题目内容
12．
某学习小组利用图甲体验“模拟引力”之后，进一步思考：绳子的拉力大小与什么因素有关？并提出了如下猜想：猜想A：与小球的质量大小有关；
猜想B：与小球运动的快慢有关；
猜想C：与绳子的长度有关．
为了验证猜想，学习小组于是进行实验探究：用一根细绳子的一端拴住一个小球，用手抓住绳子的另一端，抡动细绳，让小球在光滑水平面上做圆周运动，如图乙所示．实验中，用手感受绳子的拉力大小．做几次实验后，得到实验数据如表：
| 实验次数 | 小球的质量（g） | 运动的快慢 | 绳子的长度（cm） | 绳子的拉力 |
| 1 | 15 | 慢 | 10 | 很小 |
| 2 | 20 | 慢 | 10 | 小 |
| 3 | 20 | 快 | 10 | 大 |
| 4 | 20 | 快 | 15 | 很大 |
（2）实验中，小球的运动方向是变化的，说明其运动状态一定（一定/不一定）改变．
若绳子断了，小球继续运动，那是因为小球具有惯性．
（3）分析对比实验次数1、2的数据，可以初步验证猜想A，分析对比实验次数的数据，可以初步验证猜想B．
（4）本实验采用的研究方法有转换法和控制变量法．
分析 （1）对小球进行受力分析，在竖直方向上受重力和支持力作用，这两个力相互平衡；
（2）物体运动快慢及方向的变化都属于运动状态的变化；掌握惯性的意义：物体保持原来运动状态不变的性质；
（3）根据1、2组数据的相同的量和不同的量，得出影响绳子拉力的因素；
（4）掌握转换法和控制变量法的应用；
转化法：绳子的拉力通过手感受知道；
控制变量法：拉力大小与多个因素有关，要探究拉力与其中一个量的关系，其它量需保持不变．
解答 解：
（1）由题意知，小球在竖直方向上受重力和支持力的作用，这两个力相互平衡；
（2）小球的运动方向变，则说明其运动状态变；绳子断了后，由于惯性，小球继续向前运动；
（3）1、2的数据，运动快慢和绳子的长度相同，小球的质量不同，感受到绳子的拉力不同，说明绳子的拉力大小与小球的质量大小有关，则可以验证猜想A；
（4）通过（3）的分析，实验中用到了转换法和控制变量法．
故答案为：（1）重；（2）改变；（3）惯性；A；（4）控制变量．
点评 此题是绳子的拉力大小与什么因素有关的实验，主要考查了控制变量法和转换法在实验中的应用，还考查了有关物体的受力分析及惯性的知识．
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| A． | 电冰箱 | B． | 空调 | C． | 洗衣机 | D． | 日光灯 |
3．归纳式探究--研究带电粒子在回旋加速器中的运动：
（1）磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示，则a、b两点磁感应强度较大的是a．
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
（2）回旋加速器的原理如图乙所示，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上．从D1的圆心O处释放不同的带电粒子（初速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能．改变带电粒子的质量m、电荷量q、磁感应强度B、金属盒半径R，带电粒子的最大动能Ek随之改变．得到数据如下表：
①Ek=$\frac{{q}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{m}$k，其中k=0.5J•kg/（C2•T2•m2）（填上数值和单位）．
②对于同一带电粒子，在不同的回旋加速器中，要获得相同的最大动能，则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象丙中的图线c表示．
（1）磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示，则a、b两点磁感应强度较大的是a．
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
（2）回旋加速器的原理如图乙所示，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上．从D1的圆心O处释放不同的带电粒子（初速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能．改变带电粒子的质量m、电荷量q、磁感应强度B、金属盒半径R，带电粒子的最大动能Ek随之改变．得到数据如下表：
| 次数 | m/kg | q/C | B/T | R/m | Ek/J |
| 1 | 3.2×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 1 | 4×10-16 |
| 2 | 6.4×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 1 | 2×10-16 |
| 3 | 3.2×10-27 | 4.8×10-19 | 1×10-2 | 1 | 36×10-16 |
| 4 | 6.4×10-27 | 1.6×10-19 | 2×10-2 | 1 | 8×10-16 |
| 5 | 1.6×10-27 | 1.6×10-19 | 1×10-2 | 3 | 72×10-16 |
②对于同一带电粒子，在不同的回旋加速器中，要获得相同的最大动能，则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象丙中的图线c表示．
2．物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动．
（1）为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，物理学习研究小组（一）提出了如下猜想：
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关．
猜想二：物体下落的时间与物体的质量有关．
猜想三：物体下落的时间与物体下落的高度有关．
为验证猜想的正确性，小组同学用6个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
①为了验证猜想一，应比较实验序号为1、2和3的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体的材料无关（选填“有关”或“无关”）．
②为了验证猜想二，应比较实验序号为1、6的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体的质量无关（选填“有关”或“无关”）．
③为了验证猜想三，应比较实验序号为2、4的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体下落的高度有关（选填“有关”或“无关”）．
（2）物理学习研究小组（二）也对这个问题进行了研究，他们让质量相等的铁球和纸团同时从同一 高度由静止开始下落，他们发现两者下落时间不相等，原因是：质量相等的铁球和纸团，纸团的体积大，受到的空气阻力较大
（3）图甲是某实验小组绘制的金属球由静止自由下落的高度h与时间t关系图象；则图乙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图象中，正确的图象是C．
（1）为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，物理学习研究小组（一）提出了如下猜想：
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关．
猜想二：物体下落的时间与物体的质量有关．
猜想三：物体下落的时间与物体下落的高度有关．
为验证猜想的正确性，小组同学用6个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
| 实验序号 | 材料 | 质量（g） | 下落高度（m） | 下落时间（s） |
| 1 | 铁球 | 50 | 10 | 1.43 |
| 2 | 铝球 | 50 | 10 | 1.43 |
| 3 | 铜球 | 50 | 10 | 1.43 |
| 4 | 铝球 | 50 | 15 | 1.75 |
| 5 | 铜球 | 80 | 20 | 2.02 |
| 6 | 铁球 | 80 | 10 | 1.43 |
②为了验证猜想二，应比较实验序号为1、6的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体的质量无关（选填“有关”或“无关”）．
③为了验证猜想三，应比较实验序号为2、4的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体下落的高度有关（选填“有关”或“无关”）．
（2）物理学习研究小组（二）也对这个问题进行了研究，他们让质量相等的铁球和纸团同时从同一 高度由静止开始下落，他们发现两者下落时间不相等，原因是：质量相等的铁球和纸团，纸团的体积大，受到的空气阻力较大
（3）图甲是某实验小组绘制的金属球由静止自由下落的高度h与时间t关系图象；则图乙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图象中，正确的图象是C．