一场大雪后，博远同学发现人们在雪地上留下的脚印有深有浅，对此-优题课

一场大雪后，博远同学发现人们在雪地上留下的脚印有深有浅，对此产生疑问：压力的作用效果与哪些因素有关呢？他做出如下猜想：

猜想一：可能与压力大小有关：

猜想二：可能与受力面积的大小有关。

为了验证自己的猜想，博远用两个相同的平底矿泉水瓶和刻度尺，在比较松软的雪地上进行系列操作，将实验情况记录在下表中。

实验序号	水瓶放置方式	装水情况	雪中压痕深度/cm
1	正放	满瓶水	1.5
2	倒放	满瓶水	2.5
3	正放	半瓶水	0.5

（1）为了验证猜想一，应选择　　（填实验序号）两次实验进行分析，可得出结论：　　一定，　　越大，压力的作用效果越明显。

（2）选择2、3两次实验来验证猜想二是否正确，合理吗？答：　　，理由是　　。

（3）若两个猜想都正确，铁轨要铺在枕木上的道理，可以用猜想　　（填“一”或“二”）的结论来解释。

科目物理题型实验题难度中等

知识点：探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验

小科用如图甲所示的实验仪器探究“电流与电阻的关系”，滑动变阻器的规格为“ $10 Ω 1 A$ ”， $AB$ 间接入的定值电阻的阻值为 $25 Ω$ 。

【实验步骤】

①连接电路：完成图甲中的连线，使滑动变阻器接入电路的阻值最大；

②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$ ，使电压表示数为 $3.0 V$ ，读出电流表示数并记录，此时滑片 $P$ 在中点附近

③断开开关，在 $AB$ 间换接 $20 Ω$ 的定值电阻；

④闭合开关，读出电流表示数并记录；

⑤断开开关，在 $AB$ 间分别换接 $15 Ω$ 、 $10 Ω$ 和 $5 Ω$ 的定值电阻，依次重复步骤④。

【实验数据】

电阻 $R / Ω$	25	20	15	10	5
电流 $I / A$	0.12	0.14	0.16	0.20	★

$AB$ 间接 $5 Ω$ 的定值电阻时，电流表示数如图乙所示，则表中“★”处的数值为　　。

【数据分析】小科找不出上述数据的定量关系。而其他同学都通过实验得出了“电压不变时，通过导体的电流与这段导体的电阻成反比”的正确结论。

【实验反思】

（1）小科得不到正确结论的原因是　　，需要重新实验。

（2）根据小科的实验数据，通过进一步分析计算可以发现，当 $AB$ 间的阻值变小时，电池组两端的电压将　　（填“变大”、“变小”或“不变” $)$ 。

某科学兴趣小组在探究“压力和物体重力之间大小关系”时，小科同学提出的猜想是：“压力的大小等于重力。”科学兴趣小组做了相关的实验。

步骤1：选用材料相同、表面粗糙程度相同、重力不同的3个物体，用弹簧测力计测出三个物体的重力；

步骤2：把3个物体依次放在水平受力面上，用专用的仪器测出3次压力大小，实验数据见表1。

步骤3：改变受力面与水平面的倾角，用步骤2的方法，依次测出与水平面成 $18 °$ 角和 $25 °$ 角的压力大小，实验数据见表2和表3。

表1在水平面上所测数据
序号	重力 $/ N$	压力 $/ N$
1	5	5
2	10	10
3	15	15

表2在 $18 °$ 角斜面上所测数据
序号	重力 $/ N$	压力 $/ N$
4	5	4.75
5	10	9.5
6	15	14.25

表3在 $25 °$ 角斜面上所测数据
序号	重力 $/ N$	压力 $/ N$
7	5	4.5
8	10	9.0
9	15	13.5

请回答：

（1）比较序号　　的数据可得：当同一物体静止在同一受力面上时，受力面与水平方向夹角越大，物体产生的压力越小；小科同学的猜想是　　的。（选填“合理”或“不合理” $)$

（2）进一步分析压力和物体重力之间的大小关系：先分析同表中的关系，再比较不同表之间的关系，综合可得出结论：　　。

小科同学用如图甲电路测导体电阻 $R_{x} :$

（1）请用笔画线代替两根导线，将电路连接完整（导线不能交叉）；

（2）规范连接电路后闭合开关，调节滑动变阻器进行多次测量，并记录数据如表，请根据图乙把表中所缺数据填写完整。

实验序号	电压 $/ V$	电流 $/ A$
1	1.5	0.16
2	2.0
3	2.5	0.24

（3）小科同学根据上表求出电压的平均值和电流的平均值，再运用欧姆定律求出电阻的平均值。请判断该方法是否可行，并说明理由。　　。

拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”，设计了图Ⅰ电路，并连接了图Ⅱ电路。

（1）图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误，无法完成试验，连接错误的导线是　（填“ $a$ ”、“ $b$ ”或“ $c$ ” $)$ 。

（2）正确连接后，继续实验，根据测得的实验数据，绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。

①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线，其中与图Ⅰ电路中电压表 $V_{1}$ 对应的曲线是　　（填“甲”或“乙” $)$ 。

②已知电源电压恒为 $6 V$ ，根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线，得出的实验结论是　　。

（3）拓展探究：同学们根据串联电路的电压特点，重新设计如图Ⅳ电路（电源电压未知），利用电压表和定值电阻 $R_{0}$ （已知阻值）测量未知定值电阻 $R_{x}$ 的阻值，闭合开关 $S$ 后，接下来的操作是　　（只需写出操作过程和测量的科学量，不需写出表达式）。

科学研究源于观察和问题，拓展性小组同学观察到下列现象，跳伞运动员在未打开降落伞时下落很快，打开降落伞下落的速度会减小；“瓢泼大雨”以很快速度降落到地面，而“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。

【查阅资料】物体从高空下落时，速度越来越大，所受阻力也越来越大，当阻力增大到重力相等时，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度被称为物体下落的收尾速度。

【提出猜想】物体从高空下落时收尾速度与什么因素有关？

【建立猜想】①可能与物体的横截面积有关。②可能与物体的　　有关。

【设计方案】同学们经过讨论后认为，可以用小球作为理想化模型来代替生活中的不规则问题作为研究对象进行探究，于是同学们决定取5个不同的小球进行实验，在相同环境条件下，分别从一定高度（足够高）由静止下落，来探究小球从高空下落时的收尾速度与哪些因素有关。

【获取证据】相关测量数据见表：

小球编号	1	2	3	4	5
小球质量 $m (g)$	2	5	5	5	45
小球半径 $r (m)$	0.05	0.05	0.10	0.25	0.15
小球的收尾速度 $v (m / s)$	16	40	10	1.6	？

【得出结论】

（1）比较1、2号小球的相关实验数据，可以得到的结论是　　

【拓展应用】

（2）根据表中数据，推测5号小球的收尾速度 $v =$ 　　 $m / s$ 。

（3）请你结合上述探究，解释“跳伞运动员打开降落伞后比打开降落伞前收尾速度小”的原因是　　。