，在白纸上留下蓝色圆斑，多次测量圆斑的直径。 ②改变篮球自由下落高度重复上述实验步骤，并计算篮球从不同高度下落的蓝色圆斑面积。 （1）本实验基于的假设是 ； （2）步骤①中“多次测量圆斑的直径”，这样做的目的是 ； （3）小明将下落的高度与蓝色圆斑的面积记录在下表中。 次数 1 2 3 4 5 下落高度 h/cm 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 蓝色圆斑面积 s/cm² 45.3 66.4 84.9 98.5 107.5 分析表中数据可知：下落高度越大，篮球与地面最大接触面积越大。请从能量转化的角度加以解释 （不考虑机械能损失） ； （4）压力传感器能记录瞬间的压力大小，并将数据呈现在计算机上。小明想测量篮球从一定高度处下落时撞击地面的最大压强值。如图所示，他将压力传感器放置在球场上，篮球从相应高度处自由下落撞击压力传感器，从电脑上读取最大压力F 的大小，并在表格中查找对应的面积，进行计算，你认为小明的做法是否正确并简要说明理由： 。 24．科学实践小组开展“制作无动力小车”项目化学习，活动包括：合适材料的选择、无动力小车的制作、无动力小车的测试、无动力小车的评价等几个环节。 （1）【选材】：制作无动力小车可以选择生活中常见的一些废弃材料作为无动力小车的材料，下列选项中哪个材料一定是用不到的 ； A．瓶盖 B．罐 C． 电动机 D．筷子 （2）【制作】：同学们在制作之前进行了激烈的讨论；各小组同学在讨论结束后，完成了各组无动力小车的制作； （3）【测试】：在测试过程中，A组同学想要探究如何让小车在水平面上行驶地更远，做了如图甲所示的实验； ①图甲，A组同学做了如图实验，该探究基于的假设是在初速度一定时，小车受到的阻力越大，滑行的距离越小； ②在实验过程中，A组同学发现如图乙③组小车行驶地最远，请分析该现象的原因 ； （4）【交流】：如何让乙图中的③小车运动的更远？A组提出可以通过增加小车的质量让小车行驶地更远，并做了如下所示实验（如图丙），请你通过分析以及结合所学知识，得出结论 。 25．高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”。物体因具有较大的重力势能，高空抛物存在巨大的安全隐患。 【提出问题】物体的重力势能与哪些因素有关？ 【建立假设】假设一：物体的重力势能与物体的质量有关。 假设二：物体的重力势能与下落高度有关。 【实验设计】为了验证猜想设计了甲图的实验装置．将不同小球从装置的一定高度自由释放，利用夹子标记球和杯子的位置，测量小球高度和杯子下推运动的距离，数据记录如下表所示。该实验物体的势能大小是通过 来反映的； 【得出结论】通过比较实验序号为 的三组数据，可得出结论，当下落高度一定时，物体质量越大，重力势能越大； 【评价交流】严谨的科学态度在科学研究中至关重要，请你对本次实验提出一项改进的意见： 。 实验 序号 小球质量 m/g 小球下落高度 h/cm 杯子运动的距离s/cm 1 10 10 8.5 2 10 20 9.2 3 10 30 10.4 4 20 20 11.8 5 30 20 12.6 26．学校开展项目化学习挑战赛——设计制作重力灯。 【项目要求】设计制作重力灯，将重物的重力势能转化为电能使LED灯发光； 【提供器材】若干LED灯、细线、若干滑轮、若干钩码、小型发电机、齿轮、导线等 【产品调试】 （1）小明制作的重力灯工作原理如图甲所示，为了使规格为“0.4安，1瓦”的LED灯正常发光，重力灯的稳压蓄电设备输出电压应为 伏； （2）小明共制作了四盏重力灯，各重力灯的各项参数如下表所示。根据表中参数，4号重力灯的重物质量应该是 千克。（假定重力灯的能量转化效率相同） 重力灯编号 重物离地高度（米） 重物质量（千克） LED灯额定功（瓦） 发光时间（分钟） 1 2.4 25 1 6 2 2.4 50 1 12 3 1.2 50 2 3 4 1.2 ？ 3 3 （3）下图图乙表示悬挂重物用的滑轮使用方式，图丙表示重力灯的齿轮增速器内齿轮使用方式。重物下落时，图乙中滑轮带动图丙中左侧齿轮转动，左侧齿轮再带动右侧齿轮转动，从而使发电机的线圈转动发电。为了提高发电机内线圈的转速，小明应该选择的滑轮和齿轮最佳的组合方案是 （用字母序号表示）。 27．明在进行伽利略的斜面实验时，发现小球从斜面A自由滚下，到达斜面B后上升的最高点的高度h总小于出发点的高度H。为探究小球减少的机械能与所受摩擦力之间的关系，小明进行了如下实验： ①将小球涂满墨汁，并置于斜面A上，调整其离地高度H为。 ②松手后，使小球自由滚下，用刻度尺测量并记录斜面B上最高点墨迹的高度h。 ③将斜面擦拭干净，重复实验，记录数据并求平均值。 ④改变平铺在斜面上的材料，重复上述步骤，并整理数据如下表。 组别 斜面材料 下落高度H/cm 上升高度h/cm 1 木板 10 8.5 2 棉布 10 7.2 3 毛巾 10 5.7 （1）每次实验前都需将小球涂满墨汁，其目的是 。 （2）实验中，可用 反映小球机械能的减少量。（用字母表示） （3）根据实验结果，小明推测当物体不受摩擦力时，机械能总量保持不变。写出其推测过程 。 28．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关； 【进行实验】他们做了如图甲、乙、丙所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离； (1)【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： ； (2)【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因； (3)【评估交流】如果换用图丁所示装置进行实验，选择合适的器材可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系； (4)他们由此还联想到牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下滑下，在粗糙程度不同的水平表面运动直至停止；在水平运动的整个过程中，小车在玻璃、毛巾表面克服摩擦力做功的功率分别为P1、P2，则P1 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 29．小科骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢？ (1)他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长。这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中转化而来的 就越大 (2)他进而又提出两个猜想： 猜想一：物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关。 猜想二：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关。 ①在验证猜想一的实验中，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角固定，如下图所示。实验时为了让不同质量的小球以相同的初始速度滑上长木板，他在左侧放置了一个固定的斜面A，请说明使用斜面A进行实验时的操作要点： 。 小科发现当不同质量的球以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同。这说明猜想1是 （填“正确”或“错误”）的。 ②在验证猜想二的实验中，小科让同一小球以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板，测出小球冲上长木板后通过的最大距离。测得的数据记录如下表： 次数 1 2 3 4 6 木板倾角 10 30 53 75 85 向上滑行的最大距离 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43 根据表中数据得出实验结论： 。 30．“高空抛物”会造成严重危害，高空物体的重力势能与哪些因素有关。小科利用如图所示的实验装置，将铁球从斜面静止释放后，滚动到水平面压缩弹簧，记录当铁球速度为零时弹簧的长度。 ①如图甲，将两个不同的铁球A、B（）先后从同一斜面的相同位置处静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为、； ②如图乙，将两个相同的铁球先后从装置的不同高度、（）处静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为、； ③重复以上操作。 (1)小科通过观察铁球速度为零时弹簧的长度，来判断铁球重力势能的大小。这种研究方法是 （填“控制变量法”或“转换法”）； (2)实验过程中，物体的重力势能全部转化为弹簧的 能； (3)图甲实验是为了探究 ； (4)实验过程中，发现弹簧长度不便于测量，其原因是 。 31．小科在参观科技馆时看到一种有趣的科学玩具——牛顿摆，如图甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止?小科进行了如下探究： 【提出问题】被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关? 【建立假设】被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度大小有关。 【实验验证】将牛顿摆等效为单摆模型，如图乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为A~E球。若不考虑能量损失，请回答下列问题： (1)将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），静止释放后，A球向右摆动过程中，将 能转化为动能。 (2)为了改变撞击球撞击时的速度，进行的操作是： 。释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出。 (3)重复上述步骤，当钢球发生碰撞时，都仅有E球被撞出。由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度 填“有关”或“无关”）。 (4)针对小科提出的问题，利用此实验装置还可验证的假设是 。 32．在探究物体动能大小与质量的关系时，小科按课本实验步骤：让不同质量的小钢球从斜面上相同高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。 (1)小科认为课本方案难以操作，将斜面和水平面都改成了滑轨，将木块换成圆柱体块，方案迭代为1.0。这样改进的优点是 ； (2)小舟进行小科的方案时提出质疑：不同质量的小钢球从同一倾斜滑轨相同高度由静止滚下，到达底部时速度真的相同吗？他在倾斜滑轨的底部安装光控灯（当球滚过时，光控灯会亮起），进行三轨同步实验，方案迭代为2.0。使三个不同质量的小钢球分别从三个相同倾斜轨道的 （填“不同”或“相同”）高度由静止同时滚下，若出现 的现象，说明三个小球到达斜面底部时速度不相同； (3)小舟查阅资料后发现这是由于小钢球体积不同所导致。如何在改变小钢球质量的情况下控制其体积不变，你的方法是 。 33．为探究“重力势能大小与质量的关系”，小明提出猜想：质量越大，重力势能越大。实验步骤如下： 步骤一：选择同种材质不同质量的三只金属实心小球，如图甲。 步骤二：在一个铝盘中放入大约2厘米厚的细沙，将米尺竖直立在细沙内，零刻度线与沙面齐平，如图乙。 步骤三：在一定高度H静止释放小球，当小球静止在沙坑中时，记录相关距离。 步骤四：？，更换小球，重复步骤三、多次实验并计算沙坑的凹陷距离如下表。 金属小球 释放的高度H/厘米 沙坑的凹陷距离/厘米 A 70 1.20 B 70 0.64 C 70 0.74 (1)步骤四中的？处的操作是 。 (2)用图乙中的H、H1和H2来表示沙坑的凹陷距离 。 (3)实验中发现小球撞击沙坑后效果不明显，请提出一个具体的改进建议： 。 (4)分析实验数据发现与猜想不同，重新思考后小明换用如图丙所示小球进行实验，得到了预想的结果。请结合所学知识，解释原实验与预想结果不一致的原因 。 34．探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素，实验装置如图所示，数据如表所示。 次数 钩码重力（N） 提升高度（cm） 有用功（J） 拉力（N） 总功（J） 机械效率 1 1.0 40 0.4 1.1 0.88 45% 2 1.5 40 0.6 1.4 1.12 54% 3 2.0 30 1.7 4 2.5 40 1.0 2.0 1.60 63% (1)请把表格中三个未完成的空补充完整。 (2)甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大，滑轮组机械效率 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。请你解释出现这种现象的原因 。 (3)乙同学进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，根据表格中的数据得出：总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和，即：，他猜测还有 因素影响机械效率。（答一种因素即可） (4)丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值，通过比较第1、2和 组的数据，发现重物的重力越大，差值 （选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释 。 35．小乐为了探究影响斜面机械效率的因素，准备了三个质量不同的木块、三条长度相同但粗糙程度不同的长木板、刻度尺等器材。 实验一：探究斜面机械效率与物重的关系 (1)实验还需补充的器材有 。 (2)小乐利用三个质量不同的木块和同一块长木板，设计图示的实验装置并正确完成了实验，相关实验数据和计算结果如下表所示： 测量 次数 物重G （N） 斜面高h（m） 拉力F （N） 木块移动距离L（m） 有用功W有（J） 总功W总（J） 机械效率η 1 1.5 0.1 0.6 0.4 0.15 0.24 62.5% 2 3 0.1 1.2 0.4 0.3 0.48 62.5% 3 6 0.1 2.4 0.4 0.6 0.96 62.5% 通过分析数据，可得到的结论是 。 实验二：探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系 (3)请利用上述实验器材，简要写出探究的方案 。 36．如图甲装置所示，探究“做功改变物体内能”，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器数据采集的数据，电脑处理得到如图乙所示图像。 (1)实验前，检查图甲装置的气密性：往外拉动注射器活塞，然后松手，若活塞 （选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”），则说明该装置气密性好； (2)打气筒打气5秒后，橡皮塞弹出，出现了白雾现象，白雾主要是 （填“瓶内气体”或“瓶外气体”）液化形成的小液滴； (3)以下改变内能的方式中，与图乙中AB段相同的是 ； A．用锤子敲打钉子时，钉子变热 B．从滑滑梯上滑落，臀部变热 C．用燃气灶加热水，水温升高 D．手捂热水袋，手会变暖和 (4)不向圆底烧瓶内注入适量酒精，仍用图甲装置进行实验能否得出“做功改变物体内能”的结论。请判断并说明理由： 。 37．模拟实验有简化研究场景的作用。为探究跳台滑雪运动中，跳台高度与运动员落地速度之间的关系，科学兴趣小组开展了模拟实验，如图1所示。 [实验器材] ①高度可调节的光滑斜面轨道（模拟跳台）；②小球（模拟运动员）；③水平光滑轨道（与斜面轨道底部平滑连接）；④两个光电门传感器（用于测量小球通过时间）。 [实验步骤] a.在水平轨道安装两个间距为s 的光电门； b.将斜面轨道调整至高度 h1； c.让小球从斜面顶端由静止释放，记录小球通过光电门1 和光电门2 的时间为t1和 d.计算小球在水平轨道上两光电门间的平均速度v，作为运动员落地速度； e.依次将斜面轨道高度调整为h2 、h3 （h1<h2<h3），重复步骤c和d； 请回答： (1)实验中，计算小球平均速度 v的表达式是 ； (2)若用 分别表示轨道高度为h1、h2、h3时对应的小球平均速度，则支持实验结论为“跳台高度越高，运动员的落地速度越大”的实验结果是 ； (3)从能量转化角度分析，跳台高度越高，运动员的落地速度越大”的原因是 ； (4)如图2为跳台滑雪运动员在空中“飞行”的场景，采用“滑雪板并拢，人体呈拱形”的姿势可以让气体经过时，上方的气流速度相比下方会大一些，从而使运动员在空中滑行更远的距离。这其中蕴含的科学原理是 。 38．“打水漂”是同学们熟悉的一种游戏（如图甲所示），将石块丢向水面，石块会在水面上“跳跃”起来，跳跃次数最多者胜。 【资料】①成功实现石块在水面上跳跃，要求所用石块底部平滑，且石块要以旋转的方式“甩”向水面；②石块在水面跳跃的次数还与石块的形状、质量、入水时的速度和角度等因素有关。 某项目学习小组设计了一个打水漂机器：下部可升降支架上安放着固定支架，固定支架的一端与投石臂的一端用转轴连接，可以转动，一根弹簧连接固定支架和投石臂的中间某位置，投石臂的另一端侧面镂空成投石槽，可以放上石块（其侧视图和俯视图如图乙、丙）。拉开投石臂使弹簧伸长一定距离，放手后，投石臂会摆回原来的方向，投石槽中的石块会被平甩向水面。 请回答： (1)当石块离开投石槽后仍能向前运动的原因是 。 (2)同学们利用该装置验证石块入水时与水面的夹角为20℃是“打水漂”的最佳角度，他们是通过 （填字母）进行实验探究的。 A．调节可升降支架的高度 B．改变投石臂拉开的角度 (3)已知弹簧在投石臂上的固定点B位于转轴O点与投石臂末端A点的中点，如图丁所示。某次投射时，投石臂与固定支架之间呈90℃，弹簧与投石臂的夹角为30℃，请计算当在A点施加100N的力将投石臂拉开时，弹簧能产生的最大力 。 39．图甲为《墨经》记载的斜面引重车：前轮矮小、后轮高大，两轮间设木板。前轮的轮轴可在AB两点之间移动，来改变斜面倾斜程度。使用时，后轮轴系绳索绕过高处滑轮连接重物，推动车辆时轮轴卷绳，将重物拉上斜面。小阳用图乙装置模拟实验，探究斜面倾斜程度对斜面省力程度与机械效率的影响，通过多次匀速拉动物体并记录数据。 组别 斜面倾斜程度 物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 有用功/J 总功/J 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1.0 1.0 2.4 41.7％ 2 较陡 5 ？ 3.2 1.0 2.5 3.2 78.1％ 3 最陡 5 0.8 4.3 1.0 4.0 4.3 93.0％ (1)第2次实验中“？”处的斜面高度为 m； (2)分析表格数据，可以得出机械效率与斜面倾斜程度的关系是 ； (3)实验后小阳认为要让引重车拉动重物时更省力，图甲中的引重车的前轮的位置应该向 （选填“A”或“B”）调整，他作出这一判断的依据是 。 40．小缙骑自行车时发现，在不同的路面上，停止踩脚踏板，自行车都能继续运动一段距离。于是小缙作出了以下猜想。 猜想一：自行车运动的距离可能与路面的粗糙程度有关； 猜想二：自行车运动的距离可能与车速有关。 为验证猜想，他用毛巾、棉布、小车、斜面和长木板进行模拟实验，如图所示。 (1)为验证猜想一，应分别将毛巾、棉布铺在 （填“斜面”“长木板”或“斜面和长木板”）上，让同一小车从同一斜面、 由静止开始滑下，目的是使小车到达水平面时具有相同的初速度。 (2)实验中发现水平面越光滑，小车滑行的距离越远。进一步推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车将会在水平面上做 运动。 (3)在上述实验中，同一小车完全停上后，它在水平面上克服阻力所做的功 （填字母）。 A．在毛巾上更多 B．在棉布上更多 C．在木板上更多 D．三者一样多 41．如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔。小明利用圆珠笔开展了以下实验研究。 实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系（如图乙），实验数据记录如下表： 序号 钩码质量（g） 弹簧压缩量x（mm） 弹簧弹力F（N） k 1 50 2 0.5 0.25 2 100 4 1 0.25 实验二：研究影响弹簧弹性势能的因素。先将笔倒立向下按压一定程度然后放开，笔将向上弹起一定的高度。某次弹跳过程可以分为三个阶段；（如图丙） ①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）； ②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）； ③笔继续上升到离桌面2厘米的最高处（见位置c）开始下落。 (1)实验一表中的“k”应该填入的项目是： （选填“F/x”或“x/F”）；小明由实验一表格数据就得出了弹簧弹力与压缩量的关系是否正确，请说明理由 ； (2)实验二的笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于位置 之间（选填“ab”或“bc”）； (3)实验二通过测量 研究弹簧弹性势能的大小（选填“笔上升的最大高度”或“笔的质量”）。 42．某校科学小组开展“设计纸桥承重”项目。活动中，同学们发现将纸折成“W”形作为桥面比直接用白纸平铺作为桥面承重能力强。如图： 查阅资料：“W”形折叠属于瓦楞结构。瓦楞纸板由交替的平面层和W”形波浪层组成，具有质量轻、强度高的特点，广泛应用于包装、建筑等领域。 该小组同学为探究“W”形瓦楞结构的承重能力与哪些因素有关，设计了以下实验： 小组同学选择厚度相同的牛皮纸，制作三种不同波浪高度（5mm、10mm、15mm）的“W”形瓦楞结构模型并在上方铺上一张卡纸，其余条件相同。为测量承重能力，将模型水平放置，在卡纸上方逐渐添加细沙，直至模型弯曲超过2cm，测量此时细沙总质量。 (1)实验中，为测量承重能力通过观察测量模型弯曲超过2cm时的细沙总质量，这种研究方法是 （填“控制变量法”或“转换法”）； (2)下表为某小组得出的实验数据： 波浪平均高度（mm） 5 10 15 最大承重（g） 352 658 465 根据数据，该小组能得出的结论： ； (3)应用拓展 ①快递运输中防震包装盒，常使用泡沫、塑料等弹性材料来制作瓦楞结构。请从能量角度解释选用这些材料的好处 ； ②植物细胞 （填细胞结构）的蜂窝状结构与瓦楞结构相似，从而提高植物细胞的支撑能力，体现了“结构与功能相适应”“结构决定性质”的重要科学观念。 43．杆秤（如图甲）是我国古老的称量工具，因其携带方便、经济实惠，在菜市场中仍能见到它的身影。小科发现奶奶使用的杆秤测量不准确，学习了杆杠原理后准备帮奶奶重新制作杆秤。 【制作步骤】 如图乙。 ①做秤杆：选取一根密度均匀的木质圆柱，在圆柱左端选择两点依次标上“A”、“B”。 ②挂秤盘：取一个托盘，系上细绳，固定在秤杆的“A”处。 ③系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子。 ④标零线：秤盘上不放重物，将10克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”。 ⑤定刻度…… 【交流评价】 (1)制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动。 (2)步骤④标零线的目的是 。 (3)给杆秤定刻度时，小科采用以下的方法：在秤盘上放40克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上40，0和40之间分为40等份。依次标上相应刻度。你认为她的方法是否合理并简单说明理由 。 (4)小科发现制作好的杆秤量程不够大，请你帮他设计一种增加量程的方法 。 44．风能是一种低碳、清洁的能源。如图1所示为小科设计的一款测量风车功率的装置，小科通过查阅资料得知，风车功率与风速、风叶质量、风叶长度等有关。除以上因素以外，为了研究风车功率与风向和叶片夹角的关系，他们展开如下实验： ①将电风扇定在某一档位下启动，并调整风向与叶片的夹角为30°，如图2所示。 ②实验时在细线下挂上一定量的回形针，使它 ？ 提升。 ③测出回形针上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，计算出风车功率。 ④在不改变电风扇档位的情况下，调整风向与叶片的夹角分别为45°、60°、75°，重复上述步骤，得到实验结果如图3所示。请回答： (1)步骤②中，？处填写的运动状态是 。 (2)根据以上实验所测数据计算风车功率 （用字母h、t、m、g表示）。 (3)本实验可得出结论是 。 (4)某同学用相同装置研究风车功率与叶片长度关系，认为只在叶片宽度和材料不变情况下，增长叶片的长度进行实验，从控制变量的角度判断该同学的做法是否可行并说明理由 。 45．小科骑自行车时发现，猛踩脚踏板提升车速后，车子能滑行的距离比不踩时远；车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上滑行要远。基于上述生活经验，小科想研究影响物体运动距离的因素有哪些？他用丝绸、棉布、小球、斜面和长木板进行模拟实验，如图所示。 (1)小科分别将丝绸、棉布铺在长木板上，将小球从斜面的同一高度由静止释放，并记录小球在长木板上运动的距离。则他研究的是物体运动的距离可能与 有关。 (2)请用所给的器材，设计一个验证物体运动距离与速度的关系的实验方案 （要求简要叙述实验步骤和预期实验结果）。 (3)很多运动项目都需要助跑，如跳远、跳高、标枪等，目的是提高成绩，请你从功和能的角度来解释这样做的原因 。 (4)小科实验后反思，若探究“阻力对物体运动的影响”，除了“通过比较起始速度相同的同一小球，在不同水平面上运动的距离”，我们还可以通过 来判断阻力对物体运动的影响。 46．一些容易倾倒的广告牌成为城市的安全隐患，如图甲所示。小温想这类广告牌容易倾倒，是否与底座宽度有关？他绘制了这类广告牌的结构图（如图乙所示），制作两个展板相同、底座长度相同且宽度不同的模型，底座质量不计，如图丙所示。他先后两次释放铁球，分别撞击两块展板最上端。 (1)如图丁所示，小温拉起铁球，松手后铁球由静止向下摆动，铁球的重力势能转化为 。 (2)实验中用铁球撞击代替手推的优点是 。 (3)撞击后发现：两块展板都未倾倒，无法得出结论。在不改变图丁的实验装置前提下，如何进一步验证“在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”？请写出你的操作方法 。 (4)除了底座宽度，这类广告牌容易倾倒还可能与 有关。 47．小舟设计了如图装置来探究动能的影响因素，其中mA＝mB＜mC，hA＜hB＝hc，所用物块为木块。 (1)实验中利用 来比较物体的动能大小。 (2)小柯通过甲、丙两次实验初步得出“物体动能的大小与质量有关”的结论，小柯得出这个结论是否具有科学性，请说明理由 。 (3)做丙图实验时，木块被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成木块损坏，需改进实验装置或实验方案。在不改变木板长度的情况下，可以采用以下 方法。 A．适当减小钢球C的质量 B．给丙组水平木板铺上毛巾 C．适当降低钢球C的高度，使hC＝hA D．给丙组换用一个较重的木块 (4)实验后，同学们联想到汽车的“超载”与“超速”是造成交通事故的最大安全隐患。为探究“超载”与“超速”，哪个造成的危害更严重？小柯利用上述装置进行了实验测定，得到的数据如表。 实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/m 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 20 32 由实验可知：当发生交通事故时， 造成的危害更严重。 48．杭州某商城发起抓金砖挑战，金砖的形状如图甲所示，其侧面为梯形，若能单手抓起，就算挑战成功。小金模拟了单手抓金砖的情境，探究影响金砖被抓起的难易程度的因素。小金按照图乙安装好实验装置，用大夹子模拟手，用梯形物块和沙桶来模拟金砖。安装好实验装置后，小金向沙桶内慢慢装入沙子，直到梯形物块掉落，再称量桶和沙子的质量。用5个不同的物块分别进行了实验后，得到的数据如表所示。 实验次数 1 2 3 4 5 物块表面粗糙程度 粗糙 粗糙 粗糙 光滑 更光滑 物块底角α度数 80 75 70 65 60 掉落时加入沙子和桶的总质量（克） 220 205 190 135 75 (1)掉落时沙子和桶的总质量越大，表示梯形物块越 （填“容易”或“难”）被抓起。 (2)比较第1、2、3组实验的数据可知，梯形物块被抓起的难易程度与 有关。 (3)小华认为想从该实验中得出“表面越光滑，梯形物块被抓起的难度越高”并不严谨，依据是 。 (4)小华提议用多个50g钩码串联替代沙桶，认为这样可以省去称量沙子质量的步骤。你认为该方案是否可行?说明理由： 。 49．在“制作简易密度计”的项目化学习过程中，某学习小组制作步骤如下： ①取一根粗细均匀的塑料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，使塑料吸管能竖直漂浮在液体中。②将吸管分别放到不同密度的液体中，测出浸入的深度，记录数据如下表，并在吸管上标出相应密度的刻度线。实验数据记录表 实验次数 1 2 3 4 液体的密度 0.8 0.9 1.0 1.1 浸入的深度 6.3 5.6 5 4.5 (1)如图1是某同学将密度计放在甲、乙两种液体中静止时的情况（液面到吸管底部的距离，则两种液体密度的大小关系为 （填“>”、“<”或“=”）。 (2)经数据分析，该同学认为该密度计刻度间距不均匀。他的判断理由是 。 (3)制作完成后发现标注的刻度线间隔较小，若想提高密度计的精确程度，可以作出的改进有 。（填字母、可多选） A．换用管径更小的吸管 B．改用更长的吸管（管径不变） C．在相邻刻度间标注更多刻度 D．适当增加配重金属丝的质量 (4)改进制作后，利用该密度计测量某液体的密度，出现如图2所示的沉底情形。出现该现象的可能原因是 （写出一种即可） 50．小科在探究“影响物体的动能大小的因素”时，设计了如图甲的实验，用一条无弹性的细绳和实心铁球制成单摆，将滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。单摆自由下垂时，实心铁球刚好接触滑块左侧的中心位置。然后进行以下三步实验操作： ①将实心铁球移至a点处静止释放，撞击滑块后，记录滑块在滑槽上移动的距离为s1。 ② ，将实心铁球移至b点处静止释放，撞击滑块后，记录滑块在滑槽上移动的距离为s2。 ③换一等体积的实心铝球（ρ铁>ρ铝），将实心铝球移至a点处静止释放，撞击放回原处的滑块后，记录滑块在滑槽上移动的距离为s3。 (1)补全②中操作 。 (2)对比①和③，可探究物体动能的大小与 的关系。 (3)若测得s1>s2，由此可得到的结论是 。 (4)实验后，小科进一步思考，若AB、AC、AD均为光滑斜面，其中AD为曲面，如图乙。让同一铁球从A点分别沿三个斜面静止滑下，撞击放在B、C、D位置的相同物块（不计碰撞时的能量损耗），判断物块被撞击后在相同粗糙水平面上移动的距离sB、sC、sD的大小关系 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 力学综合实验探究 1．科学小组在探究液体内部压强的特点时，经讨论提出以下几个猜想。 猜想一：液体内部压强与探头方向有关。 猜想二：液体内部压强与液体深度有关。 猜想三：…… 随后，小组成员用如图所示实验装置进行实验（探头半径1厘米），数据记录及处理结果列于下表。 表1： 实验序号 液体种类 深度H/厘米 探头方向 U形玻璃管中液面高度差ΔL/厘米 1 水 6.0 向下 5.6 2 水 6.0 向左 5.6 3 水 6.0 向上 5.6 4 水 9.0 向上 8.4 5 水 12.0 向上 11.2 6 酒精 12.0 向上 9.0 7 盐水 12．0 向上 14．2 请回答： (1)该实验是通过 来反映液体压强大小； (2)根据表1中的5、6、7三组实验可知，科学小组想探究的问题是 ？ (3)分析比较 （填实验序号）三组数据，可得结论：液体内部压强与液体深度有关； (4)小科认为液体内部的压强还可能与探头底面积有关，于是按照表2进行实验，实验结果证明液体内部的压强与探头底面积无关  则小科在实验中获取的证据是 。 表2： 实验序号 液体种类 探头直径/厘米 深度H/厘米 U形玻璃管中液面高度差ΔL/厘米 1 水 3 9.0 2 水 4 9.0 3 水 5 9.0 【答案】(1)U形管中液面高度差(2)液体内部压强是否与液体密度有关(3)3、4、5 (4)三次实验U形玻璃管中液面高度差相同 【详解】（1）压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强的大小，这种研究物理问题的方法是转换法。 （2）比较表1中的5、6、7三组实验可知，探头所处深度相同，液体密度不同，U形管液面高度差不同，压强不同，可以用来液体的压强与液体密度的关系。 （3）分析表中序号为3、4、5三组数据可知，液体的密度相同，深度不同，且深度越深，U形管液面的高度差增大，液体内部的压强增大，故得到的结论是液体密度相同时，液体的深度越大，液体的压强越大。 （4）比较表2可知，液体的密度、深度都相同，探头直径不同，若要证明液体内部的压强与探头底面积无关  则小科在实验中需要获取的是三次实验U形玻璃管中液面高度差相同。 2．为了探究一定质量的气体压强与气体体积的关系，小明用如图所示的装置进行如下实验： ①取一个U形玻璃容器，往容器中注入一定量清水，待A、B管内液面相平时用密封盖将A管上方一定质量的空气密封； ②将A管上方的空气进行4等分，标记对应刻度线“0、1、2、3”，如图所示； ③往B管中注入清水，待A管中液面分别上升至刻度线“1、2和3”时，分别测量并记录B管与A管内液面的高度差为、和； （1）本实验通过比较 反映A管上方气体压强的大小； （2）本实验除了温度计之外，还需要用到的测量仪器是 ； （3）小明通过实验得出结论：一定质量的气体，体积越小，压强越大。他获得的证据是： ； （4）为了使液面的高度差更明显，小明和小白分别提出了两种改进建议： 小明建议：选择更细的B管。小白建议：用密度更小的液体替换清水。请判断谁的建议合理并说明理由： 。 【答案】（1）（AB管中的）液面高度差（2）刻度尺（3）（4）见解析 【解析】（1）本实验中，A管上方封闭气体增大的压强越大，AB两管液面的高度差越大，因此通过比较A、B两管内液面的高度差来反映A管上方气压大小。 （2）本实验中，需要测量A、B两管中液面的高度差，因此还需要用到的测量仪器是刻度尺。 （3）通过本实验可以发现说明一定质量的气体，体积越小，压强越大；即证据就足 （4）由液体压强公式p=ρgh知道，液体压强大小与液体密度及液体深度有关，当压强一定时，减小液体的密度，可以增大液体的深度，使液面高度差越明显，故小自的建议合理，理由是：由p=ρgh知道，当压强一定时，液体密度越小，液体的深度越大。 3．“充气热盾”（如图甲）可以降低返回舱在大气层中的飞行速度，以减轻与大气摩擦带来的烧蚀损伤。充气热盾的减速效果与哪些因素有关呢?小明利用纸锥（如图乙）进行探究，他认为其减速效果可能与质量、锥角及母线长度等有关。具体实验步骤如下： ①用大小、材质相同的圆形纸片制作出三个锥角不同的纸锥； ②将锥角为60°的纸锥放在透明玻璃管顶部（如图丙），静止释放并测量纸锥落地的时间； ③重复测量3次并求平均值，记录实验结果； ④换用不同锥角的纸锥重复步骤②和③，记录并整理数据如下表。 实验组别 纸锥锥角α/° 母线长度l/cm 下落平均时间/s 1 60 1.9 ? 2 71.1 1.9 1.70 3 81.9 1.9 1.96 (1)实验中，需要用到的测量工具有 ；（写出一种） (2)与直接在空气中下落相比，纸锥在玻璃管中下落的优点是 ； (3)以下是纸锥的两种制作方法。从变量控制的角度分析，哪种制作方法更合理，并说明理由 ； (4)第1组实验中，纸锥三次下落的时间分别为1.52s、1.50s、1.57s，则表中“?”应填写的数据为 ；结合实验数据可知，该实验的结论是 。 【答案】(1)刻度尺、秒表(2)防止风对实验结果的影响，使纸锥能竖直下落(3)见解析 (4)1.53(5)见解析 【解析】（1）实验中，需要测量纸锥下落的时间和距离，因此用到的测量工具有刻度尺、秒表。 （2）与直接在空气中下落相比，纸锥在玻璃管中下落的优点是防止风对实验结果的影响，使纸锥能竖直下落。 （3）从变量控制的角度分析，需要控制纸锥的质量相同，因此方法二更加合理。 （4）第1组实验中，纸锥三次下落的时间分别为1.52s、1.50s、1.57s，为了减小误差，取3次时间的平均值为时间，则表中“?”应填写的数据为1.53。结合实验数据可知，该实验的结论是当母线长度和下落高度一定时，锥角越大，纸锥的减速效果越好。 4．某项目小组利用硬质塑料瓶制作潜水艇，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉，模型如图甲。 (1)为实现潜水艇的上浮，小组同学的操作是： ，从而排出水舱内的水，实现上浮； (2)如图乙所示，潜水艇完成从B到A上浮的过程，其浮力变化情况是 ； (3)已知某小组同学采用的材料总质量0.5kg，体积650cm3，现有100mL和200mL两种规格的注射器，请通过计算说明应该选择哪种规格的注射器能实现在水中悬浮。 【答案】(1)推动活塞，给潜水器打气(2)先不变后变小(3)200mL 【解析】（1）潜水艇在水下时受到的浮力是一定的，是通过改变自身重力实现上浮或下沉的，故为实现潜水艇的上浮，小组同学的操作是推动活塞，给潜水器打气，从而排出水舱内的水，减小自身的重力，实现上浮。 （2）潜水器完成从B到A上浮的过程，露出水面之前，排开水的体积不变，由阿基米德原理可知其受到的浮力不变；露出水面后，排开水的体积减小，则浮力变小;所以整个过程中其浮力变化情况是先不变后变小。 （3）在水中悬浮时潜水艇受到的浮力和总重力相等，浸没时受到的浮力为 材料的总质量为0.5kg，则材料的总重力为 因该潜水器材料的总重力小于悬浮时的浮力，所以需在水舱内注水，则需注入水的重力为需注入水的体积为假设注射器抽出多少气体就有多少体积的水进入水舱，则注射器的体积应大于等于150mL，因此应选200mL的注射器。 5．乒乓球是我国的“国球”，由于直径38mm的球速度快、旋转强，比赛时，回合数太少，观众不易看清球路。为了提高观赏性和趣味性，现今的乒乓球比赛用的都是直径40mm的大球。小宁认为，乒乓球直径的改变可能会影响它的弹性，于是展开了相关实验。 [实验准备] 选择同一厂家生产的材料、质量相同，直径不同的乒乓球各一，在同一台面上，探究其弹性强弱。 [实验数据] 由静止释放的高度h1/cm 直径38mm乒乓球弹起高度h2/cm 直径40mm乒乓球弹起高度h3/cm 30 24 23 60 44 42 [实验分析及结论] 当由静止释放的高度相同时，可根据 比较两种乒乓球的弹性。 由以上实验数据可初步判断直径40mm乒乓球的弹性稍弱些。 [反思与完善] 为使实验结论更为可靠，在上述实验基础上，还可以补充进行的操作是 （答出一点即可） [拓展] 小宁在课余时间喜欢打乒乓球。如图所示，他发了一个“旋转球”，箭头表示乒乓球的旋转方向，请预测乒乓球将会向 （选填“a”“b”或“c”）方向运动。 【答案】乒乓球弹起的高度 如：①各多用几个同款乒乓球，重复实验；②多次改变由静止释放的高度，重复实验 c 【解析】实验分析及结论：当由静止释放的高度相同时，可根据乒乓球弹起高度比较两种乒乓球的弹性，这是转换法。 反思与完善：为使实验结论更为可靠，在上述实验基础上，还可以补充进行的操作是①各多用几个同款乒乓球，重复实验；②多次改变由静止释放的高度，重复实验。 拓展：由于球逆时针旋转，球上方的空气流动速度小，压强大，球下方的空气流动速度大，压强小，因此，球受到向下的压力，在空中会沿弧线迅速下落，乒乓球将会向c方向运动。 6．小乐用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器（分别装有一定量的水和盐水）对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其实验过程和弹簧测力计示数如图所示。 (1)分析甲、乙、丙的实验结果，可说明浮力的大小与 有关； (2)分析 两图所示的实验，可探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系； (3)根据实验可测出盐水的密度是 kg/m3；（取g=10N/kg） (4)如图丙所示实验，若圆柱形容器底面积为80cm2，圆柱体浸没后水未溢出。则放入圆柱体后水对容器底部压强比未放入时增加 Pa。 【答案】(1)物体排开液体的体积(2)丙、丁(3)1.1×103(4)500 【解析】（1）由图甲、乙、丙所示实验可知，物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，由此可知，浮力大小与物体排开液体的体积有关。 （2）探究浮力与物体浸入液体深度的关系，应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，由图示实验可知，图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，可以选用图丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。 （3）圆柱体在水中的浮力F浮=G-F丁=5N-1N=4N 圆柱体的体积 在盐水中的浮力F浮=G-F盐水=5N-0.6N=4.4N 盐水的密度 （4）由F浮=ρ水gV排可知圆柱体的体积圆柱体浸没后水面上升的高度为放入圆柱体后水对容器底部的压强增加量为Δp=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。 7．兴趣小组用家里的物品和刻度尺测量院子里某种实心石块的密度。 【材料准备】水桶、薄壁塑料瓶（已剪去瓶底）、大小不同的石块、刻度尺。 【实验步骤】 ①在水桶中倒入适量的水，置于水平桌面上，如图甲； ②将塑料瓶拧紧瓶盖后倒置，然后在瓶内放入小石块若干并注入适量的水； ③把装有小石块和水的塑料瓶放入水桶中，使其漂浮；待塑料瓶稳定后，用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h1和h2，如图乙； ④再把一颗大石块放进塑料瓶的水中，待塑料瓶稳定后，用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h3和h4，如图丙； 【过程分析】 (1)以上三幅图中，水桶底所受到的压强最大的是 图； (2)向塑料瓶内加入适量水的目的除了调整重量使其漂浮外，还有的功能是 ； (3)如图乙，若要增大塑料瓶内外液面差，可以采取的措施是 ； A．往塑料瓶内加水 B．往塑料瓶内加小石块 C．往水桶内加水 D．往水桶内加小石块 (4)【实验结果】 用实验测得的数据和ρ水表示大石块的密度值是______。 【答案】(1)丙(2)便于测出大石块的体积(3)B(4) 【解析】（1）由可知，液体密度一定时，深度越深，液体压强越大，由图可知，丙中液体深度最深，可知底部受到的液体压强最大。 （2）实验通过测量瓶内液面高度变化计算体积变化值，从而求得大石块的体积。 （3）要增大塑料瓶内外液面差，即要增大排开液体的体积，则应增加装置的总重力，故应向瓶内继续添加小石块。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 （4）设圆柱形瓶身的横截面积为S，大石块的体积为 装置始终漂浮，增大的浮力等于大石块的重力，即 大石块的质量为 大石块密度为。 8．某科学兴趣小组利用一个注射器（容积为V，全部刻度的长度为L）、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下： ①用细线将注射器的活塞拴牢固，然后把活塞推至注射器筒的最底端。 ②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔，确保注射器内部与外界空气隔绝。 ③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连，水平拉动注射器（如图所示）。在拉动过程中，缓慢且平稳地用力，当活塞刚开始滑动的瞬间，立即读出弹簧测力计的示数F。 (1)本实验研究的是大气对 的压力；（选填“活塞”或“针筒”） (2)请根据所学知识，结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为 ； (3)此实验时测得的大气压值误差很大，实验过程中导致测量值大于真实值的原因 。 A．橡皮帽密封性不好 B．活塞与注射器筒壁之间有摩擦 C．注射器筒内的空气没有完全排尽 (4)在标准大气压下做完实验后，把此装置带到海拔较高的山上重复实验，弹簧测力计示数会 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】(1)活塞(2)(3)B(4)变小 【解析】（1）实验时通过弹簧测力计的拉力来测得活塞受到大气的压力，所以研究的是大气对活塞的压力。 （2）注射器的容积为V，全部刻度的长度为L，注射器的活塞的横截面积拉动测力计到活塞滑动时，测力计的示数即为活塞所受到的大气气的压力，测出的大气压值。 （3）A．橡皮帽密封性不好，会有空气进入，会使拉力变小，计算出的大气压会偏小，故A不符合题意； B．活塞与注射器筒壁间有摩擦，会使力的测量值偏大，计算出的大气压会偏大，故B符合题意； C．注射器筒内的空气没有完全排尽，会使拉力变小，计算出的大气压会偏小，故C不符合题意。故选B。 （4）大气压随高度的增加而减小，在标准大气压下做完实验后，把此装置带到海拔较高的山上重复实验，大气压变小，弹簧测力计的示数会变小。 9．某环保项目学习小组发现社区河道水体密度异常，想要自制密度计检测水体的污染程度。已知清水密度为1.0g/cm3，11.05g/cm3为轻度污染水，1.05g/cm3为重度污染水。实验器材：塑料吸管、橡皮泥、烧杯、刻度尺等。 实验步骤： ①在吸管的一端底部粘上适量橡皮泥，制成简易密度计。 ②把简易密度计放入盛水的烧杯中，静止后测出浸入水中的塑料吸管的长度（如图所示）。 ③ ，静止后测出浸入液体的吸管长度。 请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题： (1)请将实验步骤③补充完整 。 (2)吸管一端粘上适量的橡皮泥，目的是为了 。 (3)被测污水的密度表达式： （用表示，不计橡皮泥体积）；若测得，，则所测污水属于 。（选填“轻度污水”或“重度污水”） 【答案】(1)把简易密度计放在盛污水的烧杯中(2)使密度计竖直地漂浮在液体中 (3) 轻度污水 【解析】（1）根据浮与沉的条件和阿基米德原理可以求得液体的密度，因此③把简易密度计放在盛污水的烧杯中，密度计漂浮在污水中，静止后测出浸入液体的吸管长度。 （2）吸管一端粘上适量的橡皮泥，可以降低吸管的重心，目的是为了使密度计竖直地漂浮在液体中。 （3）设吸管的横截面积为S，吸管在水中和在污水中时都处于漂浮状态，吸管在污水中受到的浮力等于在水中时受到的浮力被测污水的表达式被测污水的密度，为轻度污染水。 10．小龙学习了力的相关知识后制作了一个“自动旋转瓶”。制作步骤如下：将矿泉水瓶去掉顶部，在靠近底部同一高度的侧壁上等距打若干个相同的小孔，小孔中插入弯折的吸管，再用细线将其悬挂起来，如图甲所示。 【实验目的】探究“自动旋转瓶”旋转快慢的影响因素。 【实验过程】 ①用塞子堵住吸管口，通过注水装置向瓶中注水，使水位深度为15厘米。 ②拔开塞子，水从吸管口喷出，同时保持一定的注水速度。 ③记录瓶子从开始旋转至旋转5周所用的时间。 ④改变瓶子上吸管数量与水位深度，重复实验，记录实验数据。 【实验结果】如表所示。 编号 水位深度/厘米 吸管数量/根 矿泉水瓶旋转5周所需时间/秒 第1次 第2次 第3次 1号 15 2 15.1. 15.3 16.1 2号 4 7.9 7.3 8.2 3号 6 4.9 4.5 4.7 4号 7.5 2 5.0 5.3 5.5 5号 4 2.4 2.6 3.1 (1)根据图乙中吸管的出水方向，可判断矿泉水瓶沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向旋转； (2)实验过程中步骤②对注水速度的要求是 ； (3)根据1、2、3号实验数据可获得的结论是 ； (4)请根据实验数据推测， （选填“水位深度”或“吸管数量”）对矿泉水瓶旋转快慢的影响更大。 【答案】(1)逆时针(2)控制水的深度不变 (3)水的深度相同，吸管数量越多，矿泉水瓶旋越快(4)水位深度 【解析】（1）吸管向后喷水，由于力的作用是相互的，喷出的水也给瓶子一个向前的力，因为力能改变物体的运动状态，所以瓶子逆时针旋转起来。 （2）由控制变量法可知，探究“自动旋转瓶”旋转快慢的影响因素时，得控制水的深度不变，所以拔开塞子，水从吸管口喷出，必须控制深度不变，即控制水的深度为15cm不变。 （3）分析1、2、3号实验数据发现，水的深度不变，吸管数量越多，矿泉水瓶旋转5周所需时间越短，所以根据1、2、3号实验数据可获得的结论是水的深度相同，吸管数量越多，矿泉水瓶旋越快。 （4）分析1、4号实验数据发现，吸管数量相同，水的深度减小一半，矿泉水瓶旋转5周所需时间减小为原来的，分析1、2号实验数据发现，水的深度相同，吸管数量增大一倍，矿泉水瓶旋转5周所需时间减为原来的，所以水位深度对矿泉水瓶旋转快慢的影响更大。 11．在校园午后大课间活动中，羽毛球运动深受学生的喜爱。某科创小组为了探究羽毛球撞击球拍时，球拍所产生最大力与拍线松紧程度（单位：磅）的关系，进行如下实验： ①选择5支相同的球拍，将拍线松紧程度分别调节为20、22、24、26、28磅； ②以一定速度发射的羽毛球撞击拍线松紧程度为20磅的球拍拍面中心位置A，拍面中心位置A最终移动到B点，测出AB的距离为； ③用弹簧测力计测出球拍拍面中心位置A移动距离后（即B点）的力F； ④换用拍线松紧程度分别为22、24、26、28磅的球拍，重复步骤②③，记录的实验数据如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 拍线松紧程度/磅 20 22 24 26 28 /毫米 7.89 4.80 3.98 3.01 2.52 F/牛 90 99 108 117 126 (1)球拍变形原因是 ； (2)为了完成实验，除了弹簧测力计外还需要准备的测量工具有 ； (3)步骤③中测力计在B点位置测出的力作为拍面产生的最大力，其理由是 ； (4)根据该实验结果可以初步得出的结论是 。 【答案】(1)力使球拍发生形变(2)刻度尺(3)拍线的形变程度越大，球拍产生的力越大 (4)见解析 【解析】（1）球拍因受到力的作用而发生形变，因此球拍变形原因是受到力的作用。 （2）根据表格数据，实验中需要记录中心位置A移动的距离，因此还需要刻度尺测量长度。 （3）据图可知，B位置时，发生的形变最大，则球拍产生的力越大，因此测力计在B点位置测出的力作为拍面产生的最大力。 （4）根据表格数据分析可知，在拍线磅数为20~28磅之间，相同速度的羽毛球撞击球拍时，磅数越高，形变量越小，但球拍所产生的最大力越大。 12．如图是在空中释放时能旋转下落的纸蜻蜓。小明和小红为探究影响纸蜻蜓下落快慢的因素，取翅身、翅尾长度不相同的纸蜻蜓，并改变回形针的数量，从2.5m高的平台静止释放，并记录落地的时间，实验结果如表。 组别 翅身长度（cm） 翅尾长度（cm） 翅身负重 下落时间（秒） 1 4 4 无 t1 2 4 5 无 t2 3 5 4 无 t3 4 4 5 一枚回形针 1.7 5 4 5 两枚回形针 1.2 (1)为保证纸蜻蜓的下落轨迹呈直线型，选择在 的环境中进行实验。（选填“有风”或“无风”） (2)比较4、5组的实验结果，可以得出的结论是 。 (3)实验结果发现“竹蜻蜓”的下落随翅身长度和翅尾长度的增大而加快。若翅尾长度对“竹蜻蜓”下落快慢的影响大于翅身长度，则“t1、t2、t3”三者应满足的关系为 。 A． B． C． D． (4)为了减少在测量纸蜻蜓下落时间时由于偶然因素造成的误差，提出相应的改进措施： 。 【答案】(1)无风(2)在翅身长度和翅尾长度相同时，纸蜻蜓越重，下落越快(3)C (4)多次实验，求下落时间的平均值 【解析】（1）风会对纸蜻蜓的运动状态造成影响，所以应在无风的环境中进行实验。 （2）由表中数据可知，实验4和5的变量是纸蜻蜓的重力，翅身有两枚回形针时，下落时间短，可得结论：在翅身长度和翅尾长度相同时，纸蜻蜓越重，下落越快。 （3）若翅尾长度对“竹蜻蜓”下落快慢的影响大于翅身长度，由表中数据可知，翅尾长度最长的是组别2，可知其下落速度最快，即最小。组别1和3中，3的翅身更长，可知3下落的较快快，则1、t2、t3三者应满足的关系为故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 （4）为了减小测量时间的误差，应对每一组实验多次测量，并取下落时间的平均值。 13．学校科技节开展纸锥下落竞速比赛。同学们通过讨论提出以下几个猜想： 猜想1：纸锥下落快慢可能与纸锥的锥角大小有关。 猜想2：纸锥下落快慢可能与纸锥的扇形半径有关。 猜想3：…… 某组同学以相同规格的普通A4纸为原材料，分别裁出了3个不同规格的扇形（1号和2号半径相同，锥角不同；1号与3号锥角相同，半径不同），如图a所示。在2m高处自由释放纸锥，同时开始计时，纸锥落到地面时结束计时。重复上述实验，取平均值。请回答： (1)实验中对每个纸锥都进行多次测量并取平均值的目的是 。 (2)为了使纸锥从同一高度以相同的速度释放，应选择图 （选填“b”或“c”）的方式静止释放纸锥。 (3)该组同学测得的数据如下表所示： 纸锥编号 纸锥半径/cm 锥角大小 平均时间/s 1 9 80° 1.52 2 9 40° 1.28 3 4.5 80° 1.53 通过比较实验数据可以得出：纸锥的下落快慢与 有关。 (4)小金同学对上述实验结论提出了疑问：实验在改变锥角的同时，也改变了纸锥的质量，对实验结果有干扰。从变量控制的角度，你的改进方案是 。 【答案】(1)减小误差(2)b(3)锥角大小(4)见解析 【解析】（1）实验中存在误差，多次测量并取平均值可以减小误差，使实验结果更准确。 （2）为了比较纸锥下落的快慢，把两个纸锥拿到同一高度同时释放，因纸锥下落时是锥尖先落地，所以锥尖要在同一高度， 图b中纸锥下端高度相同，图c中纸锥上端高度相同，故应选择图b的方式静止释放纸锥。 （3）比较 1 号和 2 号纸锥：半径相同，锥角不同，平均时间不同，说明纸锥下落快慢与锥角大小有关。比较 1 号和 3 号纸锥：锥角相同，半径不同，平均时间相近，说明在锥角相同的情况下，半径对下落快慢影响不明显（或影响较小）。综上所述，纸锥的下落快慢与锥角大小有关。 （4）要控制纸锥质量相同，可将不同规格的扇形纸锥裁剪后，通过添加或去除小配重（如小纸片）等方式，使纸锥的质量相同，再进行实验。 14．小安在学习“阿基米德原理”时，发现老师研究的物体在液体里都是下沉的，于是他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受的浮力是否等于物体排开液体所受的重力”。 (1)小安在设计实验时，通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下： 因为木块漂浮在水中，所以木块所受的浮力等于木块所受的重力；若要验证是否等于，只需验证 ；又因为，所以只需验证是否等于；于是，小安找来了电子秤、溢水杯和小烧杯进行实验，实验步骤如下： a．测量木块的质量，记为； b．测量小烧杯的质量，记为； c．把木块轻轻放入装满水的溢水杯中，用小烧杯收集被木块排开的水； d．测量小烧杯和排开的水的总质量，记为。 (2)实验数据记录如表所示： 研究对象 木块质量 小烧杯质量 杯、水总质量 排开水的质量 木块 80 38 118 分析表格中的实验数据，得出结论：物体漂浮时，与 ； (3)小华认为以上实验过程可以更加简化，如图乙所示，只需将装满水的溢水杯放在电子秤上，将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水，等溢水杯中不再有水溢出时，拿走小烧杯，若观察到 ，即可得到； (4)小明发现下沉的物体不能通过“是否等于”间接验证“是否等于”，原因是 。 【答案】(1)木块的重力是否等于(2)相等(3)电子秤的示数保持不变 (4)下沉的物体重力大于浮力 【解析】（1）根据物体的浮沉条件，因为木块漂浮在水中，所以木块所受浮力的大小等于木块所受重力的大小，若要验证是否等于，只需验证木块的重力是否等于G排。 （2）溢出水的质量等于总质量减去空杯的质量，即 恰好等于木块的质量，故漂浮在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小相等。 （3）如图乙所示，只需将装满水的溢水杯放在电子秤上，将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水，等溢水杯中不再有水溢出时，拿走小烧杯，溢出水的质量与物块质量相等，故电子秤的示数保持不变。所以若观察到电子秤的示数保持不变，即可得到。 （4）由于下沉的物体重力大于浮力，故不能通过“是否等于”间接验证“是否等于”。 15．某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素，木块挂在测力计下，其右侧面与竖直传送带接触，装置左侧有可旋转的螺杆对其施加不同的压力，启动电动机使传送带转动，通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表： 实验次数 木块重力（N） 螺杆旋转的圈数（圈） 测力计示数（N） 摩擦力（N） 1 0.60 1 0.70 0.10 2 0.60 2 0.82 0.22 3 0.60 3 0.95 0.35 4 1.20 1 1.30 0.10 5 1.80 1 1.90 (1)比较1、4次实验的数据可知，滑动摩擦力大小与 无关。 (2)在实验过程中，传送带转动的方向为 。（选填“顺时针”或“逆时针”） (3)第5次实验中，木块受到的滑动摩擦力大小是 N。 【答案】(1)木块重力的大小(2)逆时针(3)0.10 【解析】（1）比较1、4实验的数据可知，木块的重力不同，螺杆旋转的圈数相同，即木块对传送带的压力相同，木块受到的摩擦力相同，所以滑动摩擦力大小与木块重力的大小无关。 （2）在实验过程中，木块相对于传送带向上运动，传送带和木块的接触部分相对于木块向下运动，则传送带应该逆时针转动。 （3）对木块进行受力分析可知，在竖直方向上，木块受到竖直向下的重力、竖直向下的摩擦力和竖直向上的弹簧测力计的拉力，且在这三个力的作用下保持静止，所以第5次实验中，木块受到的滑动摩擦力大小是。 16．覆杯实验是科学教材中的经典实验，如图甲。科学小组利用现代高速摄影技术进行了相关研究，发现当杯中装入部分水，如图乙。倒置的瞬间水与轻质盖片会一起下降一段高度，在杯口和盖片之间形成一段液桥，如图丙。 为了研究液桥高度和杯子内空气柱高度的关系，该小组取一个高度为的杯子，并不断改变杯子内空气柱的高度，盖上轻质盖片后倒置，测出相应的液桥长度，并将实验数据记录于下表： 空气柱高度/cm 2.25 4.50 9.00 13.50 15.75 液桥高度/cm 0.078 0.138 0.215 0.168 0.123 (1)要完成上述实验，还需要的测量工具是 。 (2)根据上表的分析，你认为液桥高度和杯子内空气柱高度的关系是 。 (3)该小组课后查阅相关资料发现：①当空气柱高度为杯子高度一半时，液桥高度最大。②杯子外的空气会从液桥进入杯内，而且液桥越长空气越容易进入，覆杯实验的成功率就越低。请根据相关资料预测下图中的覆杯实验，成功率最低的是并说明理由 。 (4)除了覆杯实验能证明大气压的存在外，请你再举出一例 。 【答案】(1)刻度尺 (2)杯子高度一定时，随着空气柱高度的增加，液桥高度先增大后减小。 (3)C、当空气柱高度为杯子高度一半时，液桥高度最大且液桥高度越长时空气越易进入，成功率越低。而C图中空气柱大约为杯子高度的一半，所以成功率最低。 (4)马德堡半球实验（合理即可）。 【解析】（1）实验中需要测量空气柱高度和液桥高度，而测量长度需要用到刻度尺，所以要完成上述实验，还需要的测量工具是刻度尺。 （2）分析表格中的数据：当空气柱高度从2.25cm增大到9.00cm时，液桥高度从0.078cm增大到0.215cm；当空气柱高度从9.00cm增大到15.75cm时，液桥高度从0.215cm减小到0.123cm。由此可知，液桥高度与杯子内空气柱高度的关系是先增大后减小。 （3）根据资料，当空气柱高度为杯子高度一半时，液桥高度最大，杯子外的空气会从液桥进入杯内，且液桥越长空气越容易进入，覆杯实验成功率越低。观察图中四个选项，C图中空气柱高度为杯子高度的一半，此时液桥高度最大，杯子外空气最容易从液桥进入杯内，所以覆杯实验成功率最低的是C。 （4）除覆杯实验外，能证明大气压存在的例子有马德堡半球实验；用吸管吸饮料，当用吸管吸饮料时，吸管内气压减小，外界大气压将饮料压入吸管进而进入口中；还有钢笔吸墨水，挤压钢笔笔胆，笔胆内气压减小，外界大气压将墨水压入笔胆等。 17．地砖的防滑程度是房屋装修时选择地砖种类的重要依据之一、某科学小组用如图装置 对影响地砖防滑程度的因素进行探究。 材料 干燥时的摩擦力/N 微湿时的摩擦力/N 全湿时的摩擦力/N 甲 3.61 3.93 4.03 乙 4.22 3.37 3.11 丙 4.02 4.57 4.42 【实验步骤】 ①将三种不同材料的地砖甲、乙、丙放在水平桌面上，向鞋子中加入一定质量的石子； ②把鞋子分别放在三种干燥的地砖上，向左水平拉动地砖，测出鞋子受到的摩擦力大小， 将数据记录在表中； ③给每种地砖按10g/m2的量加水并涂抹均匀，使地砖表面为“微湿”状态，重复测量； ④给每种地砖按100g/m2的量加水并涂抹均匀，使地砖表面为“全湿”状态，重复测量。 【实验分析】 (1)本实验研究的问题是 。 (2)实验中，地砖的防滑程度是通过 来判断的。 (3)实验中，用手拉动地砖时是否一定要匀速拉动？ 。 (4)厨房间通常由于用水多，地面容易潮湿，不适合铺设的地砖材料是甲、乙、丙中的哪种，并说明理由 。 【答案】(1)地砖的防滑程度是否与材料种类和地面潮湿程度有关 (2)弹簧测力计的示数/摩擦力的大小 (3)不一定/否 (4)乙，地面越潮湿，由乙材料制成的地砖，防滑能力越差 【解析】（1）实验通过改变地砖材料（甲、乙、丙）和地砖潮湿程度（干燥、微湿、全湿），测量鞋子受到的摩擦力，能得到不同材料的地砖、不同潮湿程度下鞋子受到的摩擦力，所以本次实验探究的问题是地砖的防滑程度是否与材料种类和地面潮湿程度有关。 （2）防滑性能越好，鞋子与地砖间的摩擦力越大，则拉动时鞋子时弹簧测力计的示数越大，所以可通过鞋子受到的摩擦力大小或者弹簧测力计的示数来判断地砖的防滑程度。 （3）拉动地砖的过程中，当鞋子处于平衡状态时，鞋子相对地面静止、相对地砖滑动，因为滑动摩擦力与物体运动速度无关，则不论地砖是否做匀速直线运动，鞋子受到的滑动摩擦力大小均不变，所以可以不需要匀速拉动地砖。 （4）从表格数据可知，在潮湿状态（微湿和全湿）下，乙材料的地砖与鞋子间的摩擦力相对甲、丙都小，且地面越潮湿，由乙材料制成的地砖受到的摩擦力越小。因为厨房地面容易潮湿，且摩擦力小会导致行走时易滑倒，所以乙不适合铺设在厨房。 18．纸飞机的水平飞行距离受多种因素影响，某科学兴趣小组围绕“影响纸飞机水平飞行距离的因素”开展探究实验。在无风环境下用如图所示装置进行实验：分别只改变投掷力大小或投掷角度，用相同纸飞机进行6组实验，每组实验重复飞行三次， 将测得数据处理后进行记录，如表所示： 组别 投掷力F 投掷角度θ 水平飞行距离s 1 F0 0° 3.1米 2 F0 7.5° 4.6米 3 F0 15° 5.8米 4 F0 22.5° 4.5米 5 F1（F1>F0） 15° 6.5米 6 F2（F2<F0） 15° 4.6米 (1)第1~4组实验过程中，小科是通过控制 的长度不变来保证F0不变的； (2)比较并分析第3、5、6组实验，可以得到结论是： ； (3)要探究投掷力为F0时，该纸飞机水平飞行距离最远时的投掷角度，接下来他的操作是： ； (4)纸飞机水平飞行距离可能与纸飞机本身也有关，如 。（写出一个因素） 【答案】(1)橡皮筋 (2)其它条件相同时，投掷力越大，纸飞机水平飞行距离越远 (3)保持投掷力为F0，在投掷角度至之间再多设置几个角度进行实验 (4)纸飞机质量 【解析】（1）投掷力来自于橡皮筋的弹力，橡皮筋的弹力与其形变程度有关，所以第1~4组实验过程中，小科是通过控制橡皮筋的长度不变来保证F0不变的。 （2）比较并分析第3、5、6组实验，只有投掷力大小不同，投掷力变大时，水平飞行距离变大，可得：其它条件相同时，投掷力越大，纸飞机水平飞行距离越远。 （3）由表可知，保持投掷力为F0，投掷角度由增大到时，纸飞机水平飞行距离先增大后减小，且投掷角度为时，纸飞机水平飞行距离最大，为探究投掷力为F0时，该纸飞机水平飞行距离最远时的投掷角度，接下来他的操作是：保持投掷力为F0，在投掷角度至之间再多设置几个角度进行实验。 （4）纸飞机水平飞行距离可能与纸飞机本身的质量、重心位置、折叠方式等因素有关。 19．小明利用剪去上半部分的平底空矿泉水瓶、刻度尺、适量的清水和木块测量某种盐水的密度，测量过程如图所示。（清水的密度取1.0克/厘米3） (1)步骤②和步骤④中，木块受到的浮力分别为F2和F4，则两者大小关系为： 。 (2)该盐水的密度 克/厘米3。 (3)为了能测出盐水密度，该实验中必须控制的条件有 。（可多选） A．步骤①、③中液体的深度相同 B．步骤①、③矿泉水瓶的横截面积相同 C．实验中刻度尺零刻度线与瓶底齐平 D．实验中木块的密度须小于清水的密度 【答案】(1)F2=F4(2)1.2(3)B 【解析】（1）木块在清水和盐水中均处于漂浮状态，根据物体的漂浮条件，浮力等于自身重力，同一木块的重力不变，因此两次受到的浮力大小相等，所以F2=F4。 （2）设矿泉水瓶的横截面积为S，木块在清水中漂浮时，排开水的体积为 根据阿基米德原理，浮力 木块在盐水中漂浮时，排开盐水的体积为 浮力 由F2=F4可得 则盐水的密度 （3）步骤①、③中液体初始深度无需相同，只要能准确测量液面高度差即可，非必需；矿泉水瓶横截面积必须相同，否则无法通过液面高度差计算排开液体的体积，是必需条件；刻度尺零刻度线无需与瓶底齐平，只需能准确测量液面高度差即可，非必需；木块密度可以小于或等于清水密度，两种状态下木块浮力均等于自身重力。故选B。 20．小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角，进行实验。其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如下表： 实验序号 钩码总重力G/牛 拉力作用线与竖直方向的夹角/度 拉力大小F/牛 ① 3 0 2 ② 3 30 2.4 ③ 3 45 2.8 ④ 3 60 4 （1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 牛； （2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 ； （3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是： ； （4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？ 。 【答案】（1）1 （2）见解析（3）改变钩码的重力，重复上述实验（4）见解析 【解析】（1）绳子重和摩擦忽略不计，绳子股数为n=2，竖直向上拉，则 故 （2）根据表格数据知道，拉力作用线的夹角越大，拉力越大，故得出的结论是：同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大。 （3）为了使实验结论更具有普遍性，应该换用不同的物体进行多次实验。即改变钩码的重力，重复上述实验。 （4）滑轮是变形的杠杆，根据杠杆平衡条件知道，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。 21．小宁骑自行车时发现，骑车上陡坡要吃力些。坡路和斜面相似，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？小宁做了如下猜想： 猜想1：与斜面的表面材料有关。 猜想2：与斜面的倾斜程度有关。 猜想3：与物体受到的重力大小有关。 为验证上述猜想，小宁利用如图甲所示的装置进行了实验，实验中用沿斜面向上的拉力F拉动物块在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力 F 与物块所受的重力G 的比值大小来判定，比值越小，越省力） 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 斜面倾角 θ θ θ θ θ θ1（θ1>θ） θ2（θ2>θ1） 斜面的表面材料 木板 棉布 毛巾 木板 木板 木板 木板 物块重G/N 2.0 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力 F/N 1.35 1.43 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70 （1）通过对比 （填写实验序号）三次实验中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关； （2）通过对比1、6、7三次实验中的数据，得出的结论是： ； （3）为验证猜想3，小宁做了1、4、5 三次实验，分析实验数据后，小宁认为这几次实验省力情况相同的依据是 。 【答案】（1）1、2、3（2）在其他条件相同时，斜面倾角越小，斜面越省力（3）见解析 【解析】（1）探究斜面省力的情况与斜面的表面材料的关系，根据控制变量法知道，需要控制物体重、斜面倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1、2、3三次实验中的数据。 （2）对比1、6、7三次实验中的数据知道,在斜面的表面材料、物体重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，因此得出的结论是：在其他条件相同时，斜面的倾角越小，斜面越省力。 （3）根据1、4、5的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力也会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力 F与物块的重力G 的比值大小相等。 22．如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔。某同学利用圆珠笔开展了以下实验研究。实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系（如图乙），实验数据记录如下表： 序号 钩码质量（g） 弹簧压缩量x（mm） 弹簧弹力F（N） 弹簧的劲度系数K（N/mm） 1 50 2 0.5 0.25 2 100 4 1 0.25 3 150 6 1.5 0.25 实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度。弹跳过程可以分为三个阶段（如图丙）： ①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）。 ②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）。 ③笔继续上升到离桌面的最高处（见位置c）开始下落。 （1）由表中数据可知，在弹性限度范围内，弹簧弹力与压缩量成 （选填“正比”或“反比”）。 （2）笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于 位置之间。（选填“ab”或“bc”） （3）若不计一切摩擦，从a到b到c位置笔的内芯的机械能变化情况是 。 【答案】（1）正比（2）ab（3）先不变再变大 【解析】（1）由表中数据可知，由计算可知，弹簧每受到0.25N的压力压缩量增加1mm，可得结论：在弹性限度范围内，弹簧弹力与压缩量成正比。 （2）由静止释放，外壳竖直上升，在弹簧的弹力等于重力时，笔的外壳速度达到最大值，此后弹力小于笔的重力，笔做减速运动，直到弹簧恢复到原长，接着笔在重力作用下减速为0，因此笔的外壳的最大速度处于ab位置之间。 （3）由题知，位置a是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大，从位置a到b，弹簧恢复至原长，弹簧的弹性势能全部转化为外壳的动能和重力势能，内芯速度和高度均不变，所以其机械能不变；从位置b到c，外壳带着内芯向上运动，外壳的一部分机械能转移给内芯，内芯的机械能增大，所以从a到b到c位置笔的内芯的机械能先不变后变大。 23．篮球从空中下落，撞击地面的过程中，与地面的接触面会不断增大，最大接触面积受什么因素影响呢?学校兴趣小组利用器材进行探究。 ①在球场地面上铺一张白纸，白纸上用复写纸覆盖，篮球从一定高度处自由下落，撞击复写纸，在白纸上留下蓝色圆斑，多次测量圆斑的直径。 ②改变篮球自由下落高度重复上述实验步骤，并计算篮球从不同高度下落的蓝色圆斑面积。 （1）本实验基于的假设是 ； （2）步骤①中“多次测量圆斑的直径”，这样做的目的是 ； （3）小明将下落的高度与蓝色圆斑的面积记录在下表中。 次数 1 2 3 4 5 下落高度 h/cm 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 蓝色圆斑面积 s/cm² 45.3 66.4 84.9 98.5 107.5 分析表中数据可知：下落高度越大，篮球与地面最大接触面积越大。请从能量转化的角度加以解释 （不考虑机械能损失） ； （4）压力传感器能记录瞬间的压力大小，并将数据呈现在计算机上。小明想测量篮球从一定高度处下落时撞击地面的最大压强值。如图所示，他将压力传感器放置在球场上，篮球从相应高度处自由下落撞击压力传感器，从电脑上读取最大压力F 的大小，并在表格中查找对应的面积，进行计算，你认为小明的做法是否正确并简要说明理由： 。 【答案】（1）篮球撞击地面接触面积不是固定大小（2）减小实验误差（3）见解析（4）见解析 【解析】（1）根据题意篮球从空中下落，撞击地面的过程中，与地面的接触面会不断增大，因此引发接触面积受什么因素影响的实验研究。 （2）步骤①中“多次测量圆斑的直径”是要进行求平均值，减小实验误差。 （3）篮球下落的高度越高，则重力势能越大，到地面转化的动能越多，当篮球打到地面时转化的弹性势能越多，则与地面最大接触面积越大。。 （4）不正确，因为压强是压力与受力面积之比，压力最大时并不是压强最大时。 24．科学实践小组开展“制作无动力小车”项目化学习，活动包括：合适材料的选择、无动力小车的制作、无动力小车的测试、无动力小车的评价等几个环节。 （1）【选材】：制作无动力小车可以选择生活中常见的一些废弃材料作为无动力小车的材料，下列选项中哪个材料一定是用不到的 ； A．瓶盖 B．罐 C． 电动机 D．筷子 （2）【制作】：同学们在制作之前进行了激烈的讨论；各小组同学在讨论结束后，完成了各组无动力小车的制作； （3）【测试】：在测试过程中，A组同学想要探究如何让小车在水平面上行驶地更远，做了如图甲所示的实验； ①图甲，A组同学做了如图实验，该探究基于的假设是在初速度一定时，小车受到的阻力越大，滑行的距离越小； ②在实验过程中，A组同学发现如图乙③组小车行驶地最远，请分析该现象的原因 ； （4）【交流】：如何让乙图中的③小车运动的更远？A组提出可以通过增加小车的质量让小车行驶地更远，并做了如下所示实验（如图丙），请你通过分析以及结合所学知识，得出结论 。 【答案】C 见解析 物体的质量越大，惯性越大，其运动状态越不容易改变 【解析】（1）要制作无动力小车，而电动机是产生动力的，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 （2）由乙图①②两次实验可知，小车在斜面①的高度较高，滑行到水平面的初速度较大，且水平表面为木板表面，小车所受的阻力较小，因此①实验小车滑行的较远；对比①③两次实验可知，斜面倾角越大，小车对斜面的压力越小摩擦力越小，当小车处于同一高度时，③中小车滑到底面时的速度较大，在水平面时滑行的距离最远。 （3）增加小车的质量，小车到达水平面时的速度不变，小车的动能增加，由于木板的摩擦力较小，可以让小车行驶地更远，可以得到的结论是：物体的质量越大，惯性越大，其运动状态越不容易改变。 25．高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”。物体因具有较大的重力势能，高空抛物存在巨大的安全隐患。 【提出问题】物体的重力势能与哪些因素有关？ 【建立假设】假设一：物体的重力势能与物体的质量有关。 假设二：物体的重力势能与下落高度有关。 【实验设计】为了验证猜想设计了甲图的实验装置．将不同小球从装置的一定高度自由释放，利用夹子标记球和杯子的位置，测量小球高度和杯子下推运动的距离，数据记录如下表所示。该实验物体的势能大小是通过 来反映的； 【得出结论】通过比较实验序号为 的三组数据，可得出结论，当下落高度一定时，物体质量越大，重力势能越大； 【评价交流】严谨的科学态度在科学研究中至关重要，请你对本次实验提出一项改进的意见： 。 实验 序号 小球质量 m/g 小球下落高度 h/cm 杯子运动的距离s/cm 1 10 10 8.5 2 10 20 9.2 3 10 30 10.4 4 20 20 11.8 5 30 20 12.6 【答案】杯子运动的距离s 2、4、5 选择体积相同质量不同的小球进行实验或选择以小球下缘为起点测量下落高度 【解析】球下落撞击杯子将杯子撞击下推，运用转换法通过杯子下推运动的距离来反映物体势能大小。若想得出下落高度一定时，物体质量 越大重力势能越大的结论，则应控制物体高度一 定，改变物体质量，对比表格中的数据，只有2、 4、5次实验的高度一定，质量改变，因此选用2、4、5次实验。本次实验没有重复实验，可能存在偶然因素，应该同一质量同一高度、多次实验测量多组数据这样才能使结论具有普遍性。 26．学校开展项目化学习挑战赛——设计制作重力灯。 【项目要求】设计制作重力灯，将重物的重力势能转化为电能使LED灯发光； 【提供器材】若干LED灯、细线、若干滑轮、若干钩码、小型发电机、齿轮、导线等 【产品调试】 （1）小明制作的重力灯工作原理如图甲所示，为了使规格为“0.4安，1瓦”的LED灯正常发光，重力灯的稳压蓄电设备输出电压应为 伏； （2）小明共制作了四盏重力灯，各重力灯的各项参数如下表所示。根据表中参数，4号重力灯的重物质量应该是 千克。（假定重力灯的能量转化效率相同） 重力灯编号 重物离地高度（米） 重物质量（千克） LED灯额定功（瓦） 发光时间（分钟） 1 2.4 25 1 6 2 2.4 50 1 12 3 1.2 50 2 3 4 1.2 ？ 3 3 （3）下图图乙表示悬挂重物用的滑轮使用方式，图丙表示重力灯的齿轮增速器内齿轮使用方式。重物下落时，图乙中滑轮带动图丙中左侧齿轮转动，左侧齿轮再带动右侧齿轮转动，从而使发电机的线圈转动发电。为了提高发电机内线圈的转速，小明应该选择的滑轮和齿轮最佳的组合方案是 （用字母序号表示）。 【答案】（1）2.5 （2） 75 （3）C和E 【解析】（1）由知道，重力灯的稳压蓄电设备输出电压应为 （2）[2]设重力灯的能量转化效率，由1号灯知道① 代入数据解得 故由①知道4号重力灯的重物质量应该是 （3）由图乙知道，图C是最省力的，由于左侧和右侧齿轮相同时间转过的齿数相同，所以，周长短的齿轮转过的圈数较多，所以，E符合题意，故CE组合较好。 27．明在进行伽利略的斜面实验时，发现小球从斜面A自由滚下，到达斜面B后上升的最高点的高度h总小于出发点的高度H。为探究小球减少的机械能与所受摩擦力之间的关系，小明进行了如下实验： ①将小球涂满墨汁，并置于斜面A上，调整其离地高度H为。 ②松手后，使小球自由滚下，用刻度尺测量并记录斜面B上最高点墨迹的高度h。 ③将斜面擦拭干净，重复实验，记录数据并求平均值。 ④改变平铺在斜面上的材料，重复上述步骤，并整理数据如下表。 组别 斜面材料 下落高度H/cm 上升高度h/cm 1 木板 10 8.5 2 棉布 10 7.2 3 毛巾 10 5.7 （1）每次实验前都需将小球涂满墨汁，其目的是 。 （2）实验中，可用 反映小球机械能的减少量。（用字母表示） （3）根据实验结果，小明推测当物体不受摩擦力时，机械能总量保持不变。写出其推测过程 。 【答案】（1）便于记录小球到达斜面B上最高点的位置 （2） （3）据实验数据可知，随着摩擦力减小，小球上升的最大高度越来越接近下滑的高度，即小球损失的机械能越来越小，据此推测，当小球不受摩擦力时，小球损失的机械能为0，机械能总量保持不变 【解析】（1）实验中小球从斜面A滚下，再滚上斜面B，需要判断在斜面B上上升的高度，每次实验前都需将小球涂满墨汁，其目的是便于记录小球到达斜面B上最高点的位置。   （2）实验中，以斜面A上的起点相对比，斜面B上的终点时小球高度减小，重力势能减小，机械能减小，可用H-h反映小球机械能的减少量，采用转换法。 （3）据实验数据可知，随着摩擦力减小，小球上升的最大高度越来越接近下滑的高度，即小球损失的机械能越来越小，据此推测，当小球不受摩擦力时，小球损失的机械能为0，机械能总量保持不变。 28．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟质量有关； 【进行实验】他们做了如图甲、乙、丙所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离； (1)【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： ； (2)【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性更大的原因； (3)【评估交流】如果换用图丁所示装置进行实验，选择合适的器材可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系； (4)他们由此还联想到牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下滑下，在粗糙程度不同的水平表面运动直至停止；在水平运动的整个过程中，小车在玻璃、毛巾表面克服摩擦力做功的功率分别为P1、P2，则P1 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1)速度一定时，物体的质量越大，动能越大(2)超速(3)速度(4)小于 【解析】（1）分析甲、乙两图可知，金属球从斜槽的相同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度相等，物体的质量不同，甲小球的质量大，物体被撞击得更远，所以可以得到结论是速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 （2）分析甲、丙两图可知，金属球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面时，物体的速度不相等，物体的质量相同，可以探究动能大小与速度的关系；甲图小球的速度越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。 （3）用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，所以弹簧的弹性势能不相同时，小球与弹簧分开后获得的初速度不相同，而小球的质量不变，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。 （4）小车克服摩擦力做功的能量来自小车的动能，小车的动能刚开始时是相等的，最终小车停下来，则小车的动能为零，所以小车无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，由于玻璃表面更光滑，则小车在玻璃面运动时间更长，由于克服摩擦所做的功相同，根据可知，则P1<P2。 29．小科骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体冲上斜坡的最大距离可能与哪些因素有关呢？ (1)他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长。这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中转化而来的 就越大 (2)他进而又提出两个猜想： 猜想一：物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小有关。 猜想二：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关。 ①在验证猜想一的实验中，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角固定，如下图所示。实验时为了让不同质量的小球以相同的初始速度滑上长木板，他在左侧放置了一个固定的斜面A，请说明使用斜面A进行实验时的操作要点： 。 小科发现当不同质量的球以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同。这说明猜想1是 （填“正确”或“错误”）的。 ②在验证猜想二的实验中，小科让同一小球以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板，测出小球冲上长木板后通过的最大距离。测得的数据记录如下表： 次数 1 2 3 4 6 木板倾角 10 30 53 75 85 向上滑行的最大距离 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43 根据表中数据得出实验结论： 。 【答案】(1)重力势能 (2) 见解析 错误 当倾角增大时，小球上滑的最大距离s先减小后增大 【解析】（1）他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长，这是因为上坡过程中小球的动能转化为重力势能，车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，转化为的重力势能就越大，则上升到的高度越大。 （2）为了验证猜想一，他将与水平面平滑连接的长木板以一定的倾角固定，如图所示，实验时为了让不同质量的小球以相同的初始速度滑上长木板，他在左侧放置了一个固定的斜面A，需要让不同质量的小球从斜面A同一高度由静止释放，使小球滑到底端时的速度相同，让不同质量的小球以相同的初始速度滑上长木板。实验中不同质量的小球以相同初始速度滑上长木板时，向上滑行的最大距离均相同，这说明物体冲上斜坡的最大距离可能与物体的质量大小无关，即猜想一是错误的。在验证猜想二的实验中，让同一小球以相同的初始速度分别滑上不同倾角的长木板，根据表中数据分析可知，小球向上滑行的最大距离s与倾角的关系是：当倾角增大时，小球上滑的最大距离s先减小后增大。 30．“高空抛物”会造成严重危害，高空物体的重力势能与哪些因素有关。小科利用如图所示的实验装置，将铁球从斜面静止释放后，滚动到水平面压缩弹簧，记录当铁球速度为零时弹簧的长度。 ①如图甲，将两个不同的铁球A、B（）先后从同一斜面的相同位置处静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为、； ②如图乙，将两个相同的铁球先后从装置的不同高度、（）处静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为、； ③重复以上操作。 (1)小科通过观察铁球速度为零时弹簧的长度，来判断铁球重力势能的大小。这种研究方法是 （填“控制变量法”或“转换法”）； (2)实验过程中，物体的重力势能全部转化为弹簧的 能； (3)图甲实验是为了探究 ； (4)实验过程中，发现弹簧长度不便于测量，其原因是 。 【答案】(1)转换法(2)弹性势能(3)重力势能大小与质量的关系(4)难以记录小球速度为0时的位置 【解析】（1）铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，弹性势能越小，运用了转换法。 （2）实验过程中，物体的重力势能减小，弹簧发生形变的程度变大，弹性势能增加，因此是将重力势能转化为弹簧的弹性势能。 （3）图甲实验，小球所处的高度不同，质量相同，因此探究的是重力势能大小与质量的关系。 （4）由于小球在瞬间速度为0，难以记录小球速度为0时的位置，因此弹簧长度不便于测量。 31．小科在参观科技馆时看到一种有趣的科学玩具——牛顿摆，如图甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止?小科进行了如下探究： 【提出问题】被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关? 【建立假设】被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度大小有关。 【实验验证】将牛顿摆等效为单摆模型，如图乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为A~E球。若不考虑能量损失，请回答下列问题： (1)将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），静止释放后，A球向右摆动过程中，将 能转化为动能。 (2)为了改变撞击球撞击时的速度，进行的操作是： 。释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出。 (3)重复上述步骤，当钢球发生碰撞时，都仅有E球被撞出。由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度 填“有关”或“无关”）。 (4)针对小科提出的问题，利用此实验装置还可验证的假设是 。 【答案】(1)重力势(2)将A球拉至不同的高度由静止释放(3)无关(4)被撞而摆动的钢球数量可能与撞击球的数量有关 【解析】（1）释放后，A球向右摆动过程中，高度减小，速度变大，其重力势能转化为动能。 （2）探究被撞而摆动的钢球数量与撞击球撞击时的速度大小有关时，需要改变撞击球的速度的大小，即将A球拉至不同的高度由静止释放。 （3）改变钢球的速度后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，这表明被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度无关。 （4）针对小科提出的问题，利用此实验装置还可验证的假设是被撞而摆动的钢球数量可能与撞击球的数量有关，可以采取将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，观察被撞而摆动的钢球数量，从而验证假设是否正确。 32．在探究物体动能大小与质量的关系时，小科按课本实验步骤：让不同质量的小钢球从斜面上相同高度处分别由静止开始沿斜面滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。 (1)小科认为课本方案难以操作，将斜面和水平面都改成了滑轨，将木块换成圆柱体块，方案迭代为1.0。这样改进的优点是 ； (2)小舟进行小科的方案时提出质疑：不同质量的小钢球从同一倾斜滑轨相同高度由静止滚下，到达底部时速度真的相同吗？他在倾斜滑轨的底部安装光控灯（当球滚过时，光控灯会亮起），进行三轨同步实验，方案迭代为2.0。使三个不同质量的小钢球分别从三个相同倾斜轨道的 （填“不同”或“相同”）高度由静止同时滚下，若出现 的现象，说明三个小球到达斜面底部时速度不相同； (3)小舟查阅资料后发现这是由于小钢球体积不同所导致。如何在改变小钢球质量的情况下控制其体积不变，你的方法是 。 【答案】(1)小钢球下滑的方向不容易改变，实验操作更方便 (2)相同 三个光控灯不同时亮 (3)保持钢球体积不变，让钢球的中间是空心，可以改变钢球的质量 【解析】（1）课本方案中，小钢球撞击木块的过程，小钢球有可能下滑的方向发生变化，撞击木块后，木块有可能没有沿水平方向移动，影响实验，更换为滑轨后，钢球的移动方向固定，实验操作简单，撞击圆柱体块后，实验现象更明显。 （2）由控制变量法知道，使三个不同质量的小钢球分别从三个相同倾斜轨道的同一高度由静止同时滚下，若出现三个光控灯不同时亮的现象，则说明三个钢球不是同时到达斜面底端的，即速度是不相同。 （3）若想保持钢球体积不变，只改变钢球的质量，可以利用空心的办法，保持体积不变，改变物体的质量。 33．为探究“重力势能大小与质量的关系”，小明提出猜想：质量越大，重力势能越大。实验步骤如下： 步骤一：选择同种材质不同质量的三只金属实心小球，如图甲。 步骤二：在一个铝盘中放入大约2厘米厚的细沙，将米尺竖直立在细沙内，零刻度线与沙面齐平，如图乙。 步骤三：在一定高度H静止释放小球，当小球静止在沙坑中时，记录相关距离。 步骤四：？，更换小球，重复步骤三、多次实验并计算沙坑的凹陷距离如下表。 金属小球 释放的高度H/厘米 沙坑的凹陷距离/厘米 A 70 1.20 B 70 0.64 C 70 0.74 (1)步骤四中的？处的操作是 。 (2)用图乙中的H、H1和H2来表示沙坑的凹陷距离 。 (3)实验中发现小球撞击沙坑后效果不明显，请提出一个具体的改进建议： 。 (4)分析实验数据发现与猜想不同，重新思考后小明换用如图丙所示小球进行实验，得到了预想的结果。请结合所学知识，解释原实验与预想结果不一致的原因 。 【答案】(1)抹平沙坑(2)H1-H-H2(3)增加金属球的质量(4)见解析 【解析】（1）在步骤三结束后需抹平沙坑更换小球，重复步骤三。 （2）由图可知，沙坑的凹陷距离为H1-H-H2。 （3）小球撞击沙坑后效果不明显的原因是小球的重力 势能太小，影响重力势能的因素有质量和高度，质 量越大，高度越高，重力势能越大，所以需增加金属球的质量（或增加小球下落高度）。 （4）原实验C球质量大于A球，但体积也变大，导致小球落到沙坑时，压力对压强的影响小于受力面积的影响。 34．探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素，实验装置如图所示，数据如表所示。 次数 钩码重力（N） 提升高度（cm） 有用功（J） 拉力（N） 总功（J） 机械效率 1 1.0 40 0.4 1.1 0.88 45% 2 1.5 40 0.6 1.4 1.12 54% 3 2.0 30 1.7 4 2.5 40 1.0 2.0 1.60 63% (1)请把表格中三个未完成的空补充完整。 (2)甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大，滑轮组机械效率 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。请你解释出现这种现象的原因 。 (3)乙同学进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，根据表格中的数据得出：总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和，即：，他猜测还有 因素影响机械效率。（答一种因素即可） (4)丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值，通过比较第1、2和 组的数据，发现重物的重力越大，差值 （选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释 。 【答案】(1)见解析(2)增大 动滑轮重力不变，随着钩码重力增大，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率变大；(3)绳重、各种摩擦(4)4 越大 所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多 【解析】（1）由图知，滑轮组有两根绳承担物重，由第3次数据可得，有用功总功机械效率= （2）根据表格数据可以得出，钩码重力逐渐增大，滑轮组机械效率增大；出现这种现象的原因是动滑轮重力不变，即额外功不增加，随着钩码重力增大，有用功比例增大，则滑轮组机械效率增大。 （3）实验时，克服绳子重力做功及克服摩擦做的功都属于额外功，由于忽略了绳重、各种摩擦，故W总>W有+W额，因此绳重、各种摩擦也是影响机械效率的因素。 （4）动滑轮的质量为 对动滑轮做的功 实验1， 实验2， 实验4，因此通过比较第1、2和4组的数据可知，提升高度相同时，钩码重力越大，也越大，这是因为所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。 35．小乐为了探究影响斜面机械效率的因素，准备了三个质量不同的木块、三条长度相同但粗糙程度不同的长木板、刻度尺等器材。 实验一：探究斜面机械效率与物重的关系 (1)实验还需补充的器材有 。 (2)小乐利用三个质量不同的木块和同一块长木板，设计图示的实验装置并正确完成了实验，相关实验数据和计算结果如下表所示： 测量 次数 物重G （N） 斜面高h（m） 拉力F （N） 木块移动距离L（m） 有用功W有（J） 总功W总（J） 机械效率η 1 1.5 0.1 0.6 0.4 0.15 0.24 62.5% 2 3 0.1 1.2 0.4 0.3 0.48 62.5% 3 6 0.1 2.4 0.4 0.6 0.96 62.5% 通过分析数据，可得到的结论是 。 实验二：探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系 (3)请利用上述实验器材，简要写出探究的方案 。 【答案】(1)弹簧测力计(2)机械效率与物重无关(3)见详解 【解析】（1）由表中数据可知，实验中需要测量的物理量有四个：物块的重力、沿斜面的拉力、物块上升的高度、物块移动的距离，其中前两个由弹簧测力计测量完成，后两个由刻度尺测量完成，因此还需要补充的器材是弹簧测力计。 （2）根据表中的数据，在其它条件不变的情况下改变物体重力，机械效率不变，说明机械效率与物重无关。 （3）探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系，需改变斜面的粗糙程度，其他变量都相同，因此探究方案如下：将木块放在斜面上，用弹簧测力计拉动木块使其迅速运动，读出测力计示数F以及此时的斜面高和长度，然后在斜面上分别铺上玻璃、毛巾，用同一块木板重复以上实验。 36．如图甲装置所示，探究“做功改变物体内能”，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器数据采集的数据，电脑处理得到如图乙所示图像。 (1)实验前，检查图甲装置的气密性：往外拉动注射器活塞，然后松手，若活塞 （选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”），则说明该装置气密性好； (2)打气筒打气5秒后，橡皮塞弹出，出现了白雾现象，白雾主要是 （填“瓶内气体”或“瓶外气体”）液化形成的小液滴； (3)以下改变内能的方式中，与图乙中AB段相同的是 ； A．用锤子敲打钉子时，钉子变热 B．从滑滑梯上滑落，臀部变热 C．用燃气灶加热水，水温升高 D．手捂热水袋，手会变暖和 (4)不向圆底烧瓶内注入适量酒精，仍用图甲装置进行实验能否得出“做功改变物体内能”的结论。请判断并说明理由： 。 【答案】(1)仍能返回原来刻度处(2)液化(3)AB(4)见解析 【解析】（1）实验前检查装置的气密性，往外拉动注射器活塞，然后松手，若活塞仍能返回原来刻度处，说明该装置的气密性良好。 （2）白雾是空气中的水蒸气放热，从气态变成液态发生液化形成的小水珠。 （3）图乙中AB段打气筒向烧瓶内打气，即外界对筒内空气做功，将机械能转换为内能，通过做功的方式改变内能； A．用锤子敲打钉子时，钉子变热，将机械能转化为内能，属于做功； B．从滑滑梯上滑落，臀部变热，将机械能转化为内能，属于做功； C．用燃气灶加热水，水温升高，内能从火焰传递给水，属于热传递； D．手捂热水袋，手会变暖和，内能从水传递给手，属于热传递。因此与图乙中AB段相同的是AB两选项。 （4）不向圆底烧瓶内注入适量酒精，仍用图甲装置进行实验能得出做功改变物体内能的结论，是由于通过温度传感器也可以反映内能改变的情况。 37．模拟实验有简化研究场景的作用。为探究跳台滑雪运动中，跳台高度与运动员落地速度之间的关系，科学兴趣小组开展了模拟实验，如图1所示。 [实验器材] ①高度可调节的光滑斜面轨道（模拟跳台）；②小球（模拟运动员）；③水平光滑轨道（与斜面轨道底部平滑连接）；④两个光电门传感器（用于测量小球通过时间）。 [实验步骤] a.在水平轨道安装两个间距为s 的光电门； b.将斜面轨道调整至高度 h1； c.让小球从斜面顶端由静止释放，记录小球通过光电门1 和光电门2 的时间为t1和 d.计算小球在水平轨道上两光电门间的平均速度v，作为运动员落地速度； e.依次将斜面轨道高度调整为h2 、h3 （h1<h2<h3），重复步骤c和d； 请回答： (1)实验中，计算小球平均速度 v的表达式是 ； (2)若用 分别表示轨道高度为h1、h2、h3时对应的小球平均速度，则支持实验结论为“跳台高度越高，运动员的落地速度越大”的实验结果是 ； (3)从能量转化角度分析，跳台高度越高，运动员的落地速度越大”的原因是 ； (4)如图2为跳台滑雪运动员在空中“飞行”的场景，采用“滑雪板并拢，人体呈拱形”的姿势可以让气体经过时，上方的气流速度相比下方会大一些，从而使运动员在空中滑行更远的距离。这其中蕴含的科学原理是 。 【答案】(1)(2) (3)跳台高度越高，运动员的重力势能越大，最终转化获得的动能也越大 (4)流体流速越大的地方压强越小，流速越小的地方压强越大 【解析】（1）小球经过两个光门之间的距离为s，时间为，则小球平均速度v的表达式 （2）由“跳台高度越高，运动员的落地速度越大”和可知，速度最大的是，即 （3）运动员的质量一定，跳台高度越高，运动员的重力势能越大，最终转化获得的动能也越大，所以落地速度越大。 （4）上方空气流速大、压强小，下方空气流速小，压强大，人体受到一个向上的升力，从而使运动员在空中滑行更远的距离。 38．“打水漂”是同学们熟悉的一种游戏（如图甲所示），将石块丢向水面，石块会在水面上“跳跃”起来，跳跃次数最多者胜。 【资料】①成功实现石块在水面上跳跃，要求所用石块底部平滑，且石块要以旋转的方式“甩”向水面；②石块在水面跳跃的次数还与石块的形状、质量、入水时的速度和角度等因素有关。 某项目学习小组设计了一个打水漂机器：下部可升降支架上安放着固定支架，固定支架的一端与投石臂的一端用转轴连接，可以转动，一根弹簧连接固定支架和投石臂的中间某位置，投石臂的另一端侧面镂空成投石槽，可以放上石块（其侧视图和俯视图如图乙、丙）。拉开投石臂使弹簧伸长一定距离，放手后，投石臂会摆回原来的方向，投石槽中的石块会被平甩向水面。 请回答： (1)当石块离开投石槽后仍能向前运动的原因是 。 (2)同学们利用该装置验证石块入水时与水面的夹角为20℃是“打水漂”的最佳角度，他们是通过 （填字母）进行实验探究的。 A．调节可升降支架的高度 B．改变投石臂拉开的角度 (3)已知弹簧在投石臂上的固定点B位于转轴O点与投石臂末端A点的中点，如图丁所示。某次投射时，投石臂与固定支架之间呈90℃，弹簧与投石臂的夹角为30℃，请计算当在A点施加100N的力将投石臂拉开时，弹簧能产生的最大力 。 【答案】(1)石块具有惯性(2)B(3)400N 【解析】（1）当石块离开投石槽后仍能向前运动，是因为石块具有惯性，能保持原来的运动状态继续向前运动。 （2）要验证石块入水时与水面的夹角为20°是“打水漂”的最佳角度，需要改变石块入水时与水面的夹角。 A．调节可升降支架的高度，主要影响石块入水的速度等，不是改变夹角，故A不符合题意 B．改变投石臂拉开的角度，能改变石块被投出时的角度，从而改变入水时与水面的夹角，故B符合题意。故选B。 （3）B点为OA的中点，弹簧与投石臂的夹角为30°，所以阻力 当动力作用线与OA垂直即OA为动力臂时，弹簧产生的力最大，由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得弹簧能产生的最大力。 39．图甲为《墨经》记载的斜面引重车：前轮矮小、后轮高大，两轮间设木板。前轮的轮轴可在AB两点之间移动，来改变斜面倾斜程度。使用时，后轮轴系绳索绕过高处滑轮连接重物，推动车辆时轮轴卷绳，将重物拉上斜面。小阳用图乙装置模拟实验，探究斜面倾斜程度对斜面省力程度与机械效率的影响，通过多次匀速拉动物体并记录数据。 组别 斜面倾斜程度 物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 有用功/J 总功/J 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1.0 1.0 2.4 41.7％ 2 较陡 5 ？ 3.2 1.0 2.5 3.2 78.1％ 3 最陡 5 0.8 4.3 1.0 4.0 4.3 93.0％ (1)第2次实验中“？”处的斜面高度为 m； (2)分析表格数据，可以得出机械效率与斜面倾斜程度的关系是 ； (3)实验后小阳认为要让引重车拉动重物时更省力，图甲中的引重车的前轮的位置应该向 （选填“A”或“B”）调整，他作出这一判断的依据是 。 【答案】(1)0.5(2)见解析(3)B 见解析 【解析】（1）根据表格数据和可得，第2次实验中“？”处的斜面高度为 （2）由表格中的数据可知，当斜面倾斜程度从较缓到较陡再到最陡时，机械效率变大，可以看出：在物重和斜面粗糙程度相同时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 （3）根据表格数据可知，在物重和斜面粗糙程度相同时，斜面越缓，拉力越小，越省力。图甲中前轮位置向B调整时，会使斜面的倾斜程度变缓。所以要让引重车拉动重物时更省力，图甲中的引重车的前轮的位置应该向B调整，依据是在物重和斜面粗糙程度相同时，斜面越缓越省力。 40．小缙骑自行车时发现，在不同的路面上，停止踩脚踏板，自行车都能继续运动一段距离。于是小缙作出了以下猜想。 猜想一：自行车运动的距离可能与路面的粗糙程度有关； 猜想二：自行车运动的距离可能与车速有关。 为验证猜想，他用毛巾、棉布、小车、斜面和长木板进行模拟实验，如图所示。 (1)为验证猜想一，应分别将毛巾、棉布铺在 （填“斜面”“长木板”或“斜面和长木板”）上，让同一小车从同一斜面、 由静止开始滑下，目的是使小车到达水平面时具有相同的初速度。 (2)实验中发现水平面越光滑，小车滑行的距离越远。进一步推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车将会在水平面上做 运动。 (3)在上述实验中，同一小车完全停上后，它在水平面上克服阻力所做的功 （填字母）。 A．在毛巾上更多 B．在棉布上更多 C．在木板上更多 D．三者一样多 【答案】(1)长木板 同一高度(2)匀速直线(3)D 【解析】（1）探究车运动的距离可能与路面的粗糙程度的关系，应使小车在水平面上运动的速度相同，改变水平接触面的粗糙程度，应将毛巾、棉布铺在长木板上；让同一小车从同一斜面、同一高度由静止开始滑下，小车经过的路径相同，目的是使小车到达水平面时具有相同的初速度。 （2）实验中发现水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车滑行的距离越远；进一步推理可知，若水平面绝对光滑，小车运动过程中不受阻力作用，小车的速度不会减小，则运动的小车将会在水平面上做匀速直线运动。 （3）实验中小车在水平面上运动时，克服阻力做功，由于小车开始运动时具有的机械能相同，因此小车完全停止后，机械能为0，它在水平面上克服阻力所做的功相同，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 41．如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔。小明利用圆珠笔开展了以下实验研究。 实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系（如图乙），实验数据记录如下表： 序号 钩码质量（g） 弹簧压缩量x（mm） 弹簧弹力F（N） k 1 50 2 0.5 0.25 2 100 4 1 0.25 实验二：研究影响弹簧弹性势能的因素。先将笔倒立向下按压一定程度然后放开，笔将向上弹起一定的高度。某次弹跳过程可以分为三个阶段；（如图丙） ①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）； ②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）； ③笔继续上升到离桌面2厘米的最高处（见位置c）开始下落。 (1)实验一表中的“k”应该填入的项目是： （选填“F/x”或“x/F”）；小明由实验一表格数据就得出了弹簧弹力与压缩量的关系是否正确，请说明理由 ； (2)实验二的笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于位置 之间（选填“ab”或“bc”）； (3)实验二通过测量 研究弹簧弹性势能的大小（选填“笔上升的最大高度”或“笔的质量”）。 【答案】(1)F/x 见解析(2)ab(3)笔上升的最大高度 【解析】（1）根据表格数据可知，，故实验一表中的“k”应该填入的项目是F/x。由于实验一表格数据的实验次数过少，存在偶然性，因此由实验一表格数据就得出了弹簧弹力与压缩量的关系不正确。 （2）由a到b时，开始弹力大于笔的外壳重力，笔的外壳向上做加速运动，当弹力等于笔的外壳重力时，笔外壳的速度最大，此时弹簧还未恢复原状，故笔外壳的最大速度处于位置ab之间。 （3）笔在上升过程中，弹簧发生弹性形变的程度越大，弹性势能越大，笔上升的高度越高，因此实验二通过测量笔上升的最大高度研究弹簧弹性势能的大小。 42．某校科学小组开展“设计纸桥承重”项目。活动中，同学们发现将纸折成“W”形作为桥面比直接用白纸平铺作为桥面承重能力强。如图： 查阅资料：“W”形折叠属于瓦楞结构。瓦楞纸板由交替的平面层和W”形波浪层组成，具有质量轻、强度高的特点，广泛应用于包装、建筑等领域。 该小组同学为探究“W”形瓦楞结构的承重能力与哪些因素有关，设计了以下实验： 小组同学选择厚度相同的牛皮纸，制作三种不同波浪高度（5mm、10mm、15mm）的“W”形瓦楞结构模型并在上方铺上一张卡纸，其余条件相同。为测量承重能力，将模型水平放置，在卡纸上方逐渐添加细沙，直至模型弯曲超过2cm，测量此时细沙总质量。 (1)实验中，为测量承重能力通过观察测量模型弯曲超过2cm时的细沙总质量，这种研究方法是 （填“控制变量法”或“转换法”）； (2)下表为某小组得出的实验数据： 波浪平均高度（mm） 5 10 15 最大承重（g） 352 658 465 根据数据，该小组能得出的结论： ； (3)应用拓展 ①快递运输中防震包装盒，常使用泡沫、塑料等弹性材料来制作瓦楞结构。请从能量角度解释选用这些材料的好处 ； ②植物细胞 （填细胞结构）的蜂窝状结构与瓦楞结构相似，从而提高植物细胞的支撑能力，体现了“结构与功能相适应”“结构决定性质”的重要科学观念。 【答案】(1)转换法(2)见解析(3) 见解析 细胞壁 【解析】（1）通过测量模型弯曲超过2cm时的细沙总质量来评估承重能力，该方法将难以直接测量的“承重能力”转换为容易量化的“细沙质量”，属于转换法。 （2）根据实验数据（波浪高度5mm、10mm、15mm对应的最大承重分别为352g、658g、465g，可得出以下结论：在厚度相同的条件下，瓦楞结构的波浪高度对承重能力有显著影响，在一定范围内，“W”形瓦楞结构的波浪高度增加，其承重能力先增大后减小，本实验中波浪高度为10mm时承重能力最强。 （3）从能量角度解释：泡沫、塑料等弹性材料具有较好的弹性，在受到外力冲击时，材料发生弹性形变，会吸收外界的能量，从而减少冲击力对包装盒内物品的影响，起到防震保护的作用。植物细胞中细胞壁的蜂窝状结构与瓦楞结构相似，细胞壁的这种结构能提高植物细胞的支撑能力。 43．杆秤（如图甲）是我国古老的称量工具，因其携带方便、经济实惠，在菜市场中仍能见到它的身影。小科发现奶奶使用的杆秤测量不准确，学习了杆杠原理后准备帮奶奶重新制作杆秤。 【制作步骤】 如图乙。 ①做秤杆：选取一根密度均匀的木质圆柱，在圆柱左端选择两点依次标上“A”、“B”。 ②挂秤盘：取一个托盘，系上细绳，固定在秤杆的“A”处。 ③系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子。 ④标零线：秤盘上不放重物，将10克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”。 ⑤定刻度…… 【交流评价】 (1)制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动。 (2)步骤④标零线的目的是 。 (3)给杆秤定刻度时，小科采用以下的方法：在秤盘上放40克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上40，0和40之间分为40等份。依次标上相应刻度。你认为她的方法是否合理并简单说明理由 。 (4)小科发现制作好的杆秤量程不够大，请你帮他设计一种增加量程的方法 。 【答案】(1)右(2)消除悬挂的秤盘重力对平衡的影响 (3)合理；由杠杆的平衡条件可知满足关系：，物体的重力与提纽到秤砣的距离为l2是一次函数关系，故杆秤的刻度是均匀的，因此方法合理。(4)增大秤砣的质量 【解析】（1）杆秤左低右高，说明左侧力矩大于右侧，根据杠杆平衡，需要增大右侧力矩，因此将秤砣向右移动，增大秤砣的力臂即可平衡。 （2）秤盘和杆秤自身都有重力，会影响杠杆平衡，标零线的作用是提前校准，抵消自重对测量的影响，确定测量的零点。 （3）根据杠杆的平衡条件得 整理得其中l1、、已知，则待测物体质量与秤砣偏离零刻度的距离l2成正比，因此杆秤刻度是均匀的，将0和40之间等分的方法合理。 （4）要增大量程，根据杠杆平衡：可以换用质量更大的秤砣，让相同力臂下可以平衡更重的物体；也可以将支点（秤纽）向秤盘方向左移，减小重物的力臂，增大最大称量。 44．风能是一种低碳、清洁的能源。如图1所示为小科设计的一款测量风车功率的装置，小科通过查阅资料得知，风车功率与风速、风叶质量、风叶长度等有关。除以上因素以外，为了研究风车功率与风向和叶片夹角的关系，他们展开如下实验： ①将电风扇定在某一档位下启动，并调整风向与叶片的夹角为30°，如图2所示。 ②实验时在细线下挂上一定量的回形针，使它 ？ 提升。 ③测出回形针上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，计算出风车功率。 ④在不改变电风扇档位的情况下，调整风向与叶片的夹角分别为45°、60°、75°，重复上述步骤，得到实验结果如图3所示。请回答： (1)步骤②中，？处填写的运动状态是 。 (2)根据以上实验所测数据计算风车功率 （用字母h、t、m、g表示）。 (3)本实验可得出结论是 。 (4)某同学用相同装置研究风车功率与叶片长度关系，认为只在叶片宽度和材料不变情况下，增长叶片的长度进行实验，从控制变量的角度判断该同学的做法是否可行并说明理由 。 【答案】(1)匀速(2)(3)在风速、风叶质量和风叶长度相同时，在风向与风叶夹角为30°~60°之间，风车功率逐渐增大，在60°~75°之间，风车功率逐渐减小，60°时风车功率最大。(4)不可行，没有控制叶片的质量相同，存在两个变量 【解析】（1）只有回形针匀速上升时，风车对回形针的拉力才等于回形针的重力，方便后续准确计算风车做的功和功率。 （2）克服回形针重力做功，则风车功率 （3）见答案 （4）不可行，探究风车功率与叶片长度的关系时，需要控制风叶质量等其他变量不变；增长叶片长度后，风叶质量也会随之增大，没有控制风叶质量相同，不符合控制变量法的要求。 45．小科骑自行车时发现，猛踩脚踏板提升车速后，车子能滑行的距离比不踩时远；车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上滑行要远。基于上述生活经验，小科想研究影响物体运动距离的因素有哪些？他用丝绸、棉布、小球、斜面和长木板进行模拟实验，如图所示。 (1)小科分别将丝绸、棉布铺在长木板上，将小球从斜面的同一高度由静止释放，并记录小球在长木板上运动的距离。则他研究的是物体运动的距离可能与 有关。 (2)请用所给的器材，设计一个验证物体运动距离与速度的关系的实验方案 （要求简要叙述实验步骤和预期实验结果）。 (3)很多运动项目都需要助跑，如跳远、跳高、标枪等，目的是提高成绩，请你从功和能的角度来解释这样做的原因 。 (4)小科实验后反思，若探究“阻力对物体运动的影响”，除了“通过比较起始速度相同的同一小球，在不同水平面上运动的距离”，我们还可以通过 来判断阻力对物体运动的影响。 【答案】(1)接触面的粗糙程度 (2)将小球从斜面的不同高度处由静止释放，测量并记录小球在粗糙程度相同的水平面上的运动距离；如果小球在粗糙程度相同的水平面上运动的距离不同，说明小球在水平面上的运动距离与起始速度有关 (3)运动员通过助跑获得较大的动能，起跳或投掷时，这部分动能会部分转化为重力势能或增大器械的机械能。 (4)小球运动时间/小球速度改变的快慢 【解析】（1）小科分别将丝绸、棉布铺在长木板上，改变接触面的粗糙程度，将小球从斜面的同一高度由静止释放，记录小球在长木板上运动的距离，探究物体运动的距离可能与接触面的粗糙程度有关。 （2）探究车运动的距离可能与车速有关时，需要控制接触面的粗糙程度相同，速度不同，所以实验步骤为：先后三次将小球从斜面的不同高度处由静止释放，测量并记录小球在粗糙程度相同的水平面上的运动距离；如果三次小球在粗糙程度相同的水平面上运动的距离不同，说明小球在水平面上的运动距离与起始速度有关。 （3）运动员通过助跑获得较大的动能，起跳或投掷时，这部分动能会部分转化为重力势能或进一步增大器械的机械能。 （4）若探究“阻力对物体运动的影响”，那么可以通过比较起始速度相同的同一小球，在不同水平面上运动的距离或运动的时间、小球速度的变化的快慢来判断阻力对物体运动的影响。 46．一些容易倾倒的广告牌成为城市的安全隐患，如图甲所示。小温想这类广告牌容易倾倒，是否与底座宽度有关？他绘制了这类广告牌的结构图（如图乙所示），制作两个展板相同、底座长度相同且宽度不同的模型，底座质量不计，如图丙所示。他先后两次释放铁球，分别撞击两块展板最上端。 (1)如图丁所示，小温拉起铁球，松手后铁球由静止向下摆动，铁球的重力势能转化为 。 (2)实验中用铁球撞击代替手推的优点是 。 (3)撞击后发现：两块展板都未倾倒，无法得出结论。在不改变图丁的实验装置前提下，如何进一步验证“在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”？请写出你的操作方法 。 (4)除了底座宽度，这类广告牌容易倾倒还可能与 有关。 【答案】(1)动能 (2)控制撞击广告牌的速度相同 (3)保持摆线 拉开的角度α不变，改变铁球质量，分别撞击底座宽度不同的两块展板，记录使不同底座宽度的展板刚好倾倒时的最小铁球质量，发现使窄底座展板倾倒所需铁球质量更小，可验证“在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”。 (4)重心 【解析】（1）小温拉起铁球，松手后铁球由静止向下摆动，铁球的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，因此是重力势能转化为动能。 （2）当摆线拉开角度一定时，铁球撞击广告牌的速度相同，因此用铁球撞击代替手推，可以控制撞击广告牌的速度相同。 （3）两块展板都未倾倒可能是撞击力不够大， 没有达到使展板倾倒的临界力，不能就此否定底座宽度对广告牌倾倒情况的影响，因此保持摆线 拉开的角度α不变，改变铁球质量，分别撞击底座宽度不同的两块展板，记录使不同底座宽度的展板刚好倾倒时的最小铁球质量，发现使窄底座展板倾倒所需铁球质量更小，可验证 “在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”。 （4）物体的稳定性与物体的重心有关，广告牌容易倾倒，则可能与广告牌的重心有关。 47．小舟设计了如图装置来探究动能的影响因素，其中mA＝mB＜mC，hA＜hB＝hc，所用物块为木块。 (1)实验中利用 来比较物体的动能大小。 (2)小柯通过甲、丙两次实验初步得出“物体动能的大小与质量有关”的结论，小柯得出这个结论是否具有科学性，请说明理由 。 (3)做丙图实验时，木块被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成木块损坏，需改进实验装置或实验方案。在不改变木板长度的情况下，可以采用以下 方法。 A．适当减小钢球C的质量 B．给丙组水平木板铺上毛巾 C．适当降低钢球C的高度，使hC＝hA D．给丙组换用一个较重的木块 (4)实验后，同学们联想到汽车的“超载”与“超速”是造成交通事故的最大安全隐患。为探究“超载”与“超速”，哪个造成的危害更严重？小柯利用上述装置进行了实验测定，得到的数据如表。 实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/m 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 20 32 由实验可知：当发生交通事故时， 造成的危害更严重。 【答案】(1)木块被碰撞后移动的距离(2)不科学，没有控制物体速度相同 (3)AC(4)超速 【解析】（1）本实验利用转换法，将无法直接观察的动能大小转换为容易测量的木块移动距离，木块被推得越远，说明钢球动能越大。 （2）探究动能与质量的关系时，根据控制变量法，需要保证钢球到达水平面的速度相同（即从同一高度静止下落）；甲、丙实验中hA​<hC​，钢球下落高度不同、到达水平面的速度不同，存在两个变量，因此结论不科学。 （3）AC．木块被撞后滑出桌面掉落，说明小球的动能太大，此时可以减小小球的动能，即适当减小小球的质量，或者适当降低小球在斜面上的高度进而减小速度，故AC符合题意； BD．使用过程中，要用木块移动的距离反映小球动能大小，因此必须控制它受到的阻力大小相等，故BD不符合题意。故选AC。 （4）对比表格数据：质量不变时，速度变为原来的2倍，木块移动距离（动能）变为原来的4倍；速度不变时，质量变为原来的2倍，木块移动距离（动能）仅变为原来的2倍。说明速度对动能大小的影响更大，因此交通事故中超速造成的危害更严重。 48．杭州某商城发起抓金砖挑战，金砖的形状如图甲所示，其侧面为梯形，若能单手抓起，就算挑战成功。小金模拟了单手抓金砖的情境，探究影响金砖被抓起的难易程度的因素。小金按照图乙安装好实验装置，用大夹子模拟手，用梯形物块和沙桶来模拟金砖。安装好实验装置后，小金向沙桶内慢慢装入沙子，直到梯形物块掉落，再称量桶和沙子的质量。用5个不同的物块分别进行了实验后，得到的数据如表所示。 实验次数 1 2 3 4 5 物块表面粗糙程度 粗糙 粗糙 粗糙 光滑 更光滑 物块底角α度数 80 75 70 65 60 掉落时加入沙子和桶的总质量（克） 220 205 190 135 75 (1)掉落时沙子和桶的总质量越大，表示梯形物块越 （填“容易”或“难”）被抓起。 (2)比较第1、2、3组实验的数据可知，梯形物块被抓起的难易程度与 有关。 (3)小华认为想从该实验中得出“表面越光滑，梯形物块被抓起的难度越高”并不严谨，依据是 。 (4)小华提议用多个50g钩码串联替代沙桶，认为这样可以省去称量沙子质量的步骤。你认为该方案是否可行?说明理由： 。 【答案】(1)难(2)物块底角α的度数(3)没有控制底角α不变(4)见详解 【解析】（1）实验1到实验3，物块表面粗糙程度相同，底角α从80度减小到70度，沙子和桶的总质量从220克减少到190克。实验4和实验5，物块表面粗糙程度更光滑，底角α继续减小，沙子和桶的总质量显著减少。根据实验数据，当沙子和桶的总质量越大，表示需要更大的力才能抓起梯形物块，因此梯形物块越难被抓起。 （2）根据第1、2、3组实验的数据：物块表面粗糙程度相同，底角α从80度减小到70度；沙子和桶的总质量从220克减少到190克，这表明，随着底角α的减小，梯形物块被抓起所需的力减小，因此梯形物块更容易被抓起，由此可知，梯形物块被抓起的难易程度与底角α的大小有关。 （3）在实验中，随着表面粗糙程度的变化，没有控制底角α不变，因此，无法单纯地将梯形物块被抓起的难度变化归因于表面粗糙程度的变化；为了严谨地得出“表面越光滑，梯形物块被抓起的难度越高”的结论，需要在控制底角α不变的情况下，仅改变表面粗糙程度，观察其对梯形物块被抓起难度的影响。 （4）用多个50g钩码串联替代沙桶的方案不可行；因为用钩码不能连续改变拉力的大小。因为钩码的质量是固定的，只能以50g为单位增加或减少拉力，而沙子可以更连续地改变质量，从而更精确地模拟不同的拉力情况，使实验结果更准确。 49．在“制作简易密度计”的项目化学习过程中，某学习小组制作步骤如下： ①取一根粗细均匀的塑料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，使塑料吸管能竖直漂浮在液体中。②将吸管分别放到不同密度的液体中，测出浸入的深度，记录数据如下表，并在吸管上标出相应密度的刻度线。实验数据记录表 实验次数 1 2 3 4 液体的密度 0.8 0.9 1.0 1.1 浸入的深度 6.3 5.6 5 4.5 (1)如图1是某同学将密度计放在甲、乙两种液体中静止时的情况（液面到吸管底部的距离，则两种液体密度的大小关系为 （填“>”、“<”或“=”）。 (2)经数据分析，该同学认为该密度计刻度间距不均匀。他的判断理由是 。 (3)制作完成后发现标注的刻度线间隔较小，若想提高密度计的精确程度，可以作出的改进有 。（填字母、可多选） A．换用管径更小的吸管 B．改用更长的吸管（管径不变） C．在相邻刻度间标注更多刻度 D．适当增加配重金属丝的质量 (4)改进制作后，利用该密度计测量某液体的密度，出现如图2所示的沉底情形。出现该现象的可能原因是 （写出一种即可） 【答案】(1)(2)根据表格数据分析可知，液体密度差值相同时，塑料吸管浸入水中的深度差值不相同(3)AD(4)密度计的重力过大/待测液体密度太小 【解析】（1）密度计在甲、乙液体中均漂浮，浮力始终等于自身重力，即 根据阿基米德原理变形得，由图可知密度计在甲中浸入体积更大，因此。 （2）根据漂浮条件得与是反比例关系，不是线性关系；结合表格数据也可看出：液体密度每次增加，浸入深度的变化量并不相等，因此刻度间距不均匀。 （3）AD．根据可得，相同密度差对应的深度差 换用管径更小的吸管即减小吸管横截面积S、适当增加配重金属丝质量即增大密度计总重力G，都可以增大，放大刻度间隔，提高精确度；故AD符合题意； B．仅增长吸管、管径不变，G和S都不变，深度差不变，不能增大间隔；故B不符合题意； C．仅修改标注，没有增大实际间隔，无法提高精确度，故C不符合题意。故选AD。 （4）密度计沉底说明重力大于浮力，常见原因是密度计配重过多，总重力过大，或待测液体密度太小，浮力不足以支撑密度计漂浮。 50．小科在探究“影响物体的动能大小的因素”时，设计了如图甲的实验，用一条无弹性的细绳和实心铁球制成单摆，将滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。单摆自由下垂时，实心铁球刚好接触滑块左侧的中心位置。然后进行以下三步实验操作： ①将实心铁球移至a点处静止释放，撞击滑块后，记录滑块在滑槽上移动的距离为s1。 ② ，将实心铁球移至b点处静止释放，撞击滑块后，记录滑块在滑槽上移动的距离为s2。 ③换一等体积的实心铝球（ρ铁>ρ铝），将实心铝球移至a点处静止释放，撞击放回原处的滑块后，记录滑块在滑槽上移动的距离为s3。 (1)补全②中操作 。 (2)对比①和③，可探究物体动能的大小与 的关系。 (3)若测得s1>s2，由此可得到的结论是 。 (4)实验后，小科进一步思考，若AB、AC、AD均为光滑斜面，其中AD为曲面，如图乙。让同一铁球从A点分别沿三个斜面静止滑下，撞击放在B、C、D位置的相同物块（不计碰撞时的能量损耗），判断物块被撞击后在相同粗糙水平面上移动的距离sB、sC、sD的大小关系 。 【答案】(1)将滑块摆到原处(2)质量(3)质量一定时，物体的速度越大，动能越大(4) 【解析】（1）由①②可知：采用了同一物体，质量是不变的，从不同高度静止释放，速度是不同的，是想探究动能大小与速度的关系，根据转换法，两次实验时，滑块的位置相同，所以补全②中操作应是将滑块摆到原处。 （2）由①③可知，体积相同的实心铁球和铝球，铁球的质量大，从斜面上的相同高度滑下，到达底部的速度相同，因此可探究物体动能的大小与质量的关系。 （3）根据①②可知，铁球的质量不变，从不同高度静止释放，到达底部的速度不同，速度大，滑块在滑槽上移动的距离远，即，因此可得到的结论是质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 （4）铁球在斜面上的高度相同时，铁球所具有的重力势能相同，故到达底部时，铁球的动能大小相同，所以物块被撞击后移动的距离相同，即。 1 学科网（北京）股份有限公司 $