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题文

降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的一种工具,广泛用于应急救生、空投物资等。某 STEM 项目学习小组同学对降落伞下降的速度与哪些因素有关产生了兴趣,并开展了以下实验。

[ 实验器材 ] ①纱布、棉布、防水布;②小沙包若干;③剪刀、刻度尺、透明胶带、绳子、天平。

[ 提出问题 ] 降落伞下降的速度与哪些因素有关?

[ 建立假设 ]

假设一:降落伞下降的速度与伞面材料有关;

假设二:降落伞下降的速度与伞面面积有关;

假设三:降落伞下降的速度与伞和重物的总质量有关。

[ 收集证据 ] 如图,将沙包挂在降落伞上,并使它从同一高度自由下落。实验时,同学们发现实验器材中缺少一种测量工具  ,完善实验器材后继续实验,获得以下数据。

组别

伞面材料

伞面面积

( c m 2 )

伞和重物的总质量 ( g )

降落时间 ( s )

第1次

第2次

第3次

平均

1

纱布

1200

100

8.6

8.5

8.7

8.6

2

棉布

1200

100

9.3

9.5

9.4

9.4

3

防水布

1200

130

10.7

10.8

10.9

10.8

4

防水布

1500

130

13.1

13.4

13.4

13.3

[ 得出结论 ] 分析上述数据,发现降落伞下降的速度与  有关。

[ 思考讨论 ] 进一步分析发现,针对建立的假设,所收集的证据并不完整,请你在答题卷的表格中将实验方案补充完整。

科目 物理   题型 实验题   难度 中等
知识点: 控制变量法与探究性实验方案
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小华用一根细线拴住一端粗、一端细的实心胡萝卜后悬挂起来,调节胡萝卜的轴线静止在水平位置,如图所示,取下胡萝卜 在拴线处沿竖直方向将胡萝卜切成A、B两段.那么A、B哪段重 些呢?同组的甲、乙、丙三个同学提出了各自的猜想:

甲: A较重;
乙: B较重;
丙: A、B一样重.
为了验证甲、乙、丙三个同学的猜想是否正确,小华从实验室取来一个常用测量工具设计了 一个简易实验,很快判断出A、B的轻重.她选择的测量工具__________________,小欣却认为不需要测量,只要根据已学知识__________________,通过观察便可以判断出A、B 哪段较重.
(2)为进一步研究类似A、B轻重的问题,小鹏设计并完成了如图甲所示的三个实验.

小鹏的实验,可以验证同学的猜想是正确的(填“甲”、“乙”或“丙”),小鹏通过实验得出结论:只要满足“阻力×阻力作用点到支点的距离=动力×动力作用点到支点的距离”,杠杆就能平衡.
(3)小辉为了验证小鹏的结论是否正确,又设计了如图所示乙的实验作进一步的探究,实验时他应将弹簧测力计钩在杠杆右侧的不同位置沿___________(填“竖直”或“倾斜”)方向向下拉,使杠杆在_________位置平衡,并收集相关数据,分析归纳得出小鹏的结论是不正确的.

在“用滑动变阻器改变小灯泡的亮度”的实验中
(1)实验室中有一铭牌上标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器,其中“20Ω”指的是__________,“2A”指的是_________.将其接入电路通过改变________来改变其连入电路中的电阻.
(2)现再给电源、小灯泡、开关各一个,导线若干,若要求滑动变阻器的滑片向右移灯泡变暗,请在图中用笔线代替导线将这些元件连接成正确的电路,
(3)连接电路时开关要___________,闭合开关前滑动变阻器的滑片P要调到__________端(填“左”或“右”).

实验室中要测量一只阻值约1kΩ的电阻。能提供的器材有:干电池两节、学生用电压表(量程为0~3V、0~15V)、学生用电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器(100Ω 2A)和电阻箱(0~9999Ω 2A,)各一只、开关、导线若干。小明选择了适当器材,设计的电路如图16所示,

(1)请你按照小明的设计电路完成下面实物图的连接。(2分)

(2)小强认真研究了题中所给器材后,认为小明设计的电路不能测得待测电阻的阻值,请你分析小强作出判断的理由:______________________________________________
______________________________________________________________________。(2分)
(3)于是小强和小明一起重新制定的实验方案,他们选择了干电池两节、开关三只、待测电阻、___________、____________、_____________和若干导线,利用等效替代法设计了电路,顺利地完成了实验。
请你将他们未写出的器材名称填在空格处,并将电路图画在虚线框中。(5分)
(4)若根据虚线框中的电路图,已完成了实物的连接,请写出测得待测电阻的主要实验步骤:

__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________

小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系.已知电源电压为6 V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω.

(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉).
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象.
①由图象可以得出结论:电压一定时,_____________________________.
②上述实验中,小明用5 Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是________,然后将10 Ω的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为________V时,读出电流表的示数.
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于________Ω的滑动变阻器.

小强为了探究动能的大小与哪些因素有关,他设计了如图14所示的实验,让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止.

(1)实验中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是:
_____________________________________________________ 。
(2)实验中根据_________________________,来比较小球具有的动能大小的。
(3)由图可得出结论:在小球的__________相同情况下,小球的______________,动能越大。

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