题目内容
【题目】硬度是描述材料软硬程度的物理量。为了研究甲、乙两种材料的硬度，某活动小组设计了检测材料硬度的实验方案，选择了适当的器材（质量已知的金属球和多个有凹槽的金属块）。如图甲所示，他们将测试材料放在水平桌面上，金属球静置于其上表面，在金属球上再放一个有凹槽的金属块，凹槽恰好与金属球上表面完全接触，使金属三块能静止在金属球上。一段时间后，取下金属块和金属球，在材料表面留下凹形压痕。该小组在控制时间变量的条件下，多次实验并根据实验数据绘制的图像如图乙所示。请你根据图像所提供的信息回答以下问题：
（1）活动小组在研究甲材料硬度的问题中，自变量是（_____）（选填选项前的字母）
A．金属球质量 B．材料所受压力 C．材料压痕面积 D．材料种类
（2）甲、乙两种材料硬度较大的是_____________（选填“甲”或“乙”）.
【答案】 A 甲
【解析】解答：（1）根据活动小组所选择的器材（质量已知的金属球和多个有凹槽的金属块）和操作方法可知，将测试材料放在水平桌面上，金属球静置于其上表面，在金属球上再放一个有凹槽的金属块，通过在金属球上放置不同凹槽的金属块来改变材料所受压力，所以该小组在研究甲材料硬度的问题中，控制不变的量是金属球质量，故选A；
（2）在凹形压痕单位面积上所承受的压力是材料的硬度，其公式即：H＝
，在凹形压痕面积相同时，材料所承受的压力越大，硬度越大；由图象可知，在凹形压痕面积相同时，因为甲材料所受压力大于乙材料所受压力，所以甲材料硬度大于乙材料的硬度。
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