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1. 如图甲所示，某学校组织的科技节上，小明等几个同学在老师的指导下制作的水火箭顺利发射并通过降落伞成功回收，赢得观众的阵阵掌声。他们用到的实验器材有：大号饮料瓶、气筒、自行车气门芯。铁丝、橡皮塞、塑料片、双面胶、水等。水火箭构造如图乙所示。他们小组合作，一边操作，一边给观众介绍水火箭的工作过程：在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上，用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度时，高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出的同时，瓶飞向高空。

(1) “高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出的同时，瓶飞向高空”这句话涉及的物理知识有：(答出一点即可)；
(2) 水火箭达到一定的高度时在重力作用下开始下落，降落伞被打开，降落伞所起的作用是；
(3) 实验完成后小明又提出了问题：水火箭上升高度与什么因素有关呢？小组同学通过多次实验过程的经验进行了猜想；

小明猜想：可能与瓶中气体的压强有关；

小李猜想：可能与瓶中水的体积有关；

小刘猜想：可能与瓶子的形状有关。

你认为因素还有(答出一点即可)；
(4) 实验小组通过实验发现，橡皮塞插入深度不同，橡皮塞被冲出前用气筒充气次数不同(设充一次气气量相同)，他们选用同一可乐瓶，瓶中水量均为200mL。改变橡皮插入的深度进行实验，观察水火箭上升的高度，实验结果如下：

橡皮塞插入深度

浅

深

更深

高度/m

2

5

10

这可验证水火箭上升高度与有关的猜想是正确的；
(5) 实验小组经过讨论思考发现，橡皮塞插入瓶口的深度的加深，其实是增大了橡皮塞与瓶口的力，从而增大了橡皮塞与瓶口的摩擦力，使橡皮塞不易被压出，实现了增大瓶内气压的目的，请你帮助实验小组再想一个增大摩擦力的方法：。
【考点】
动能与势能的应用; 机械能及其转化; 力作用的相互性; 增大或减小摩擦的方法;
【答案】

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实验探究题 普通
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1. 篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小楠觉得好奇：篮球撞击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。

猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；

猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；

猜想3：与地面的粗糙程度有关。

（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到了台案后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是的；

（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如下表。

夹角α

20.0°

30.0°

45.0°

60.0°

70.0°

夹角β

玻璃地面

25.5°

34.7°

49.2°

63.5°

72.8°

木板地面

28.6°

37.3°

51.6°

65.4°

74.1°

水泥地面

30.9°

39.2°

53.9°

67.5°

76.6°

①小球撞击地面发生形变时，动能转化为了能；

②对于猜想2，分析数据可得：当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就（选填“越大”或“越小”），说明该猜想是正确的；

③对于猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。你（选填“赞成”或“不赞成”）小虎的观点；

（3）用每隔0.02s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。小球是从图乙中的（选填“A”“B”或“C”）位置开始入射的；

（4）同学们分析：当α一定时，随着地面粗糙程度变小，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等，请写出一个用此思想方法研究问题的实例：。
实验探究题 普通
2. 某物理兴趣小组研究物块从斜面由静止下滑至底端过程中势能变化量ΔEp与动能变化量ΔEk的大小关系。他们选取了倾角、长度相同但材料不同的斜面进行实验，已知玻璃表面最光滑，木板表面其次，石板表面较为粗糙。他们将物块放在斜面A位置由静止下滑，如图所示，用传感器测出物块在A、B、C、D、E五个位置时的势能Ep、动能Ek大小，并将数据记录在表格中。

物块位置

势能EP/焦

动能Ek/焦（玻璃表面）

动能Ek/焦（木板表面）

动能Ek/焦（石板表面）

A

1.00

0.00

0.00

B

0.75

0.17

0.15

0.12

C

0.50

0.34

0.30

0.24

D

0.25

0.51

0.45

0.36

E

0.00

0.68

0.60

0.48
(1) 请填写表格中空缺的数据；
(2) 请分析物块的势能、动能的大小变化情况；
(3) 分析表中数据及相关条件，物块从同一斜面由静止下滑至底端过程中ΔEp与ΔEk的大小关系是；请在相关结论的基础上对ΔEp与ΔEk的大小关系进行合理推理： 。

实验探究题 普通
3. 小明在实验室看到一科学玩具﹣﹣牛顿摆，如图1甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。

这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止？于是他提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关？接着他作出以下猜想：

I．可能与撞击球撞击时的速度大小有关

II．可能与撞击球的数量多少有关

将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为A~E球。若不考虑能量损失，请回答下列问题：

(1) 将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），释放后，A球向右摆动过程中，将能转化为动能。
(2) 探究猜想I时，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是：。释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度（选填：“有关”或“无关”）。
(3) 通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解，小明继续探究猜想II，将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的（选填：“甲”、“乙”或“丙”）；请闸述你选择的理由：。

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