20．物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动．为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，同学小王有如下猜想：
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：

实验序号	材料	物质质量 （kg）	下落高度（m）	下落时间（s）
1	铁球	1	20	1.96
2	铁球	1	30	2.47
3	铅球	1	20	1.96
4	铅球	1	20	1.96

（1）为了验证猜想一，应比较实验序号1和3，结论是：物体由静止开始下落，下落的快慢与材料无关；
（2）根据表中的数据，宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，它们将A
A、同时落地 B、铁片先落地，羽毛后落地 C、羽毛先落地，铁片后落地
（3）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让两片完全相同的纸（一张平铺，另一张对折）同时从三楼由静止开始下落，她发现两片纸不相等（同时/不同时）着地，此下落过程中两片纸作的纸所受的阻力相对于纸的重力不能忽略不计（是/不是）自由落体运动．

19．小华骑自行车下坡时，想到“从斜面下滑物体的快慢与哪些因素有关呢？”回家后她找来了小车、秒表、刻度尺和充当斜面的木板进行探究，如图所示．

实验次数	1	2	3	4
小车内放置钩码的质量m/g	0	50	100	150
时间t/s	2.5	2.5	2.0	2.5

她首先对影响小车下滑快慢的因素作出以下猜想：
猜想一：与小车的质量有关；
猜想二：与斜面的高度有关；
猜想三：与斜面的长度有关．
（1）根据所学知识，断定猜想二是正确的，依据是动能是由重力势能转化而来的．
（2）为了验证猜想一，小华的方案是：在小车内放置不同数量的钩码，分别从斜面的顶端由静止释放，测出下滑的时间．小华测量的结果如上表所示，她怀疑第三次测量错误，于是重新测量并进行了修正．小华第三次测量时间偏小的原因，除了秒表的使用和小车开始的位置不符合设计的要求外，还有一种在操作上存在的问题可能是小车未静止释放；
经过对修正后的数据分析，猜想一是错误（选填“正确”或“错误”）的．
（3）为了验证猜想三，小华设计的方案是将小车分别从距斜面底端不同距离处由静止释放，测出下滑的时间．她通过测量发现下滑的时间不同，于是得出猜想三是正确的．请对小华这一探究作出评价，指出她存在的两个主要问题①改变长度时，没有控制高度一定；
②路程不同，不能只通过时间比较运动快慢．
（4）接着小华又作出了“小车下滑的快慢还与斜面倾角有关”的猜想，你认为她
不需要（选填“需要”或“不需要”）对这一猜想进行探究．若需要，说出方案，若不需要，说出原因：斜面的高度、长度和倾角之间有一定的定量关系．

18．在物理拓展课上，为了探究从静止开始自由下落小球的下落距离与哪些因素有关，某小组同学让小球从某一高度由静止开始自由下落，并利用DIS系统和频闪照相设备得到了小球下落时的频闪照片，如图所示，然后选用体积相同但材质不同的小球重复上述实验，并将数据记录在表一、表二中．在照片中相邻小球之间的时间间隔相等（均为t）．
表一  橡胶球

序号	时间	下落距离（厘米）
1	t	2
2	2t	8
3	3t	18
4	4t	32
5	5t	50
6	6t	72

表二橡皮泥球

序号	时间	下落距离（厘米）
7	t	2
8	2t	8
9	3t	18
10	4t	32
11	5t	50
12	6t	72

①分析比较实验序号1与7、2与8、3与9、4与10、5与11或6与12中的相关实验数据，可得出的初步结论是：体积相同的小球从静止开始自由下落时，物体下落的距离与小球的材质无关．
②分析比较实验序号1、2、3、4、5与6 或7、8、9、10、11与12中的相关实验数据，可得出的初步结论体积相同的小球从静止开始自由下落时，下落时间越长，下落的距离越大
③进一步综合分析比较表一、表二中的相关数据，可以得出的结论是：下落的距离与时间的平方的比值是个定值．
④根据表一和表二中的实验数据，可得出在时间为10t时，物体下落的距离为200厘米．

17．在生产和生活中我们常遇到下列事例：投掷铅球时，铅球被举起一定的高度后再斜向上用力推出去，铅球会落到很远的地方；投掷标枪时，标枪被举起一定的高度用力甩出去，标枪会落到很远的地方…
（1）请你再举一个类似的事例：投掷手榴弹．
（2）这些事例应用到的共同物理知识是：利用了惯性．
（3）李娟看到投掷铅球场景后，思考：铅球投掷的远近跟什么因素有关呢？
她提出猜想一：铅球投掷的远近与用力的大小有关．
请你另提出一个猜想二：铅球投掷的远近与铅球的质量、铅球的体积、投掷的角度等有关．
（4）小芳找来弹弓模拟“投掷铅球”来验证猜想一．设计实验方案如下：
a、把弹弓的橡皮用力拉长到一定的长度后，以一定弹射角度θ₁将弹丸弹射出去，测出水平射程为S₁．
b、把弹弓的橡皮用力拉长到另一长度后，以另一个弹射角度θ₂将同一弹丸弹射出去，测出水平射程为S₂．
c、通过比较两次射程S₁，S₂的远近，得出结论：铅球投掷的远近跟抛射角大小有关．
（5）请对小芳的实验方案作出评估，指出她本次实验中的不足之处或需要改进的地方：两次没有控制弹射的角度相同．

16．在学习“探究影响电流热效应的因素”时，同学们发现用电阻丝对煤油加热时，观察温度计的示数变化的过程非常耗时，为了减少实验的时间，他们提出了如下改进的设想：
设想一：将煤油换成水来做实验，
设想二：通过加热空气来做实验．

（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定设想一是错误的，你认为他们他们判断的依据是：水的比热容比煤油大，温度难升难降．
（2）为了验证设想二，他们设计了下面的实验：
①在的锥形瓶中装入质量相等的红墨水，用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置，通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示温度变化的大小．然后把它们分别接入相同的电路，发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速，这说明气体传热本领比液体好．
②在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面，这是因为瓶内气压大于瓶外气压，使管内的液柱与瓶内液面相平，他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内如图C甲所示，接下来的操作是抽气．
③同学们用两根电阻丝（R_甲＞R_乙）插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示，闭合开关，甲、乙两玻璃管中液面如图D所示，由此得出关于电热的结论是电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多．

15．一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了研究．

（1）①小华将滑块放木板上，通过细线和固定的测力计相连，如图甲．水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F_左和F_右，若F_左＞F_右，则木板的左侧更粗糙，实验时不需要（选填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板．
②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板左侧更粗糙．
（2）小明用图乙实验装置，进行如下操作：
A．将相同轻弹簧的一端分别固定在MN上的P、Q点，另一端分别与相同的滑块接触．
B．移动滑块压缩弹簧，使弹簧缩短不同长度，由静止释放滑块，使滑块向左、向右滑动．
C．分别测出滑块向左、向右滑行的距离为x₁和x₂．
小明根据x₁和x₂的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑义．
为能根据x₁和x₂的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是不能确定滑块经过中线MN时的速度相同．
改正实验方法后，若x₁＞x₂，则木板右侧更粗糙．
（3）小红使滑块分别从左右两侧滑上木板，测出滑块运动的速度，作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图线如图丙，则图线b（选填“a”或“b”）所对应的接触面更粗糙，判断的依据是b图线物块的速度变化快．

14．在做探究凸透镜成像的实验中，
（1）小斌将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是10cm．
（2）小斌同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像如图所示，若要使烛焰在光屏中心成像，只调节光屏，应将光屏向上调节（选填：“上”或“下”）．
（3）若将烛焰移至距凸透镜15cm处，移动光屏，使烛焰在屏上得到倒立、清晰的实像，幻灯机（选填：“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）就是应用这一原理制成的．
（4）若将蜡烛远离透镜，光屏应靠近（选填：“靠近”、“远离”或“不移动”），屏上才可以出现清晰的像．我们可以从不同角度看到光屏上的像，是因为发生了漫反射（选填：“镜面反射”或“漫反射”）．
（5）小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像．将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了．为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，应将光屏向左移动（选填“左”或“右”）．

13．苹果是一种智慧之果，它具有传奇般的色彩．下面就让我们来一次有关苹果的探索之旅吧！
（一）测量苹果的密度：
方法一：如图甲所示，用天平测得苹果的质量为162.4g；若苹果的体积为200cm³，则苹果的密度为0.812g/cm³；
方法二：将苹果轻放入装满水的溢水杯中，静止时，苹果漂浮在水面上，测得从杯中溢出水的体积为V₁；再用细针缓缓地将苹果全部压入水中，从杯中又溢出了体积
为V₂的水．已知水的密度为ρ₀，则苹果密度的表达式为ρ_苹果=$\frac{m}{V}=\frac{{ρ}_{0}{V}_{1}}{{V}_{1}+{V}_{2}}$．
（二）科学探究：苹果电池的电压大小U与电极插入苹果的深度h的关系．
在苹果中插入铜片和锌片，就能自制成为一个苹果电池，铜片是电池的正极，锌片是负极．那么，苹果电池的电压大小与电极插入苹果的深度之间有怎样的关系呢？某实验小组用如图乙所示的实验器材对该问题进行探究．
（1）实验时，应保持其它条件不变，只改变电极插入苹果的深度；
（2）某小组同学测得的实验数据如表；

电极插入的深度h/cm	1	2	3	4	5
苹果电池电压U/V	0.12	0.18	0.22	0.27	0.3

分析表格中的数据，你能得到的实验结论是：其它条件一定时，电极插入深度越深，苹果电池的电压越大；
（3）科学猜想：苹果电池的电压大小还可能与苹果的种类（或苹果大小、两电极间的距离、电极面积大小、电极材料等）有关；
（4）一只苹果电池的电压比较低，可以将多只苹果电池串联，从而获得较高的电压．

12．学习了电学知识后，小明、小亮和小艳所在的兴趣小组发现：电学量的变化往往能够用来反映力学、热学、光学等物理量的变化．在冯老师的点拨下，他们在探究过程中不断完善和优化方案，共同设计了一种用电学量的变化来反映力学量--距离变化的装置．

（1）图（甲）所示是他们最初设计的装置原理图．图中R₀是定值电阻，ab是总电阻为9Ω、长60cm、粗细均匀、电阻随长度均匀变化，且沿竖直方向固定放置的金属杆，M是上下均有挂环、可沿竖直导轨上下移动的小物块，M上连有一根左端有滑片P、电阻不计的水平金属细杆，细杆与导线以及P与ab均接触良好，P在ab的中点时，对应于轴既不上移也不下移的位置．除金属杆ab、小物块M、金属细杆和导轨外，他们还准备了以下器材：A．电源（提供4V的稳定电压）B．电流表A（量程0-0.6A）C．电压表V₁（量程0～3V）D．电压表V₂（量程0～15V）E．定值电阻R₀（1Ω、3Ω、5Ω和6Ω的电阻各一个）F．开关S一个，导线（足够长）若干
①认真研究该原理图后，小艳认为图中只需一个电表即可，于是她将电流表去掉，则电流表所在处应该用一根导线替代（填“让其断路”或“用一根导线替代”）．
②小明和小亮认为：该装置应该尽量大地反映M移动的距离范围，同时还希望电压表上的每根刻度线都能够表示出轴移动的距离值．要达到此目的，电压表应该选C（填器材序号字母）；定值电阻应该选阻值为3欧的．
③在他们改进并初步完善的设计方案中，P在ab的中点，M既不上移也不下移时，电压表的示数是1.5V．
（2）冯老师在充分肯定他们的设计方案后，提出-个建议：能否在上述改进并初步完善的方案基础上再想想办法，使测量的距离范围更大？
他们经过热烈讨论后，决定增加一组滑轮组试试．图（乙）中的A、B、C是小明、小亮和小艳分别画出的滑轮组与M连接的示意图．他们希望通过电表的示数间接反映绳上N点的移动距离，且要求N点移动距离范围超过M．
①小明的连接方式能够达到目的吗？请说明理由．
②小亮（填“小明”、“小亮”或“小艳”）的连接方式，测量的N点移动距离范围最大．该连接方式中，电压表量程的l/3刻度线处表示的N点移动距离为100 cm．

11．在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象描述磁场，磁感线越密，磁场越强
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处．小明设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图D所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出．

请你将实物电路连接完整．

	1	2	3
U/V	1.50	3.00	4.50
I/mA	3.00	6.00	9.00

②正确接线后，测得位置1处的数据如表所示．该磁敏电阻的测量值为500Ω．根据该磁敏电阻的R-B特性曲
线可知，1处的磁感应强度为1.0T．
③在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电压表的示数减小．（填“增大”、“减小”或“不变”）
④若将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0mA时，滑动变阻器接入电路的阻值为450Ω．（电源电压为5.50V）