【正文】 和筒壁間有摩擦引起的． 故答案為： （ 1）排除筒內空氣，防止外界空氣進入； （ 2）剛被拉動； （ 3） ； ； （ 4） p= ； 105； （ 5） ①空氣沒有排盡； ②注射器筒壁與活塞之間有摩擦等． 五、探究題（每題 8分，共 24 分） 23．探究動滑輪的機械效率 與哪些因素有關． 第 22 頁（共 27 頁） 【猜想與假設】 猜想一：可能與動滑輪的自重有關； 猜想二：可能與動滑輪的 提升的物重 有關； 【制定計劃與設計實驗】 （ 1）為完成此次探究，小劉需準備的測量工具有 刻度尺與彈簧測力計 ，在同學的幫助下，小劉利用如圖所示的自重不同的動滑輪進行了三次實驗，測得數(shù)據記錄在表： 實驗 序號 鉤碼重 （ N） 動滑 輪重 （ N） 拉力 （ N） 鉤碼上升 的高度（ m） 測力計移 動的距離 （ m） 有用功 （ J） 總功 （ J） 機械 效率 （ %） 1 4 2 4 3 6 ① ② ③ （ 2）請你幫小劉完成第三次實驗中的有關數(shù)據，填在橫線上 ① ， ② ， ③ 91% ． 【分析與論證】通過比較 2 兩次實驗數(shù)據（填實驗序號）可知，動滑輪的機械效率與動滑輪的自重 有關 （選填 “有關 ”或 “無關 ”），另一同學認為 “同一個機械，它的機械效率是一個定值 ”，通過比較 3 兩次實驗數(shù)據（選填實驗序號）可知，他的觀點是錯誤的． 【考點】 滑輪（組 ）機械效率的測量實驗． 【分析】 根據 η= = = 分析影響動滑輪機械效率的因素； （ 1）根據表中測量的物理量可知需要的測量工具； （ 2）根據 W 有 =Gh 求出有用功；根據 W 總 =FS 求出總功；根據 η= 求出機械效率； 研究動滑輪機械效率與動滑輪自身重力是否有關時，應控制提升鉤碼的重力相同，改變動滑輪重力； 同一個機械，額外功基本上不變，當提升的物體重力變化時，有用功在總功中占得比值就變化，機械效率也就變化． 【解答】 解：由 η= = = 可知，動滑輪的機械效率與動滑輪重和物重有關； 第 23 頁（共 27 頁） （ 1）根據表中數(shù)據可知，需要測量 物體上升的高度和自由端移動的距離以及物重和自由端的拉力，因此需要的測量工具為刻度尺和彈簧測力計； （ 2） ①有用功： W 有 =Gh=6N =； ②總功： W 總 =Fs= =； ③動滑輪的效率： η= 100%= 100%≈ 91%； 在 2 兩次實驗中，鉤碼的重力相同，動滑輪的重力不同，機械效率也不同，因此探究的是機械效率與動滑輪自重的關系； （ 3）比較 3 可知，同一個機械，動滑輪重力不變，提升的物體重力不同時，機械效率也不同，提的物體越重，機械效率越大． 故答案為：提升的 物重；（ 1）刻度尺與彈簧測力計；（ 2） ①； ②； ③91%； 2；有關； 3． 24．探究鉛筆芯的電流與其兩端電壓的關系 【制定計劃與設計實驗】 某同學設計了如圖 1 所示的電路，選用的器材有：阻值約為 4Ω的 2B 鉛筆芯一根，兩節(jié)干電池組成的電池組， 0﹣ 的電流表， 0﹣ 3V 的電壓表，滑動變阻器（ 10Ω2A），開關，導線等，該同學根據電路圖連接電路，在閉合開關前應將滑動變阻器的滑片 P 移到 b 端． 實驗序號 ① ② ③ ④ ⑤ U/V 0 0 0 0 0 I/A 0 8 8 8 【進行實驗與收集證據】 （ 1）閉合開關后，兩電表的指針都發(fā)生了偏轉，但無論怎樣移動滑片，兩電表的示數(shù)均保持不變且都在量程范圍內，則產生故障的原因可能是 將滑動變阻器下方的兩個接線柱接入了電路 ． （ 2）排出故障后，該同學移動滑動變阻器的滑片，將獲得的幾組數(shù)據記錄在如表中，當采集第三組數(shù)據時，電流表指針的偏轉情況如圖 2 所示，此時電流表的示數(shù)為 A． （ 3）該同學采集多組實驗數(shù)據的目的是 避免偶然性，便于找出規(guī)律 ． （ 4）請根據表格中的五 組數(shù)據在給定的坐標紙上畫出鉛筆芯的 I﹣ U 圖線． 【實驗結論】 由畫出的圖線可知，通過鉛筆芯的電流與其兩端電壓的關系成 通過鉛筆芯的電流與其兩端的電壓成正比 ． 第 24 頁（共 27 頁） 【考點】 探究電流與電壓、電阻的關系實驗；滑動變阻器的使用． 【分析】 在閉合開關之前，應保證電路安全，滑動變阻器的連入電路中的電阻應最大； （ 1）將滑動變阻器的下面兩個接線柱接入電路后，無論怎樣移動變阻器到達滑片都不能改變電路中的電阻、電流和電壓值； （ 2）根據電流表量程和分度值讀出示數(shù)； （ 3）實驗過程中多次測量的目的有兩個：一是取平均值以減小誤差， 二是避免因測量次數(shù)太少造成結論的片面性或偶然性總結規(guī)律； （ 4）根據數(shù)據采用描點的方法電阻不變時，電流隨電壓變化的圖象； 根據畫出的圖象的特點得出結論； 【解答】 解：【制定計劃與設計實驗】 為防止電路中電流過大，滑動變阻器在電路接通時，應接入最大電阻，故滑片應滑到 b 端； 【進行實驗與收集證據】 （ 1）滑動變阻器在電路中應連接一 “上 ”一 “下 ”兩個接線柱，兩電表的示數(shù)均保持不變且都在量程范圍內，則產生故障的原因是錯將滑動變阻器下方的兩個接線柱接入電路，所以無論怎樣移動變阻器的滑片，都不能改變電流表、電壓表的示數(shù) （若將上面的兩個接線柱連入電路，電流 I= = =＞ ，不符合條件）； （ 2）根據表中數(shù)據，電流表選擇的是 量程，每一小格是 ，故讀數(shù)為 ； （ 3）為了更有說服力，避免偶然性，便于找出規(guī)律，該同學采集了多組數(shù)據進行分析； （ 4）根據實驗收集到的數(shù)據，在圖中坐標系采用描點的方法畫出鉛筆芯的電阻不變時，電流隨電壓變化的圖象，為正比例圖象（如下圖）； 【實驗結論】 根據的數(shù)據和圖象，可以得出的結論是：當鉛筆芯電阻一定時，通過鉛筆芯的電流和兩端的電壓成正比． 故答案為： b； （ 1）將滑動變阻器下方的兩個接線柱接入了電路； （ 2） ； （ 3）避免偶然性，便于找出規(guī)律； （ 4）如上圖所示； 通過鉛筆芯的電流與其兩端的電壓成正比． 25．探究自由落體運動時間與哪些因素有關． 第 25 頁（共 27 頁） 物體只在重力作用下由靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動，這種運動只在沒有空氣的空間才能發(fā)生，在有空氣的空間，如果空氣阻力相對物體的重力比較小，可以忽略，物體的下落也可以近似的看作自由落體運動． 【猜想與假設】 猜想一：可能與物體的材料有關； 猜想二：可能與物體下落的高度有關； 猜想三：可能與物 體的質量有關． 為驗證猜想的正確性，幾位同學用三個金屬球做了一系列實驗，實驗數(shù)據記錄如下： 實驗序號 材料 物體質量（ kg） 下落高度（ m） 下落時間（ s） 1 鐵球 1 20 2 鐵球 1 30 3 鉛球 1 20 4 鉛球 2 20 【進行實驗與收集數(shù)據】 （ 1）為了驗證猜想一，應比較序號 3 ，結論是： 物體下落的時間與物體的材料無關 ． （ 2）實驗中，他們選用鐵球而不選用相同質量的棉花進行實驗，這樣做的目的是 C ． A、便于實驗操作 B、 便于觀察 C、相對空氣阻力小，使運動更接近于自由落體運動，更具科學性 【拓展應用】 （ 1）根據表中的數(shù)據分析，若宇航員在月球上將小鐵片和羽毛在同一地點、同一高度同時釋放，它們將 A ． A、同時落地 B、鐵片先落地，羽毛后落地 C、羽毛先落地，鐵片后落地 （ 2）該實驗中，小明它們采用的物理研究方法是 C ． A、 “類比法 ”B、 “等效替代法 ”C、 “控制變量法 ”D、 “模型法 ” 【考點】 控制變量法與探究性實驗方案． 【分析】 （ 1）由題意可知，對自由落體運動時間與哪些因素有關的問題，提出了兩種猜想； 因此對于 此類多因素問題要采用控制變量法進行分析解答，即當研究自由落體運動時間與其中一個因素的關系時，要控制其它的因素不變． 拓展：（ 1）棉花球或紙團的體積較大，會受到較大的空氣阻力； （ 2）由（ 2）結論可知應為同時落地．由題意可知，物體下落的時間可能與物體的材料、可能與物體下落的高度、可能與物體的質量有關，實驗探究時應采用控制變量法． 【解答】 解：（ 1）猜想一是物體下落的時間與物體的材料有關，所以應該控物體下落的高度相同，材料不同，由表格可知實驗 3 符合題意； 分析表格中的 3 數(shù)據可知，物體下落的時間與物體的材 料無關； （ 2）自由落體的條件就是盡可能的減小物體受到的空氣阻力，鐵球相對于棉花，受到的空氣阻力更小，運動更接近自由落體運動，故選 C； 拓展： （ 1）分析表中 3 和 4 數(shù)據可知，物體的材料和下落的高度相同，物體的質量不同，下落的時間相同，故可得結論：物體下落的時間與物體的質量無關， 宇航員在月球上將小鐵片和羽毛在同一地點、同一高度同時釋放時，兩者做自由落體運動， 第 26 頁（共 27 頁） 因物體下落的時間與物體的材料、質量無關，所以，小鐵片和羽毛會同時落地，故選 A． （ 2）由題意可知，物體下落的時間可能與物體的材料、可能與物體下落的高度 、可能與物體的質量有關，實驗探究時，不僅采用比較法，還應用了控制變量法，故選 C． 故答案為（ 1） 3；物體下落的時間與物體的材料無關；（ 2） C；（ 1） A； 2） C． 第 27 頁（共 27 頁） 2022年 10 月 20日