20．物體只在重力作用下由靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動，這種運動只在沒有空氣的空間才能發(fā)生，在有空氣的空間，如果空氣阻力相對物體的重力比較小，可以忽略，物體的下落也可以近似地看作自由落體運動．為了探究自由落體運動時間與哪些因素有關，同學小王有如下猜想：

實驗序號	材料	物體質量（kg）	下落高度（m）	下落時間（s）
1	鐵球	1	20	1.96
2	鐵球	1	30	2.47
3	鉛球	1	20	1.96
4	鉛球	2	20	1.96

猜想一：物體下落的時間與物體的材料有關；
猜想二：物體下落的時間與物體下落的高度有關；
猜想三：物體下落的時間與物體的質量有關．
為驗證猜想的正確性，幾位同學用三個金屬球做了一系列實驗，實驗數據記錄如下：
（1）為了驗證猜想一，應比較實驗序號1和3，結論是：物體下落的快慢與材料無關；
（2）小敏同學也對這個問題進行了研究，她讓質量相等的鐵球和紙團同時從三樓由靜止開始下落，她發(fā)現兩者下落時間不相等（填“相等”或“不相等”），原因是：紙所受的空氣阻力相對于紙的重力不能忽略不計．

19．在客流量較大的區(qū)域，部分面食店為了減少顧客的就餐等待時間，會把面食的溫度控制得恰到好處．某興趣小組為了探究熱水與冷水混合后的溫度和哪些因素有關，將不同質量、不同溫度的水在絕熱容器中進行混合，并測出混合后的溫度．實驗結果記錄如表．

實驗 序號	熱水的質量 m1（克）	熱水的溫度 t1（℃）	冷水的質量 m2（克）	冷水的溫度 t2（℃）	混合后的溫度 t（℃）
1	10	60	10	10	35
2	30	60	10	10	47.5
3	30	80	30	24	52
4	40	60	10	10	50
5	40	45	20	0	30
6	40	60	20	0	40
7	40	75	20	0	50
8	40	90	40	20	55
9	40	60	40	20	40

（1）分析實驗序號1與2與4的數據可知：當熱水的溫度t₁、冷水的溫度t₂與冷水的質量m₂保持不變時，混合后的溫度t隨熱水的質量m₁的增大而升高．
（2）分析實驗序號1（或3或8或9）的數據可以得出：當熱水的質量m₁等于冷水的質量m₂時，混合后的溫度t與熱水的溫度t₁、冷水的溫度t₂滿足關系式$\frac{{t}_{1}{+t}_{2}}{2}$．
（3）某同學分析表格中的數據，得出的結論是：當熱水的質量m₁、冷水的質量m₂、冷水溫度t₂保持不變時，混合后的溫度t與熱水的溫度t₁成正比．請您分析該結論是否正確并說明理由．不正確；分析實驗序號5、6、7的數據可知當熱水的質量m₁、冷水的質量m₂保持不變且冷水的溫度t₂=0℃時，混合后的溫度t與熱水的溫度t₁成正比．

18．社會上有這樣的傳聞：許多菜市場的商家在電子秤下面放上襯墊物，這樣電子秤顯示的示數會大于商品的質量導致消費者購買的商品缺斤短兩，電子秤下放上襯墊物真會影響測量的結果嗎？
科學興趣小組準備了電子秤、稱量物（100g、300g、500g砝碼各1個），泡沫板．毛毯、紙板，進行實驗．結果記錄如下表．

	無	泡沫板	毛毯	紙板
500g砝碼	500	500	498	500
300g砝碼	300	300	299	300
l00g砝碼	t00	100	100	100

（1）通過對表中數據分析，可得出的結論是電子秤測量質量與襯墊材料無關．
（2）用毛毯作為襯墊物時，電子秤顯示的示數有偏差是什么因素引起的？科學興趣小組的同學們通過思考和討論后認為可能與毛毯太軟引起電子枰傾斜有關．為此，他們把電子秤置于水平木板上，調零后放上砝碼測質量，改變木板與水平桌面的傾角α的大小，調零后繼續(xù)探究，如圖所示．請你幫助他們設計一個記錄實驗數據的表格．

17．逆風騎自行車時，彎著身體，會省力些；雨天，撐傘逆風行走時，風速越大，行走越困難．這是因為受到空氣阻力的作用．物體所受空氣阻力大小與哪些因素有關呢？小明猜想可能與物體的迎風面積和風速有關．為驗證以上猜想，小明選用了如下器材：可調速電風扇（高、中、低三檔）、彈簧測力計、面積不同的塑料擋板三塊、光滑玻璃板、小車．
（1）小明設計了如圖所示實驗，用電風扇向小車及擋板吹風，模擬小車運動時受到的空氣阻力．根據二力平衡知識，通過彈簧測力計示數即可知道小車受到的空氣阻力．
（2）小明在探究風速對小車所受空氣阻力影響時，保 持迎風面積一定，測得數據如下：

風速	低	中	高
小車受到的空氣阻力/N	0.8	2.2	3.8

通過對表中數據分析，可得出的結論是：在迎風面積相同時，風速越大，阻力越大．
（3）小明還想探究迎風面積對小車所受空氣阻力的影響，請你幫他設計出主要的實驗步驟：①保持電風扇風速不變，②在小車上放置面積不同的塑料擋板，分別測出小車所受到的空氣阻力．
（4）你認為影響物體所受空氣阻力大小的因素可能還有物體的形狀（寫出一個）．

16．眼睛凸透鏡對光的作用：取一燒杯，里面沖以煙霧，倒扣在桌上，然后在杯底放一凸透鏡，用手電筒射出一束平行光，垂直射入燒杯中，現象如圖所示：
你發(fā)現的實驗結論是：凸透鏡對光有會聚作用；
煙霧的作用是：煙塵微粒對光的漫反射來顯示光通過的路徑．

15．小華同學發(fā)現家用白熾燈在剛開燈瞬間易燒壞，猜想白熾燈的電阻可能與燈絲的某個因素有關，于是，找來與白熾燈工作原理相同的小燈泡，按圖甲所示電路圖進行探究，電源電壓恒為4.5V，小燈泡的額定電壓2.5V．
（1）請用筆畫代替導線，把圖乙的電路按圖甲的電路圖連接完整，使滑片P向右移動時燈的亮度變亮．
（2）連接電路后閉合開關，小燈泡閃亮一下就熄滅．檢查發(fā)現小燈泡的燈絲已燒斷．分析原因是閉合開關時，滑動變阻器連入電路的電阻為最小值（選填“最大值”或“最小值”），導致電流過大而形成的．
（3）斷開開關，更換燒壞的電路元件，進行正確的操作．調節(jié)滑片使燈泡逐漸變亮，記錄電流表和電壓表的示數如下表，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為10Ω．
（4）小華由實驗判斷，小燈泡的電阻與燈絲的溫度有關，家用白熾燈在開燈瞬間與步驟2中小燈泡形成過大電流的原因不同（選填“相同”或“不同”）．

電壓U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5
電流I/A	0.16	0.19	0.22	0.25	0.28
電阻R/Ω	6.3	7.9	9.1
亮度	微亮→較亮→亮→很亮					燒壞

14．某小組同學研究柱形物體浸入液體的過程中液體對容器底部壓力的變化情況，他們將高H為0.15米、橫截面積為S的圓柱體掛在測力計下，并將其逐步浸入同一容器的液體中（液體不溢出），如圖所示，記錄其下表面到水面的距離h，計算出相鄰兩次實驗中h的變化量△h，并測得容器底部受到液體的壓力F_液，將數據記錄在表一中．然后，他們變換液體重復實驗，將數據記錄在表二中．（已知：ρ₁＞ρ₂）
表一（液體密度為ρ₁）

實驗 序號	h （米）	F液 （牛）	△h （米）	△F液 （牛）
1	0	20.0	0.01	1.0
2	0.01	21.0
3	0.02	22.0	0.02	2.0
4	0.04	24.0
5	0.05	25.0	0.03	3.0
6	0.08	28.0
7	0.15	35.0	0.01	0
8	0.16	35.0

表二（液體密度為ρ₂）

實驗 序號	h （米）	F液 （牛）	△h （米）	△F液 （牛）
9	0	20.0	0.01	0.8
10	0.01	20.8
11	0.02	21.6	0.02	1.6
12	0.04	23.2
13	0.05	24.0	0.03	2.4
14	0.08	26.4
15	0.15	32.0	0.02	0
16	0.17	32.0

①分析比較實驗序號1～6或9～14中△F_液與△h的數據及相關條件，可得出的初步結論是：在圓柱體沒有全部浸沒液體中之前，圓柱體浸入同種液體的過程中，△F_液與△h的比值是一個定值．
②分析比較實驗序號1～6和9～14中△F_液與△h的數據及相關條件，可得出的初步結論是：在圓柱體沒有全部浸沒液體中之前，在圓柱體浸入不同種液體過程中，△F_液與△h的比值是不同的，液體密度越大，比值越大．
③分析比較實驗序號7、8或15、16中的數據及相關條件，發(fā)現數據與上述的結論不相符合，簡述數據與小紅結論不符的原因圓柱體完全浸沒，在液體中的深度增加，但液體的深度不再發(fā)生變化．
④請進一步綜合分析表一、表二的相關數據，并歸納得出結論．
該小組同學認為物體浸入液體的過程中容器底部受到液體壓力的增加量△F_液除了與h和液體種類有關之外，可能還與物體自身的形狀有關，為了驗證自己的想法，需添加的器材為正方體乙．  
器材：
圓柱體甲     高   H=0.15米   橫截面積 2S；
正方體乙    邊長H=0.15米     橫截面積 S；
圓柱體丙     高   H=0.2米    橫截面積 S．

13．小聰和小明利用橡皮泥進行造船比賽，載重物多者勝．為此兩人分別對浮力問題進行探究．
（1）小聰游泳時身體越往水下浸，感覺身體越輕，由此可提出的猜想是物體所受浮力與物體排開液體的體積是否有關．
（2）要驗證小聰的猜想，請說明實驗思路．
（3）小明把一個橡皮泥塊放在水面，放手后，橡皮泥塊下沉．他把橡皮泥塊提成小船后放在水面上，放手后，小船漂�。�請解釋以上現象產生的原因．

12．某興趣小組在老師的指導下作了水火箭升空實驗，實驗器材有：飲料瓶、氣筒、自行車氣門、鐵絲、橡皮塞、水等，水火箭構造如圖所示，根據老師的介紹，同學們了解到水火箭升空工作過程如下：在瓶中裝適量的水，塞好瓶塞后放在發(fā)射架上，用氣筒向瓶內打氣，瓶內上方氣體壓強達到一定程度，高壓氣體將水和橡皮塞從瓶口壓出的同時，瓶飛向高空．

（1）水火箭升空原理可利用我們所學過的力的作用是相互的知識來解釋．從能量轉化角度來看，水火箭的動能是由內能轉化來的．
（2）實驗后小明提出了問題：水火箭上升高度與什么因素有關呢？
小明猜想：可能與瓶中氣體的壓強有關；
小華猜想：可能與瓶中水的體積有關；
小軍猜想：可能與瓶子的形狀有關；
你認為影響因素還有瓶塞氣嘴口徑的大�。�（寫出一點）
（3）實驗小組通過試驗發(fā)現，瓶塞插入深度不同，瓶塞被沖出前用氣筒充氣次數不同（設充一次氣氣量相同），他們選用同一可樂瓶，瓶中水量為200ml．通過站在不同樓層觀察員目測進行數據記錄．考慮到安全做了三次，實驗結果如下：

瓶塞塞入深度	淺	深	更深
高度/m	2	5	12

這可驗證水火箭上升高度與瓶塞塞入的深度有關的猜想是正確的．為了驗證小華的猜想，請你為她設計一個可行的實驗步驟：保持其它的情況不變，只改變裝入瓶內水的體積，重復試驗比較發(fā)射高度．
（4）實驗小組經過討論思考發(fā)現，瓶塞插入瓶口的深度的加深，其實是增大了瓶塞與瓶口的壓力，從而增大了瓶塞與瓶口的摩擦力，使瓶塞不易壓出，實現了增大瓶內氣壓的目的，請你幫助實驗小組再想一個增大摩擦力的方法．

11．如圖甲所示，是江蘇如東風力發(fā)電場的外景，該場是亞洲目前建設規(guī)模最大的風電基地，小明在參觀了發(fā)電場后，對風力發(fā)電機產生了濃厚的興趣．風力發(fā)電機發(fā)電時的輸出功率和哪些因素有關呢？對這一問題，他做了如下猜想：

①風力發(fā)電機的輸出功率可能與風速有關
②風力發(fā)電機的輸出功率可能與葉片的傾角有關
為了探究風力發(fā)電機的輸出功率是否與風速有關，小明設計了如下實驗步驟：
①如圖乙，將風葉安裝在風車底座上，把線的一端固定在風車轉軸上，另一端系上鉤碼．
②在風車正前方1m處放置電風扇，將電風扇的風速調到1擋位，用秒表記錄提升鉤碼到A點所需的時間．
③將電風扇換到2、3擋位，重復以上實驗，并將數據記錄在表格中．
（注：電風扇擋位越高，風速越大）
表一：

電風扇擋位	鉤碼的質量（g）	提升鉤碼到A點的時間（s）
1	50	15
2	50	13
3	50	10

（1）這個實驗是通過測量提升鉤碼到A點的時間來比較風車輸出功率的大�。�
（2）通過實驗可以得到的結論是：風力發(fā)電機的輸出功率與風速有關，風速越大，風力發(fā)電機輸出功率越大．
為了進一步研究風力發(fā)電機，他又從電廠查到一臺1500kW的發(fā)電機組的相關數據：
表二：不同風速下風力發(fā)電機每秒獲得的風能

風速v（m/s）	5	10	15	20
1s獲得的能量E（104J）	15	120	405	350

表三：發(fā)電機輸出電功率與風速的關系

風速（m/s）	5	10	15	20
輸出電功率（kW）	4	360	1500	1100

（3）對表二進行分析，你發(fā)現風速在5m/s～15m/s的范圍內，風力發(fā)電機每秒獲得的風能（E）與風速（v）的數學定量關系式是：E=1200v³．
（4）根據表三，風速為10m/s時，這臺發(fā)電機1h的發(fā)電量可供100只“220V 100W”的路燈工作36h．
（5）風速為10m/s時，這臺發(fā)電機的發(fā)電效率是多大？