题目内容
13．苹果是一种智慧之果，它具有传奇般的色彩．下面就让我们来一次有关苹果的探索之旅吧！
（一）测量苹果的密度：
方法一：如图甲所示，用天平测得苹果的质量为162.4g；若苹果的体积为200cm3，则苹果的密度为0.812g/cm3；
方法二：将苹果轻放入装满水的溢水杯中，静止时，苹果漂浮在水面上，测得从杯中溢出水的体积为V1；再用细针缓缓地将苹果全部压入水中，从杯中又溢出了体积
为V2的水．已知水的密度为ρ0，则苹果密度的表达式为ρ苹果=$\frac{m}{V}=\frac{{ρ}_{0}{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$．
（二）科学探究：苹果电池的电压大小U与电极插入苹果的深度h的关系．
在苹果中插入铜片和锌片，就能自制成为一个苹果电池，铜片是电池的正极，锌片是负极．那么，苹果电池的电压大小与电极插入苹果的深度之间有怎样的关系呢？某实验小组用如图乙所示的实验器材对该问题进行探究．
（1）实验时，应保持其它条件不变，只改变电极插入苹果的深度；
（2）某小组同学测得的实验数据如表；
| 电极插入的深度h/cm | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 苹果电池电压U/V | 0.12 | 0.18 | 0.22 | 0.27 | 0.3 |
（3）科学猜想：苹果电池的电压大小还可能与苹果的种类（或苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等）有关；
（4）一只苹果电池的电压比较低，可以将多只苹果电池串联，从而获得较高的电压．
分析 （一）（1）砝码与游码的示数之和为苹果的质量，已知苹果的质量与体积，由密度公式可求出苹果的密度；
（2）苹果漂浮在水面上时，对苹果进行受力分析，由平衡条件求出苹果所受的重力，然后由浮力公式的变形公式求出苹果的质量，根据苹果完全浸入水中时排出水的总体积求出苹果的体积，然后根据密度公式求出苹果的密度表达式；
（二）（1）实验要探究苹果电池电压U大小与电极插入苹果的深度h的关系，应保持其它条件不变，只改变电极插入苹果的深度h；
（2）分析表中数据，找出电池电压与电极插入深度间的关系从而得出结论；
（3）可从苹果的种类、苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等方面猜想，影响电池电压大小的因素；
（4）当电池串联时，可以得到更高的电压．
解答 解：（1）由图示天平可知，标尺的分度值为0.2g，苹果质量为m=100g+50g+10g+2.4g=162.4g；
苹果的密度ρ=$\frac{m}{V}=\frac{162.4g}{200c{m}^{3}}$=0.812g/cm3；
（2）苹果静止地漂浮在水面上时，F浮=G；因为苹果所受到的浮力F浮=ρ水gV1，所以ρ水gV1=mg，苹果质量m=ρ水V1=ρ0V1；苹果完全浸入水中时所排开水的体积等于苹果的体积，由题意知苹果体积V=V1+V2，苹果的密度：ρ=$\frac{m}{V}=\frac{{ρ}_{0}{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$；
（二）（1）实验时，应保持其它条件不变，只改变电极插入苹果的深度h；
（2）由表中实验数据可知，随电极插入深度的增加，电池电压增加；
（3）苹果电池的电压大小还可能与苹果的种类（或苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等）有关；
（4）苹果电池工作时将化学能转化成电能，电池串联时，得到的电压是每个电池的电压之和．
故答案为：（一）162.4；0.812；$\frac{m}{V}=\frac{{ρ}_{0}{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$；（二）（1）电极插入苹果的深度；（2）其它条件一定时，电极插入深度越深，苹果电池的电压越大；（3）苹果的种类（或苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等）；（4）串．
点评 本题通过利用苹果进行探究，考查了天平的读数、密度的测量及对水果电池电压的影响因素的探究，关键要掌握实验的目的，学习分析实验数据正确得出结论．
阅读快车系列答案
法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了诺贝尔物理学奖．小明同学设计了如图所示电路，来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系．请分析回答：（1）断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如表所示．
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 |
| U/伏 | 1.00 | 1.25 | 2.00 |
| I/安 | 2×10-3 | 2.5×10-3 | 4×10-3 |
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 |
| U/伏 | 0.45 | 0.91 | 1.50 |
| I/安 | 0.3×10-3 | 0.6×10-3 | 1×10-3 |
（2）通过上述实验，得出的结论是有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大；
（3）利用小明同学设计的电路和现有器材，你还能进一步研究与巨磁电阻大小有关的什么问题？研究巨磁电阻的大小与磁场强弱的关系（或研究巨磁电阻的大小与磁场方向的关系）．
某兴趣小组在“探究物体吸收热量的多少与哪些因素有关”的实验中，提出了以下几种猜想：A．与物体升高的温度有关
B．与物体的质量有关
C．与物体的种类有关
为了验证以上猜想，小组同学用如图所示装置做了如下实验，将50克的水装入烧杯中，用酒精灯加热，并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况，数据记录在表一中，然后在烧杯中再加入50克的水，重复上述实验，实验数据在记录在表二中．（设水每分钟吸收的热量相等）
表一
| 50克水 | 时间（分钟） | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 温度（℃） | 20 | 24 | 28 | 32 | 36 | 40 | 44 | |
| 升高温度（℃） | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |
| 100克水 | 时间（分钟） | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 温度（℃） | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 | |
| 升高温度（℃） | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
| 50克煤油（或100克煤油；或50克或100克的其它液体） | 时间（分钟） | / | / | / | / | / | / | / |
| 温度（℃） | / | / | / | / | / | / | / | |
| 升高温度（℃） | / | / | / | / | / | / | / |
（2）分析比较表一和表二中第四列、第五列、第六列等有关数据及相关条件，经过推理，可以得出的初步结论是：同种物质（水）吸收相等的热量，质量越小，升高的温度越多．
（3）进一步综合分析表一和表二中有关数据及相关条件，归纳得出的结论为：同种物质（水），吸收的热量与物体质量和升高温度的乘积的比值是一个确定的值．
（4）为了验证猜想C（选填字母），请你把实验方案的设计填在表三中．
（5）在整个实验中所用的主要研究方法与下列实验所用方法相同的是B
A．测定物质的密度 B．研究液体内部的压强与那些因素有关
C．用电流表、电压表测电阻 D．研究平面镜成像特点．
在物理拓展课上，为了探究从静止开始自由下落小球的下落距离与哪些因素有关，某小组同学让小球从某一高度由静止开始自由下落，并利用DIS系统和频闪照相设备得到了小球下落时的频闪照片，如图所示，然后选用体积相同但材质不同的小球重复上述实验，并将数据记录在表一、表二中．在照片中相邻小球之间的时间间隔相等（均为t）．表一 橡胶球
| 序号 | 时间 | 下落距离（厘米） |
| 1 | t | 2 |
| 2 | 2t | 8 |
| 3 | 3t | 18 |
| 4 | 4t | 32 |
| 5 | 5t | 50 |
| 6 | 6t | 72 |
| 序号 | 时间 | 下落距离（厘米） |
| 7 | t | 2 |
| 8 | 2t | 8 |
| 9 | 3t | 18 |
| 10 | 4t | 32 |
| 11 | 5t | 50 |
| 12 | 6t | 72 |
②分析比较实验序号1、2、3、4、5与6 或7、8、9、10、11与12中的相关实验数据，可得出的初步结论体积相同的小球从静止开始自由下落时，下落时间越长，下落的距离越大
③进一步综合分析比较表一、表二中的相关数据，可以得出的结论是：下落的距离与时间的平方的比值是个定值．
④根据表一和表二中的实验数据，可得出在时间为10t时，物体下落的距离为200厘米．
（1）本实验中适合做声源的是机械闹钟．
（2）小明将声源放入鞋盒内，在其四周塞满待测材料，再盖上盒盖，他设想了两种实验比较方案，最佳的是B．（选填“A”或“B”）
A．让人站在距鞋盒一定距离外，比较所听见声音的响度
B．让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较此处距鞋盒的距离
（3）下面的表格是为了上述两种实验方案而设计的，其中与方案B对应的是表二．
表一：
| 材料 | ①毛衣 | ②报纸 | ③棉花 |
| 响度 | 弱 | 响 | 最弱 |
| 材料 | ①毛衣 | ②报纸 | ③棉花 |
| 距离/m | 2 | 2.5 | 1.5 |
归纳式探究--研究弹簧的刚性系数我们知道，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的长度就越大．但是，用同样大小的力去拉两只不同的弹簧，伸长的长度不同，这说明弹簧有“软”、“硬”之分，容易被拉伸的弹簧比较软，反之比较硬．弹簧的软硬用它的刚性系数来表示．刚性系数越大，弹簧越硬．
为了研究弹簧的刚性系数与哪些因素有关，通过有关实验探究，取得数据如表（其中：S为制造弹簧的金属丝的横截面积，n为弹簧的匝数，r为弹簧的半径，A为弹簧的刚性系数）：
| 材料 | S/m2 | n | r/m | A/（N•m-1） |
| 铜 | 3×10-6 | 100 | 1×10-2 | 90 |
| 钢 | 3×10-6 | 100 | 1×10-2 | 180 |
| 铜 | 6×10-6 | 100 | 1×10-2 | 360 |
| 钢 | 3×10-6 | 200 | 1×10-2 | 90 |
| 铜 | 6×10-6 | 100 | 2×10-2 | 45 |
（2）用粗细相同的铜丝做成半径相同但匝数不同的弹簧，则弹簧的刚性系数和匝数的关系可以用如图2中的图线b表示．
（3）用横截面积为9×10-6m2的钢丝制成一个60匝、刚性系数为100N/m的弹簧，则该弹簧的半径为3×10-2m．（k铜=2×l09N/m2）