题目内容
5．
用绳子拉着一个小球在光滑的水平桌面做圆周运动，绳子拉力大小与什么因素有关？小明认为与小球的运动速度有关．于是他用一根橡皮筋连接一个小球，让小球在光滑的水平桌面上以一定速度作圆周运动（如图所示）．改变小球的运动速度，做几次实验，记录现象如表．| 小球质量/g | 小球速度 | 橡皮筋长度/cm |
| 15 | 慢 | 10 |
| 15 | 较快 | 15 |
| 15 | 很快 | 18 |
（2）表格中所缺数据是15，从表格的数据可以看出：小球的运动速度越大，那么橡皮筋的伸长就越大（大/小）．
（3）小明用橡皮筋替代绳子进行实验的目的是通过橡皮筋的伸长来比较拉力的大小．
（4）小华查阅资料后知道作圆周运动的小球受到的拉力与小球的运动速度、小球的质量以及圆周的半径有关．据此，小华认为用橡皮筋代替绳子存在着明显的缺陷，请说出理由．实验中小球速度和圆周半径都在发生改变．
分析 （1）解决本实验的关键是知道力可以改变物体的运动状态，运动状态的改变包括运动速度和运动方向的改变；物体在平衡力的作用下会处于平衡状态，即物体总保持静止或匀速直线运动状态；
（2）根据控制变量法分析表中所缺数据；分析表中数据，得出橡皮筋的伸长与小球运动速度的关系，橡皮筋的伸长程度反映了拉力的大小；
（3）橡皮筋具有弹性，受力是形状改变明显，并且能从形变的大小上判断出拉力的大小；
（4）采用控制变量法研究实验时，一定要控制其余因素，只改变需要研究的因素．
解答 解：
（1）小球在水平面内做的圆周运动，它的运动方向时刻在发生改变，即它的运动状态在时刻改变，所以小球一定受到非平衡力的作用；
（2）实验中使用同一小球，是为了保证小球质量不变，所以表中所缺数据为15g；
从表格的数据可以看出：小球的运动速度越大，那么橡皮筋的伸长就越长，橡皮筋受到的拉力也就越大；
（3）小明用橡皮筋替代绳子进行实验的目的是通过橡皮筋的伸长来比较拉力的大小；
（4）做匀速圆周运动的小球受到的拉力除与小球的运动速度有关外，还与小球的质量以及圆周的半径有关，当研究与速度的关系时，应当控制小球的质量和圆周半径不变，但实验中橡皮筋的长度改变，圆周半径在发生改变．
故答案为：（1）一定；一定不；（2）15；大；（3）通过橡皮筋的伸长来比较拉力的大小；（4）实验中小球速度和圆周半径都在发生改变．
点评 解决此类题目要知道力可以运动状态的改变及速度的变化是运动状态的改变，学会利用控制变量法研究问题．
练习册系列答案
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13．一个密闭铝盒，恰能悬浮在7℃的水中，在水温从7℃下降到1℃的过程中，关于铝盒的运动，某同学根据在相同的条件下，固体膨胀得比液体少，得出“铝盒先上浮至水面，后又悬浮于水中”的结论．而另一同学在课外书上得知：物质热胀冷缩的程度可用体膨胀系数来表示，物质体膨胀系数的绝对值越大，它的体积随温度变化越明显，如表是水的体膨胀系数：
而铝在1℃到7℃这一温度范围内，体膨胀系数恒为7.1×10-5℃．在水温从7℃下降到l℃的过程中，铝盒的运动将是一直下沉，理由是从7℃到1℃，铝盒的密度一直大于水的密度．
| 温度/℃ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 体胀系数（×10-5/℃） | -4.9 | -3.1 | -1.5 | 0 | 1.7 | 3.2 | 4.6 |
电饭锅烧饭时有两种状态．一是锅内烧干前的加热状态，二是水烧干后的保温状态，图中所示是电饭锅的电路图，是R1调节电阻，R2是加热用的电阻丝．问：自动开关S在电饭锅加热状态时，应处于闭合状态（填“闭合”或“打开”）．为保证电饭锅在保温状态时，R2上所发出的电热功率是加热状态下的一半，比较R1与R2的数值大小，R2大于R1（填大于或小于）．
13．小东同学利用如图甲所示的电路图，测量了小灯泡的电阻和电功率．他选用了下列器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电压表（量程有“0-3V”和“0-15V”）、电流表（量程有“0-0.6A”和“0-3A”）、滑动变阻器（规格分别为甲“10Ω 1A”、乙“20Ω 0.5A”、丙“50Ω 0.2A”）、电压4.5V的电源、开关和若干条导线．
（1）根据电路图和器材的规格，请用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接，使滑动变阻器的滑片向左移动时灯泡的亮度变亮．
（2）连接好电路闭合开关后，小灯泡闪亮一下就熄灭，检查发现小灯泡的灯丝已烧断，这可能是由于闭合开关时，滑动变阻器的滑片处在A（选填“A”或“B”）端所致．
（3）小东同学实验记录的数据如右表所示．其中第2次实验的电压表示数如图丙所示，则灯泡两端的电压是1.8V．
（4）经计算，小灯泡的额定功率是0.5W，正常发光时的电阻是12.5Ω；他发现，同一个灯泡计算出的四组电阻值差异较大，其原因是灯丝的电阻随温度升高而增大．
（5）在实验过程中他还发现，第4次灯泡最亮，第3次比第2次亮，第1次最暗，则说明灯泡的实际功率越大（选填“大”或“小”），灯泡越亮．
（6）分析实验数据可知，小东所选的滑动变阻器应当是乙（选填“甲”、“乙”或“丙”）．
| 次数 | U/V | I/A |
| 1 | 1.5 | 0.17 |
| 2 | 0.18 | |
| 3 | 2.5 | 0.2 |
| 4 | 3.0 | 0.23 |
（2）连接好电路闭合开关后，小灯泡闪亮一下就熄灭，检查发现小灯泡的灯丝已烧断，这可能是由于闭合开关时，滑动变阻器的滑片处在A（选填“A”或“B”）端所致．
（3）小东同学实验记录的数据如右表所示．其中第2次实验的电压表示数如图丙所示，则灯泡两端的电压是1.8V．
（4）经计算，小灯泡的额定功率是0.5W，正常发光时的电阻是12.5Ω；他发现，同一个灯泡计算出的四组电阻值差异较大，其原因是灯丝的电阻随温度升高而增大．
（5）在实验过程中他还发现，第4次灯泡最亮，第3次比第2次亮，第1次最暗，则说明灯泡的实际功率越大（选填“大”或“小”），灯泡越亮．
（6）分析实验数据可知，小东所选的滑动变阻器应当是乙（选填“甲”、“乙”或“丙”）．
20．离小渠边不同距离处水流速度是相等的吗？小明想到顺水漂流的乒乓球速度与水流速度相等，于是进行了如下实验：选一段流速稳定、宽为2m的水平小渠为实验场地，如图甲所示，在A1、A2两点连线上，同一时间把11只乒乓球等间距地轻轻放入水中，并开始计时，t=5s时测得实验数据如下表：
（1）分析数据可以得出：离小渠中心线距离r越大，水流速度v越小．
（2）为了得出v与r的定量关系，小明根据上表数据绘制出v-r2的图线如图乙，据此图可得到v与r的关系式是v=0.2（1-r2）．
（3）图丙是该段水渠的横截面示意图．假如上述结论同样适用于水下，则实验时图丙中同一深度的B、C两点处的压强大小关系为pB＜pC．
（4）学习《电流》时，老师常用水的流量和水流来类比电荷的流量和电流．理想水渠交叉点上，单位时间内流入的总水量等于流出的总水量，同理，在电路的某连接处，流入的电流总和等于流出的电流总和．图丁是某实验连接电路的一部分，电流表的示数为0.46A，若通过导线ab的电流为0.6A，则通过导线cd的电流大小为0.14A及方向是由c向d （选填“由c向d”、“由d向c”）．
| 离渠中心线距离r/m | 0 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 |
| 乒乓球移动距离S/m | 1.00 | 0.96 | 0.84 | 0.64 | 0.38 | 几乎为0 |
| 水流速度v/（m•s-1） | 0.200 | 0.192 | 0.168 | 0.128 | 0.076 | 几乎为0 |
（1）分析数据可以得出：离小渠中心线距离r越大，水流速度v越小．
（2）为了得出v与r的定量关系，小明根据上表数据绘制出v-r2的图线如图乙，据此图可得到v与r的关系式是v=0.2（1-r2）．
（3）图丙是该段水渠的横截面示意图．假如上述结论同样适用于水下，则实验时图丙中同一深度的B、C两点处的压强大小关系为pB＜pC．
（4）学习《电流》时，老师常用水的流量和水流来类比电荷的流量和电流．理想水渠交叉点上，单位时间内流入的总水量等于流出的总水量，同理，在电路的某连接处，流入的电流总和等于流出的电流总和．图丁是某实验连接电路的一部分，电流表的示数为0.46A，若通过导线ab的电流为0.6A，则通过导线cd的电流大小为0.14A及方向是由c向d （选填“由c向d”、“由d向c”）．
10．小明想要探究如图所示弹簧上小丑的振动周期（来回振动一次的时间）与什么因素有关．小明反复打开盒盖观察几次后，猜测小丑的振动周期可能与小丑的质量和初始位置有关．
（1）本实验需要用的测量工具是刻度尺和秒表．
（2）为探究小丑的振动周期是否与质量有关，小明选用质量不同（相同/不同）的小球和一根弹簧按如下步骤进行实验：
①将小球固定在弹簧的末端，并压缩弹簧，测量小球振动周期；
②换用其他的小球重复操作，比较每次测量的周期．
同组的小芳发现，小明的实验方案有问题，还需要进一步完善，你觉得该如何完善这个方案呢？弹簧每次被压缩初始位置相同．
（3）为探究小丑的振动周期是否与初始位置有关，实验步骤如图甲、乙、丙所示（点O是小球平衡位置，点A、B、C是松手时小球在弹簧上的最初位置，点A′、B′、C′是小球弹起的最高点），测量在不同位置松手时小球的振动周期，并将数据记录在表中．分析实验数据可以得出：小丑振动周期与其初始位置无关（选填“有关”或“无关”）．
（1）本实验需要用的测量工具是刻度尺和秒表．
（2）为探究小丑的振动周期是否与质量有关，小明选用质量不同（相同/不同）的小球和一根弹簧按如下步骤进行实验：
①将小球固定在弹簧的末端，并压缩弹簧，测量小球振动周期；
②换用其他的小球重复操作，比较每次测量的周期．
同组的小芳发现，小明的实验方案有问题，还需要进一步完善，你觉得该如何完善这个方案呢？弹簧每次被压缩初始位置相同．
 | 实验序号 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 振动周期/s | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
17．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．为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，同学小王有如下猜想：
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下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几同学用三个金属球做了一系列的实验，实验数据记录如下：
（1）为验证猜想一，应比较实验序号1、3，结论是：在下落高度相同时，物体下落的时间与材料无关；
（2）为了验证猜想三，应控制物体的材料和下落的高度相同．
（3）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间不相等（填“相等”或“不相等”），原因是它们在下落过程中受空气的阻力较大，不能忽略．
（4）物体下落过程中，速度逐渐增大，说明力可以改变物体的运动状态；物体受非平衡（填“平衡”或“非平衡”）力作用．
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下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几同学用三个金属球做了一系列的实验，实验数据记录如下：
| 实验序号 | 材料 | 物体质量（kg） | 下落高度（m） | 下落时间（s） |
| 1 | 铁球 | 1 | 20 | 1.96 |
| 2 | 铁球 | 1 | 30 | 2.47 |
| 3 | 铅球 | 1 | 20 | 1.96 |
| 4 | 铅球 | 2 | 20 | 1.96 |
（2）为了验证猜想三，应控制物体的材料和下落的高度相同．
（3）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间不相等（填“相等”或“不相等”），原因是它们在下落过程中受空气的阻力较大，不能忽略．
（4）物体下落过程中，速度逐渐增大，说明力可以改变物体的运动状态；物体受非平衡（填“平衡”或“非平衡”）力作用．
14．在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了杰出贡献．在精心研究了历史上其他科学家的工作成就后，提出“宇宙间的物体都存在相互吸引的力（万有引力）”的是（ ）
| A． | 牛顿 | B． | 焦耳 | C． | 托里拆利 | D． | 阿基米德 |