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题文

阅读《可探究的科学问题》,回答问题。
可探究的科学问题
日常生活、自然现象中有许多现象会让我们产生疑问,把疑问陈述出来,就形成了问题,但不一定是科学问题,像个人爱好、道德判断、价值选择方面的问题都不属于科学问题,比如,“哪种品牌的运动鞋更好?”“为减少污染和交通拥堵,应该限制小汽车的使用吗?”等都不属于科学问题。
科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题,例如,“纯水和盐水哪一个结冰更快?”就是一个科学问题,因为你可以通过实验收集信息并予以解答。
并不是每一个科学问题都可以进行探究,当问题太泛化或太模糊,就难以进行科学探究,比如“是什么影响气球贴到墙上?”,一般而言,可以探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系,其中的变量必须是可检验的。也就是说,可以探究的科学问题中的因变量和自变量都是可以观察或测量的。例如,“增加气球与头发的摩擦次数会改变气球贴在墙上的效果吗?”,在这个问题中,气球与头发的摩擦次数是自变量,气球贴在墙上的效果是因变量,我们通过改变自变量就可以检验因变量怎样变化。
一个可探究的科学问题可以有不同的陈述方式,常见的陈述方式有下列三种,方式一:某个变量影响另一个变量吗?例如,导体的长度影响导体的电阻大小吗?方式二:如果改变某个变量,另一个变量会怎样变化?例如,如果增大导体两端的电压,导体中的电流就增大吗?方式三:一个变量跟另一个变量有关吗?例如,电流跟电压有关吗?
科学探究的过程是围绕可探究的问题展开的,正是由于有了可探究的科学问题,才能使探究过程具有明确的方向。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)下列问题中属于可以探究的科学问题的是        。(选填选项前的字母)

A.哪种类型的音乐更好?
B.改变导体两端的电压,导体的电阻会改变吗?
C.水的温度越高,水蒸发得越快吗?
D.物体所受浮力的大小与物体的密度有关吗?

E.应该鼓励市民乘坐公共交通工具出行吗?
(2)请根据“两个同学走在沙滩上,一个同学的脚印深,另一个同学的脚印浅”这一现象,提出一个可以探究的科学问题:                     

科目 物理   题型 简答题   难度 中等
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在倾角的斜面上,一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端,另一端绕过一质量m=3kg、中间有一圈凹槽的圆柱体,并用与斜面夹角的力F拉住,使整个装置处于静止状态,如图所示。不计一切摩擦,求拉力F和斜面对圆柱体的弹力FN的大小。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
某同学分析过程如下:将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解。
沿斜面方向:Fcosβ=mgsinα(1),沿垂直于斜面方向:Fsinβ+FN=mgcosα(2)。
问:你认为上述分析过程正确吗?若正确,按照这种分析方法求出F及FN的大小;若不正确,指明错误之处并求出你认为正确的结果。

如图所示,直角三角形ABC为一三棱镜的横截面,∠A=30°。一束单色光从空气射向BC上的E点,并偏折到AB上的F点,光线EF平行于底边AC。已知入射方向与BC的夹角为θ=30°。试通过计算判断光在F点能否发生全反射。

(本题12分)要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道。求摩托车在直道上行驶所用的最短时间。有关数据见表格。

某同学是这样解的:要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度 v1=40 m/s,然后再减速到v2=20 m/s,
t1 = = …; t2 = = …; t = t1 + t2
你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算;若不合理,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果。

如图所示,两根直木棍AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动,一根水泥圆筒与两根直木棍的滑动摩擦因数μ,它从木棍的上部匀加速滑下,加速度为a,若保持两木棍倾角α不变,将两棍间的距离减小后固定不动,仍将水泥圆筒放在两木棍上部, 为了分析其加速度变化,有同学这样分析:每根直木棍对圆筒的摩擦力和每根直木棍对圆筒支持力满足f1=μFN1,两根直木棍对圆筒的摩擦力的合力为f,两根直木棍对圆筒支持力的合力为FN,它们也满足f=μFN,而FN=mgcosα不变,故f也不变。所以加速度a不变,你认为这位同学的做法正确吗?如不正解指出它的错误原因,并提供正确的解法。

(1)我国舰载飞机在"辽宁舰"上成功着舰后,某课外活动小组以舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水,制作了如图所示的装置,准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的,需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的和在橡皮条阻拦下前进的距离,还必须增加的一种实验器材是。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力,重力加速度已知,根据定律(定理),可得到钢球被阻拦前的速率。

(2)某同学对有故障的电热毯进行探究。图1是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接。图2为测试电路实物图, A B 为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表。

①请在答题卡虚线框内画出与图2对应的电路图。
②断开 K 1 ,用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线的 U-I 曲线如图3所示。已知电热线材料的电阻率为2.8×10-7 Ω·m ,电热线的直径为0.200 mm 。可求得此电热线的电阻为 kΩ ,总长度为 m 。(结果均保留两位有效数字)
③为了进一步检查故障,该同学闭合开关 K 1 K 2 ,用表笔 A B 分别对题(2)图1中所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路,位置在之间(在"1和2"、"1′和2′"、"2和3"、"2′和3′"中选填一项)。

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