题目内容
3．西城中学某实验小组对“立竿见影”的现象进行了研究．（1）首先，老师请小北同学在如图1所示的两图中画出清晨7点和上午10点，同一根竹竿同一地点在太阳下的影子（要求将影子用L标出），请你和小北同学一起来完成（“•”表示太阳）．
（2）从图1两张图比较来看，你发现影子的长短与太阳位置有关．古代人利用这个规律创造发明了日晷，并以此来粗略测量时间．
（3）为了进一步研究影子长度与哪些因素有关，小北课后率领科学兴趣小组的同学做了如图2所示实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）．
①保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如表：
| 点光源的高度H/cm | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 影子长度L/cm | 30 | 15 | 10 | 7.5 | 6 |
②图中S可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应如何操作？
答：应当保持短木条的长度不变以及点光源的高度不变，改变短木条的位置，测量相应的影子长度L并记录，分析数据并得出规律．
分析 （1）沿直线传播的光，被不透明的物体挡住，光照射不到的地方便是“影”，据此作图．
（2）由（1）图可知时间不同，太阳的位置不同，影子的长短不同，利用这一点可以测量时间．
（3）①根据表中数据分别计算光源每增加10cm后的影子的变形量，从而得出结论；
②利用控制变量法，控制木条的长度和光源的高度，短木条的位置．
解答 解：（1）太阳光沿直线传播，过太阳与杆顶两点作直线，线与地面的交点与杆子和地面接触点间的线段便是杆子的“影”，如图所示．
（2）从图（1）可看出影子的长短与太阳的位置有关，古代的日晷就是以此来粗略测量时间的．
（3）①光源高度每增加10cm后，影子长度的变化量分别为15cm；5cm；2.5cm；1.5cm，
所以点光源高度增加量相同时，则影子长度L的变化量减小；
②根据控制变量法知，要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应当保持短木条的长度和点光源的高度不变，改变短木条的位置．
故答案为：（1）见上图；（2）太阳位置；时间；（3）①减小；②点光源的高度，短木条的位置．
点评 本题考查了以下知识，熟练掌握这些知识是正确解题的关键；
1、在同种均匀介质中光沿直线传播；
2、光被不透明的物体挡住，光线照不到的地方就是“影”；
3、题利用了控制变量法研究影子的长度与光源的高度、木条与光源的距离的关系．
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13．
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（3）某同学正确测得钩码上升的高度为0.2m，钩码重1.5N，其他被测和计算的数据如下表：
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用如图所示器材测滑轮组的机械效率．（1）在图上画出滑轮组最省力的绕线方式．
（2）安装好实验器材后，记下钩码和拴住弹簧测力计的线端原先的位置．
（3）某同学正确测得钩码上升的高度为0.2m，钩码重1.5N，其他被测和计算的数据如下表：
| 拉力F/N | 拉弹簧测力计的线端通过距离s/m | 有用功W有用/J | 总功W总/J |
| 0.6 | 0.4 | 0.3 | 0.24 |
（4）若用上述装置提起重1.5N的钩码，机械效率为η1；提起重3N的钩码，机械效率为η2，则η1＜η2．（选填“＞”、“＜”或“=”）由此可知，被提升物体的重力是影响滑轮组的机械效率的因素之一．