题目内容
18．“物体只在重力作用下由静止开始下落的运动称为自由落体运动”．小明对这种落体运动产生了探究的兴趣，提出了两个问题．问题一：物体下落的快慢是否与物体的质量有关？
问题二：物体下落的高度与下落的时间存在着怎样的关系？
（1）针对问题一，你的猜想是：物体下落的快慢与物体的质量有关，且物体的质量越大，下落越快．
（2）小明根据你的猜想，设计了如下实验，请将实验方案补充完整：
取质量不同的物体放在相同的高度（填“相同”或“不同”），让它们自由下落，比较所用的时间．
（3）请根据你的猜想，再设计一种实验方案：取质量不同的物体，让它们自由下落，比较相同时间内下落的高度．
（4）小明在探究“问题二”时，通过实验，测量出同一物体分别从不同高度下落的时间如表．分析实验数据发现：“物体下落的高度与下落的时间不满足正比例关系”．他猜想“物体下落的高度与下落时间的平方成正比”，若要验证这一猜想，应如何处理分析实验数据？
| 高度 | 下落时间 |
| h1 | t1 |
| h2 | t2 |
| h3 | t3 |
分析 （1）要探究物体下落的快慢是否与物体质量有关，首先要选择质量不同的物体，在同等高度下下降，同时要尽量克服空气阻力；
（2）探究物体下落的高度与下落的时间平方成正比，若要验证此结论成立，要计算下落的高度与对应下落的时间平方的比值，看是否相等．
解答 解：（1）针对问题1，可以猜想物体下落的快慢与物体的质量有关，并且物体的质量越大，下落越快；
（2）小明设计的方案必须控制物体的质量不同，放在相同的高度，让它们自由下落，比较所用的时间；
（3）也可以取质量相同的物体，让它们自由下落，比较相同时间内下落的高度；
（4）小明要验证“物体下落的高度与下落时间的平方成正比”这一猜想是否正确，需要计算出下落的高度与对应下落的时间平方的比值，即$\frac{{h}_{1}}{{{t}_{1}}^{2}}$、$\frac{{h}_{2}}{{{t}_{2}}^{2}}$、$\frac{{h}_{3}}{{{t}_{3}}^{2}}$，看它们在误差内是否相等．
故答案为：（1）快；
（2）相同；
（3）相同时间内下落的高度；
（4）计算出下落的高度与对应下落的时间平方的比值，即$\frac{{h}_{1}}{{{t}_{1}}^{2}}$、$\frac{{h}_{2}}{{{t}_{2}}^{2}}$、$\frac{{h}_{3}}{{{t}_{3}}^{2}}$，如果它们的比值在误差范围内可认为相等，说明以上猜想是正确的，否则猜想是错误的．
点评 题属于探究题型，探究自由落体运动的性质，要结合控制变量法进行分析解答，知道应该控制哪些因素不变，改变哪些因素．
练习册系列答案
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为探究影响浮力大小的因素，小明用量程是0-5N的弹簧测力计做了如图所示的实验．
如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计，在拉力F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升．求：
为了测小灯泡的额定功率，被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压约为6V左右）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一只，导线若干，滑动变阻器两只：R1（5Ω 0.5A）、R2（10Ω 0.5A）．
13．如图（甲）是小明测量小灯泡电功率的部分实物连接图．其中电源电压为6V，小灯泡额定电压是3.8V，其灯丝电阻约为10Ω，现有两个滑动变阻器标A、B分别标有“5Ω 1A”、“15Ω 1A”字样，电流表（0～0.6A、0～3A），电压表（0～3V、0～15V）
（1）请用笔画线代替导线，把图（甲）实物连接图补充完整．（要求：滑片P向左移动时灯变亮，且连线不得交叉）
（2）为了能够测出小灯泡的额定功率，滑动变阻器应选B（选填“A”或“B”）．
（3）小明连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后灯不亮，聪明的小明猜想：
A．可能灯丝断了 B．可能变阻器开路 C．可能小灯泡短路
请根据故障原因填写对应的电表示数，或根据电表示数判断故障原因．
（4）排除故障后，小明移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图（乙）所示，则通过小灯泡的电流是0.3 A，小灯泡的额定功率为1.14W．
（5）实验结束后，老师给同学们一个10Ω的定值电阻R0和两只电流表，让他们测出标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻．小明设计的电路图如图丙所示，请你将实验过程补充完整：闭合开关，调节变阻器的滑片，使电流表A1的示数为0.25A，此时小灯泡正常发光，电流表A2的示数仍然如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是50Ω．
（1）请用笔画线代替导线，把图（甲）实物连接图补充完整．（要求：滑片P向左移动时灯变亮，且连线不得交叉）
（2）为了能够测出小灯泡的额定功率，滑动变阻器应选B（选填“A”或“B”）．
（3）小明连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后灯不亮，聪明的小明猜想：
A．可能灯丝断了 B．可能变阻器开路 C．可能小灯泡短路
请根据故障原因填写对应的电表示数，或根据电表示数判断故障原因．
| 猜 想 | 电流表示数/A | 电压表示数/V |
| 如果A成立 | 0 | 6 |
| 如果B成立 | 0 | 0 |
（5）实验结束后，老师给同学们一个10Ω的定值电阻R0和两只电流表，让他们测出标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻．小明设计的电路图如图丙所示，请你将实验过程补充完整：闭合开关，调节变阻器的滑片，使电流表A1的示数为0.25A，此时小灯泡正常发光，电流表A2的示数仍然如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是50Ω．
3．在测3.8V小灯泡（电阻大约为10Ω左右）额定功率的实验时，小明连接了如图1所示的电路，其中电源电压为6V．
（1）请将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮）．
（2）若在连接电路时，有A（5Ω 1A）、B（10Ω 0.5A）和C（15Ω 0.2A）三个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器B（A/B/C）连入电路，才能保证实验顺利进行．
（3）下表为某小组的实验记录：
老师认为该小组数据处理过程有误，你的评价是老师的说法正确，当灯泡两端电压等于额定电压，实际功率等于额定功率，实际电压不同，实际功率不同，不能通过求平均值计算额定功率；
（4）若没有电流表，小莉想利用一个电压表和一个电阻箱测量小灯泡的额定功率．她选择了满足实验要求的实验器材，并按照图2所示的电路图连接好实物．以下是她设计的实验方案，请将它补充完整：
①只闭合开关S1，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为3.8V；
②下一步操作是：保持滑片不动，只闭合开关S2，当电压表示数为3.8V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0；
③利用上述测量出的物理量及已知量，写出小灯泡额定功率的表达式是：P=$\frac{（3.8V）^{2}}{{R}_{0}}$．
（5）小刚还想测量一只额定电压为2.5V，电阻约为10Ω小灯泡的额定功率，为此他将图1中的“3.8V”的小灯泡换成“2.5V”的小灯泡继续实验，小明认为他不能测出该小灯泡的额定功率，理由是滑动变阻器最大阻值太小，不能调到额定电压2.5V．
（1）请将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮）．
（2）若在连接电路时，有A（5Ω 1A）、B（10Ω 0.5A）和C（15Ω 0.2A）三个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器B（A/B/C）连入电路，才能保证实验顺利进行．
（3）下表为某小组的实验记录：
| 实验序号 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 实际功率/W | 额定功率/W |
| 1 | 3.0 | 0.36 | 1.08 | P额=$\frac{1.08+1.52+1.89}{3}$=1.50 |
| 2 | 3.8 | 0.40 | 1.52 | |
| 3 | 4.5 | 0.42 | 1.89 |
（4）若没有电流表，小莉想利用一个电压表和一个电阻箱测量小灯泡的额定功率．她选择了满足实验要求的实验器材，并按照图2所示的电路图连接好实物．以下是她设计的实验方案，请将它补充完整：
①只闭合开关S1，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为3.8V；
②下一步操作是：保持滑片不动，只闭合开关S2，当电压表示数为3.8V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0；
③利用上述测量出的物理量及已知量，写出小灯泡额定功率的表达式是：P=$\frac{（3.8V）^{2}}{{R}_{0}}$．
（5）小刚还想测量一只额定电压为2.5V，电阻约为10Ω小灯泡的额定功率，为此他将图1中的“3.8V”的小灯泡换成“2.5V”的小灯泡继续实验，小明认为他不能测出该小灯泡的额定功率，理由是滑动变阻器最大阻值太小，不能调到额定电压2.5V．
7．
有一种巧妙测量人体血液密度的方法，测量前需先用天平和量筒测定几种硫酸铜溶液的密度备用．
（1）测量前，应把天平放在水平工作台上，先移动游码至零刻度处时，再旋平衡螺母，使指针指在分度盘的中央．
（2）接下来的测量步骤如下：
①往空烧杯中倒入适量的硫酸铜溶液，测出烧杯和溶液的质量为70.2g；
②将烧杯中的一部分溶液倒入量筒，读出量筒中溶液的体积为40mL；
③测出烧杯和剩余溶液的质量，砝码及游码的位置如图所示．
将下面的实验记录表填写完整．
（3）测定血液密度时，具体操作如下：在几支试管中分别装入密度已知且不等的硫酸铜溶液；然后向每支试管中滴入一滴待测血液，只要看到哪一支试管中的血滴处于悬浮状态，就知道被测血液的密度与这支试管中的硫酸铜溶液的密度相等．
有一种巧妙测量人体血液密度的方法，测量前需先用天平和量筒测定几种硫酸铜溶液的密度备用．（1）测量前，应把天平放在水平工作台上，先移动游码至零刻度处时，再旋平衡螺母，使指针指在分度盘的中央．
（2）接下来的测量步骤如下：
①往空烧杯中倒入适量的硫酸铜溶液，测出烧杯和溶液的质量为70.2g；
②将烧杯中的一部分溶液倒入量筒，读出量筒中溶液的体积为40mL；
③测出烧杯和剩余溶液的质量，砝码及游码的位置如图所示．
将下面的实验记录表填写完整．
| 烧杯和溶液 的质量/g | 烧杯和剩余溶 液的质量/g | 量筒中溶液 的质量/g | 量筒中溶液 的体积/cm3 | 硫酸铜溶液的密度 ρ/（g•cm-3） |
| 70.2 | 28.2 | 42 | 40 | 1.05 |
8．如图所示的现象中，不能运用大气压强知识解释的是（ ）
| A． |  吸盘式挂衣钩 | B． |  用管吸饮料 | C． |  凸出的橡皮胶 | D． |  纸片托水 |