风车是利用风力做功的装置，小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示：

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1. 风车是利用风力做功的装置，小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下

做功的功率，实验装置如图所示：

(1) 观察实验装置，小明是通过测量细线对做功的功率来测定风车做功的功率。

(2) 实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，则风车做功的功率表达式为P=(表达式中的物理量均用符号表示)。

(3) 然后小明还测出风车在不同的风速下做功的功率，测得的功率越大，说明做功越 (选填“多”或“快”)。

(4) 风车做功过程中，回形针获得了重力势能和能；如果选用较粗重的线做实验，则与选用较细的线相比，测得风车做功的功率值偏 (选填“大”或“小”)。

【考点】

科学探索;

【答案】

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实验探究题普通

1. 由于全球变暖，世界各地许多冰川开始快速消融。如图所示，为了保护全球海拔最低、蕴含丰富地质学信息的四川达古冰川，科学家正在探索为冰川盖“被子”来减小太阳辐射热对冰川消融的影响。市场上有同种规格的白色、灰色、黑色三种颜色的纳米纤维布，选谁做“被子”呢？请你设计一个可操作的选择方案。

实验探究题普通

2. 两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通，空气该如何流动？小明为此设计实验展开探究。

(1) 【明确思路】

要判断空气如何流动，需知道两球内部空气的关系。

(2) 【收集证据】

如图甲，将气球套在三通玻璃管的一端，用橡胶管把气压传感器和注射器分别与三通玻璃管另外两端相连。用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧，防止。

(3) 将注射器内的空气，通过橡胶管为气球充气，充气结束后立刻用夹子连接注射器和三通玻璃管的橡胶管，记录气球半径和传感器显示的气压值。

(4) 解开其中一根细线，拔出，用注射器再次吸取一定体积的空气，重复以上实验。

按照步骤3，多次实验，获取足够多的半径和气压数据。

将探究实验所得的数据以气球半径为横坐标，内外压强差为纵坐标绘制得到如图乙图像。

(5) 【交流结论】

若小气球半径 $\text{[math]}$ ，大气球半径 $\text{[math]}$ ，则它们相连通后空气将向半径的气球流动。

(6) 两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通，空气流动可能发生的情况有种。

实验探究题困难

3. 19世纪中期，科学家想在地面用实验证明地球在自转，但地面上所有物体都随地球做同样的运动，实验几乎不可能成功。年轻的科学家傅科发现：在摆架下用细线系一个摆球，如图甲所示。让摆球摆动时转动摆架，在没有外界干扰时，摆球摆动面不变，如图乙所示。

于是，傅科设想在地球某处安装图甲所示的实验装置，让摆球摆动方向对着某颗恒星，当地球自西向东自转后，摆架随地球一起转动，站在地面的观察者就可以判断地球的运动。1851年，傅科在巴黎用一个摆长67m，质量28kg的摆球证明了地球的自转，人们将这样的摆叫傅科摆。理论计算得出，在地球纬度为φ的地方，傅科摆转动一圈的时间为 $\text{[math]}$ 。

我国北京天文馆里有一个长10m的傅科摆，北京的地理纬度约为40°，北京的傅科摆每小时转过的角度为 $\text{[math]}$ 是北极傅科摆每小时转过的角度。（已知 $\text{[math]}$ ）

(1) 如图丙所示，某同学用可以转动的圆桌代替地球模拟上述实验。具体操作是：摆球摆动后，通过观察来证明地球的自转。

(2) 在地球纬度越高的地方，傅科摆实验的效果越。

(3) 北京的天文馆里傅科摆1小时转过的角度大约为，以地面为参照物，傅科摆摆球是的（选填“运动”或“静止”）。

实验探究题困难