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20．閱讀《空氣對球形物體的阻力》，回答題．
空氣對球形物體的阻力
日常生活中存在這樣的現象：飛機、輪船、汽車等交通工具運行時，受到空氣阻力；人在水中游泳、船在水中行駛時，受到水的阻力；百米賽跑時，奔跑得越快，我們感到風的阻力越大，這是什么原因呢？
查閱相關資料得知：物體在流體中運動時，會受到阻力作用，該阻力叫做流體阻力．流體阻力大小跟相對運動速度大小有關，速度越大，阻力越大；跟物體的橫截面積有關，橫截面積越大，阻力越大；跟物體的形狀有關，頭圓尾尖（這種形狀通常叫做流線型）的物體受到的阻力較小．物體從高空由靜止下落，速度會越來越大，所受阻力也越來越大，下落一段距離后，當阻力增加到與重力相等時，將以某一速度作勻速直線運動，這個速度稱為收尾速度．
某科學活動小組做了“球形物體在空氣中下落時，受到的阻力大小與球的半徑和速度關系”的實驗，測量數據見下表．（g取10N/kg）

球體編號	1	2	3
球體質量（kg）	2	5	18
球體半徑（×10-2m）	5	5	15
球體收尾速度（m/s）	16	40	40

請根據上述材料，回答下列問題：
（1）1號球受到空氣阻力的最大值是20 N．
（2）分析半徑相同的球，收尾速度的大小與球體質量有關．
（3）對于3號球，當速度為20m/s時，受到的空氣阻力小于（填“大于”、“等于”或“小于”）重力．
（4）轎車的外形通常做成流線型，其目的是減小汽車行駛時受到的阻力．

19．探究題
隨著“玉兔”在月球上無法“醒來”，華夏兒女久久沉浸在祈禱中，關于月球上的物理現象和規律，同學們提出很多問題和猜想，有關月球周圍的磁場問題，洋洋提出了自己的猜想和檢驗猜想的實驗方案．
【進行猜想】
洋洋的猜想：
月球可能像地球一樣，本身就是一個十分巨大的磁體，在它的周圍存在磁場，并且也有“月磁”南極和“月磁”北極．
【設計并進行實驗】
洋洋和芳芳均為檢驗上述猜想所擬定的實驗方案：
洋洋：（1）取一個小磁針用細線懸掛在月球表面附近，如果它靜止時指向某一方向，則可表明月球周圍存在磁場．
（2）小磁針靜止時，它的N極所指的方向就是“月磁”的北極．
芳芳：（1）取一個小磁針用細線懸掛在月球表面附近，用手指撥動，觀察它靜止時N極的指向．
（2）在同一地點，重復（1）實驗一次，觀察它靜止時N極的指向是否總是指向某一方向．
【實驗結論】
如果觀察小磁針靜止時總是指向某一方向，則月球上有磁場，且小磁針靜止時，它的N極所指的方向就是“月磁”的北極．
【交流評估】
 你認為芳芳的設計較好．小明認為：較好的方案也存在問題；存在的問題改進：還要換不同位置進行多次實驗．

18．你也許會看到，在十字路口，一輛卡車、一輛小汽車和一輛摩托車并排停在白線的后面．綠燈一亮，三輛車同時起動，小汽車沖在最前面，摩托車其次，卡車最慢．
【猜想與假設】小明看到這一現象后，提出了猜想：“機動車起動的快慢可能與質量有關”．
請你提出一個猜想：機動車的起動快慢可能與牽引力大小有關．
【設計并進行實驗】
如果直接用卡車、小汽車和摩托車做實驗，有些物理量難測量．所以，小明和幾個同學設計如圖116所示的裝置進行實驗．實驗步驟如下，請你將未完成的部分填寫完整．
①選取質量較小的磚塊，稱出小車和磚塊的總質量m₁．
②把磚塊放到小車上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動小車，并記下當拉力為F₁時，2s后小車離起點的距離為s₁．
③保持質量不變，按步驟②重做一次，記下當拉力為F₂時，2s后小車離起點的距離s₂．
④把小車上的磚塊換成質量較大的磚塊，并稱出它們的總質量m₂．再次用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動小車，記下當拉力為F₁時，2s后小車離起點的距離s₃；當拉力為F₂時，2s后小車離起點的距離s₄．
【交流與評估】
①這個實驗完成了怎樣的轉換呢：在靜止的小車上放上質量較大的磚塊，是用它當作卡車（填“卡車”“小汽車”或“摩托車”），用彈簧測力計拉動測出拉力用以替代牽引力，測出起動后2s內前進的距離，是為了比較起動快慢．
②請你對上面的實驗作出評估，找出實驗中不容易操作的地方，并提出改進方法．上面實驗難以控制拉力不變，在桌子邊緣加一個定滑輪，通過定滑輪吊起重物相等的磚碼，以保證拉力大小不變

17．同學們在學校體育館進行排球訓練時，班級“物理實踐活動小組”的同學準備測量排球被豎直向下全力擊打落地后形變最大時對地板的壓強．同學們準備了如下的器材（如圖）：排球、體重計、水、方格紙若干張（不同紙張方格面積大小不同且邊長已知）．
（1）測量的實驗原理：P=$\frac{F}{S}$．
（2）實驗過程：
①豎直向下全力擊打排球，排球落在地面的方格紙上并留下印痕；如圖所示，乙（甲/乙）印痕是全力擊打排球留下的．
②把帶有印痕的方格紙鋪在體重計上，排球放在印痕上，豎直向下壓排球，直到排球形變與印痕重合，根據體重計上顯示的示數計算出壓力的大小．
③利用方格紙計算出排球印痕的面積．
④利用壓強公式計算出排球形變最大時對地板的壓強．
（3）為了使測量的誤差較小，測量面積時，應盡量選擇格格子小（大/小）的方格紙．

16．課外興趣小組的小雪同學對“家庭電路中，離進戶線距離不同的用電器兩端電壓是否相同”進行探究．
（1）小雪利用如圖所示電路模擬家庭電路進行探究，所有導線選用電阻可以忽略不計的銅導線．如果用電壓表測量L₁和L₂兩端的電壓分別為U₁、U₂，那么U₁=U₂（選填“=”或“≠”）．
（2）小雪將電路中的導線ab和cd換成舊滑動變阻器上的電阻絲．發現規格完全相同的燈泡L₁比L₂亮，由此得出結論：“如果導線的電阻不能忽略，那么離電源距離越近的電燈兩端電壓越大”．她判斷的依據是：燈泡越亮，則燈泡的實際功率越大，對于規格相同的電燈泡來說其兩端的電壓就越大．

15．小明在選用彈簧測力計的過程中，發現測量大小相同的力時，用不同規格的測力計，彈簧伸長的長度不一樣．對哪些因素會影響彈簧的伸長量，小明有三種猜想：
猜想1：制造彈簧所用的材料可能影響彈簧的伸長量．
猜想2：彈簧的原長可能影響彈簧的伸長量．
猜想3：彈簧的粗細可能影響彈簧的伸長量．
小明為探究自己的猜想，設計出一個實驗方案：
①將一根彈簧剪成長度不同的兩根，測出兩根彈簧的初始長度L₁、L₂；
②如圖所示，固定彈簧的一端，用大小相等的力拉彈簧，測出兩根彈簧的對應長度L₁′、L₂′；
③改變拉力的大小，重復實驗步驟①②，記錄實驗數據．
（1）該實驗方案研究的是猜想2（填寫序號）；
（2）實驗方案中將“一根彈簧剪成長度不同的兩根”，這樣做的目的是得到材料、粗細均相同的兩根彈簧．
（3）實驗方案中“用大小相同的力拉彈簧”表明彈簧的伸長量還與拉力大小有關．
（4）探究此猜想需要研究和比較的物理量是彈簧的原長和對應的伸長量．

14．小華要測量一個電源的電壓（電壓保持不變，約為18V），可供選用的器材如下，待測電源；一個電壓表（量程0～3V）；一個電流表（量程0～100mA）；四個阻值已知的電阻，分 別為及R₁ （10Ω）、R₂（20Ω）、R₃（60Ω）和R₄（80Ω）； 一個開關及若干導線．請合理選擇器材，設計一個實驗測量電源電壓．要求．
（1）在虛線框內畫出設計的實驗電路圖（電路中的電阻最多選用兩個）
（2）實驗中所需測量的物理量是電阻R₁兩端電壓U₁．
（3）寫出電源電壓的表達式（用已知量和測量量表示）U=$\frac{{R}_{1}+{R}_{3}}{{R}_{1}}$U₁．

13．某興趣小組的同學觀察到不同物體在空氣中下落的快慢不同，如石子下落比羽毛快得多，于是他們聯想到“物體在液體中下沉的快慢與哪些因素有關”，并作出以下猜想：
猜想一：物體下沉快慢與物體質量有關；    
猜想二：物體下沉快慢與液體種類有關；
猜想三：物體下沉快慢與物體體積有關；    
猜想四：物體下沉快慢與物體形狀有關；
他們利用天平、秒表、長玻璃圓筒、體積和形 狀相同的小瓶，還有細沙、水、牛奶、食用油等器材，進行探究實驗，將能夠下沉的物體從液面處由靜止開始下沉，每次下沉深度均為0.3m．記錄的部分實驗數據如下表．

實驗序號	液體	質量m/g	下沉時間t/s
1	水	20	0.53
2		25	0.40
3		30	0.30
4	牛奶	20	0.70
5		25	0.50
6		30	0.45
7	食用油	20	0.87
8		25	0.70
9		30	0.60

（1）物體在液體中下沉的深度相同時，通過比較物體的下沉時間判斷下沉的快慢．
（2）圖示為物體分別在三種液體中下沉時間與其質量的關系圖象，其中反映物體在食用油中下沉時間與質量關系的圖象是c．
（3）分析比較實驗序號1、2、3（或4、5、6）的數據，可以得出的結論是：物體的質量越大，物體下沉越快．

12．在復習“電流的磁場”和“磁場對電流的作用”時，小剛想：“既然通電導體周圍存在磁場，磁場又會對通電導體產生力的作用，那么相互靠近的兩個通電導體間是否會產生力的作用呢？”
（1）于是，他和小強商議通過實驗來研究這一問題．
他們找到了兩根柔軟的導線，相距較近地并排固定在接線板上，實驗電路如圖甲所示．通過實驗觀察到的現象如圖乙所示．該實驗表明：兩個通電導體間會產生力的作用．
（2）小強認為，如果改變其中一個通電導體的電流方向，則它們之間作用力的方向也會發生改變．
小強這樣想的理由是：電流產生的磁場方向是由電流的方向決定的，當一個通電導體中電流的方向改變時，它產生的磁場方向也會發生改變；而磁場對通電導體的作用力的方向與電流的方向和磁場的方向有關，另一個通電導體中電流的方向不變，但磁場的方向變化了，它受到的磁場力的方向就會改變．

11．為研究沿光滑斜面向上拉重物所需的拉力F大小與哪些因素有關，某實驗小組同學利用圖所示的裝置進行實驗，實驗時多次改變斜面長度L和高度h，每一次用彈簧測力計拉動重為1牛的物體從斜面底端緩慢拉伸至頂端，實驗數據記錄在表一、表二和表三中．
①分析比較實驗序號1、4、8或2、5的數據及相關條件，可得的初步結論是：沿光滑斜面提升同一重物時，當斜面長度L相同，拉力F與高度h成正比．
②分析比較實驗序號2、4與7（或3、5與8，或6與9）的數據及相關條件，可得的初步結論是：沿光滑斜面提升同一重物時，拉力F與斜面的長度L成反比．
③進一步綜合分析比較表一、表二、表三的數據及相關條件，并歸納得出結論．
（a）分析比較表一、表二或表三的數據及相關條件，可得斜面的高h與斜面的長度L之比相同，拉力F也相同．
（b）分析比較表一、表二和表三的數據及相關條件，可得斜面的高h與斜面的長度L之比越大，拉力F也越大．
表一

次數	h（米）	L（米）	F（牛）
1	0.05	0.50	0.1
2	0.10	1.00	0.1
3	0.20	2.00	0.1

表二

次數	h（米）	L（米）	F（牛）
4	0.10	0.50	0.2
5	0.20	1.00	0.2
6	0.30	1.50	0.2

表三

次數	h（米）	L（米）	F（牛）
7	0.10	0.25	0.4
8	0.20	0.50	0.4
9	0.30	0.75	0.4