20．生活中处处有物理，同学们在玩中都会无意识的涉及到许多物理知识．以下两个现象可能您尝试或观察过：
（1）喝牛奶时，把吸管插入牛奶盒中往里吹气，迅速放开，牛奶从吸管喷出．
（2）在室温下，把吹鼓的气球放在火炉附近，过一会儿，气球就爆破了．
由以上现象进行猜想：
当气体的体积一定时，气体压强可能与气体的质量和温度有关．
【设计并进行实验】
小明同学进行了如下实验来研究烧瓶内水面上方的气体压强：
（1）把细玻璃管插人装有半瓶水的密闭烧瓶中，如图所示；
（2）从细管上端往烧瓶里吹气，此时瓶内气体压强增大（增大/减小/不变）；迅速放开，观察到细玻璃管内水柱上升到a处位置（如图所示）．
（3）接着用手握住烧瓶的瓶颈部分，使瓶内气体的压强增大，请您在图中画出细玻璃管内水柱所上升到b处的大致位置；
[实验拓展]
（1）控制其它条件相同时，换用内径不同的细玻璃管进行上述实验，则管内水柱上升的高度会相同（相同/不同），理由是液体压强只与液体的密度和深度有关．
（2）控制其它条件相同时，把图的装置从山脚移到山顶，则细玻璃管内的液面将上升（上升/下降/不变），这是由于大气压随高度升高而降低．

19．小静在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示．
小静想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验，小静发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度
h₁，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h₂．通过比较h₂与h₁的大小关系即可作出判断．
请你作答以下问题：

（1）A球从斜面滑下的过程中，重力势能转化为动能．
（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了动能．
（3）已知重力势能的计算公式为E_p=mgh，动能的计算公式为E_k=$\frac{1}{2}$mv²．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式v_A=$\sqrt{2gh1}$；若h₂=h₁，则说明B球被撞后开始运动的速度v_B=v_A（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）在实际实验中，测出的h₂总小于h₁，则导致这一现象的原因轨道不光滑，具有摩擦力，损耗部分机械能．

18．下雨天，小明站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌．他想，雨水在屋面流淌
的时间与哪些因素有关呢？他提出了三种猜想：
猜想1：雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关；
猜想2：雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关；
猜想3：雨水流淌的时间可能与屋面的材料有关．
（1）为了验证猜想是否正确，他设计了一个如图甲所示的装置（倾角α可调），用小球模拟雨滴进行了如下探究：
①保持斜面倾角α不变，换用不同质量的小球，让它们分别从斜面的顶端由静止释放，测出每次小球通过斜面的时间，如表一．表一中数据是否支持猜想1？并请说明理由：不支持，因为不同质量的小球分别滚下时所用时间相同；
表一                                   

质量m/克	3	6	8	12	20
t/秒	1.7	1.7	1.7	1.7	1.7

表二

倾角α/°	15	30	45	60	75
t/秒	1.9	1.6	1.2	1.6	1.9

②不改变底边的长度，多次改变倾角α，让同一小球从斜面的顶端由静止释放（如图乙），测出每次小球通过斜面的时间，如表二．为了便于得出规律，检验猜想2，请在图丙中大致作出t-α的图象．

（2）请设计实验来探究猜想3：雨水流淌的时间与屋面的材料的关系，简述你的实验方案：①简要做法：保持斜面的倾角α与斜面的长度不变，让小球在不同材料的斜面上下滑，记录小球在不同材料的斜面上下滑的时间；
②判断方法：如下滑的时间相同，说明与斜面的材料无关，如都不相同说明与斜面的材料有关．．

17．某兴趣小组的同学对“运动物体所受空气阻力与运动速度的关系”进行了探究，实验如下：相同条件下取形状相同，质量分别为1克、3克、8克的A、B、C三个空心物体，用“频闪摄影”的方法测出物体在空中自由直线下落时的距离和时间；并分别画出下落距离与时间的对应曲线1、2、3如图所示．分析图中的曲线l、2、3，可发现物体在开始下落阶段的速度是变化的，最后阶段做匀速直线运动．回答下列问题：
（1）测出物体A在不同时刻的下落距离，将数据填入下面的表格中，分析图中的图线1，推算表格中x的值应为1.937米．

时间t/秒	0.0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0
下落距离s/米	0.000	0.036	0.467	0.957	1.447

（2）分析比较图线l、2、3，在最后阶段匀速下落过程中，三次所受的阻力之比为1：3：8．
（3）以上探究我们用到控制变量法，下面选项中也用到该方法的是BD．
A．用磁感应线来表示磁场方向和强弱      B．影响酶活性因素的探究
C．影响滑动摩擦力大小的因素            D．研究电流时，将它比做水流．

16．有三个同学在家里用实验探究纸片、塑料薄膜、棉布对电视机遥控器遥控信号的阻挡能力．他们的探究过程分别是：
甲同学：在自己家中，将纸片放在遥控器与电视机之间，手指按遥控器控制键，如果遥控器能对电视机起控制作用，则增加纸片的数量．如此重复实验，逐渐增加纸片的层数，直到遥控器不能控制电视机为止，记下纸片的层数．
乙同学：在自己家中，用塑料薄膜按照与甲同学同样的方法进行实验，记下塑料薄膜的层数．
丙同学：在自己家中，用棉布按照与甲同学同样的方法进行实验，记下棉布的层数．
他们的实验结果已经记录在下面的表格中：

学生	使用材料	能完全阻挡遥控信号的最少层数
甲	纸片	14
乙	塑料薄膜	20
丙	棉布	10

分析：从三位同学的记录中，可得出的结论是：棉布比纸片和塑料薄膜更有效地阻挡电视机遥控器发出的控制信号．回答问题：
（1）电视机遥控器是利用下列选项中哪个工作的？B
A．红光   B．红外线   C．紫外线   D．超声波
（2）分析得出的结论是否靠？请你指出三位同学的探究过程存在的一些问题．（至少2点）
①没有选择同一台电视机（同一遥控器）进行实验；
②遮挡材料所放的位置不一致，遥控器与电视机的距离不一致；
③遮挡材料的厚度不一（合理即可）．

15．小宇的表弟在操场上玩滑板车，他发现表弟用脚蹬地的力越大，滑板车速度增加的越快．爱思考的小宇猜想：滑板车速度增加的快慢可能与脚蹬地的力的大小有关．为了验证自己的猜想，他回校后进行了如下实验并将结果记录如下表．（实验桌面光滑，摩擦不计）：

实验 序号	钩码的质量m（kg）	开始的速度v0（m/s）	1秒末的速度v1（m/s）	2秒末的速度v2（m/s）	每秒速度的增加量a（m/s2）
1	0.05	0	0.25	0.5	0.25
2	0.1	0	0.5	1	0.5
3	0.2	0	1	2	1

（1）实验装置中使用定滑轮的作用是改变力的方向．
（2）分析实验数据，可以得出物体受到的拉力F（钩码重力）与每秒速度的增加量a之间的关系式是F=2a，从而验证了自己的猜想．
（3）做了上述实验后，小宇还认为影响滑板车速度增加的快慢还可能人和与滑板车的质量大小有关，于是他又对此进一步利用实验进行探究，这时他应该通过改变小车的质量而保持拉力不变．

14．如图甲所示，是江苏如东风力发电厂的外景，该场是亚洲目前建设规模最大的风电基地，小明在参观了发电场后，对风力发电机产生了浓厚的兴趣．

风力发电机发电时的输出功率和哪些因素有关呢？对这一问题，他做了如下猜想：
①风力发电机的输出功率可能与风速有关．
②风力发电机的输出功率可能与叶片的倾角有关．
（1）请你也提出一个猜想：
③风力发电机的输出功率可能与叶片面积有关．
为了探究风力发电机的输出功率是否与风速有关，小明设计了如下实验步骤：①如图乙，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码．②在风车正前方1米处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间．③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中．（注：电风扇挡位越高，风速越大）
表一：

电风扇挡位	钩码的质量（克）	提升钩码到A点的时间（秒）
1	50	15
2	50	13
3	50	10

请你回答：
（2）这个实验是通过测量砝码上升时间的长短来比较风车输出功率的大小．
（3）通过实验可以得到的结论是：风力发电机的输出功率与风速有关，风速越大输出功率越大．
为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：输出功率与风速的关系

风速（m/s）	5	10	15	20
输出功率（kW）	80	720	1500	1100

表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：

风速（m/s）	5	10	15	20
1s获得的能量（104J）	15	120	405	350

（4）风能是清洁能源，也是可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源．风力发电机的工作原理是电磁感应．
（5）风速为10m/s时，这台发电机的发电效率为60%．

13．小明用图甲电路研究“串联电路中滑动变阻器的电功率大小与其电阻大小的关系”

（1）请根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线完成图乙中的电路连接．
（2）在实验过程中，小明选用12伏的稳定电源，连接好电路后，闭合开关，从B往A移动滑片，测得数据如表：

实验次数	1	2	3	4	5
电流表示数/安	0.30	0.34	0.4	0.48	0.60
电压表示数/伏	6.0	5.1	4.0	2.4	0
滑动变阻器R1的阻值/欧	20	15	10	5	0

请在坐标图中画出滑动变阻器的电功率P₁随其阻值R₁变化的曲线．
（3）实验后，他查阅资料得知：串联电路中滑动变阻器消耗的功率随着滑动变阻器阻值的增大先增大后减小，当R₀=R₁时，滑动变阻器的电功率最大，请分析小明的实验结果与资料不吻合的原因：滑动变阻器的最大阻值没超过电阻R₀的阻值．

12．电池使用说明中都有一条提示：“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”．小明同学用所学物理知识探究这条提示的依据．
方案一：用同型号串联的两节新电池和串联的一新一旧电池分别给同一辆玩具电动车供电，让电动车在相同路面上运动．
（1）通过测量电动车运动的速度，比较两组电池为电动车提供的电功率太小．
（2）通过测量电动车能够运动的路程，比较两组电池为电动车提供的电能多少．
方案二：用定值电阻替代电动车，通过测量定值电阻两端的电压，比较电池给定值电阻提供的电压差异究竟有多大．
小明设计了图示电路．将方案一中的两组电池和同型号一节新电池分别接入A、B间进行实验，将开关S闭合前后的电压表读数记录在如表中．

电源	S断开时电压/V	S闭合时电压/V
两新	3.2	3.1
一新一旧	1.9	1.3
一新	1.6	1.5

（1）分析数据可知，串联的一新一旧电池给定值电阻提供的电压，竟然小于一节新电池提供的电压！这是因为用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个电阻．
（2）要使结论具有普遍性，需要换用不同型号新旧电池进行了多次实验．

11．一组学生研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下：

A．小明同学提出假设运动物体所受空气阻力与运动速度有关
B．他们计划利用一些小纸杯作为研究对象，用超声测距仪等仪器测量小纸杯在空中直线运动时的下落距离，速度时间的变化规律，以验证假设
C．在相同的实验条件下，同学们先测量了单只小纸杯在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入表中，图甲是对应的下落距离随时间变化的曲线，然后将不同数量的小纸杯叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度随时间变化的图线，如图乙中图线的1，2，3，4，5所示（对应的“小纸杯”数量分别是1，2，3，4，5个）D．同学们对实验数据进行分析，归纳后，证实了小明的假设．

时间（s）	下落距离（m）
0.0	0.000
0.4	0.036
0.8	0.469
1.2	0.957
1.6	1.447
2.0	x

请根据上述材料，请回答下列问题：
（1）小明提出的假设是运动物体所受空气阻力与运动速度有关．
（2）图甲中的AB段反应出小纸杯在做匀速直线运动，其中x的值1.937米．
（3）图乙中可知小纸杯下落一段时间后均做匀速直线运动的原因是受到平衡力的作用．