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23. 飞机在空中飞行时都有一定的迎角(即机翼轴线与水平气流的夹角)。飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外，是否还与迎角大小有关？为了研究这一问题，小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型，按图8-68(a)中的方法进行如下实验。
① 闭合电风扇的开关，调节挡位使风速最大，并使飞机模型的迎角为$0°$，记录测力计的示数，重复五次实验并计算升力平均值；
② 改变迎角大小，使其分别为$5°$、$10°$、$15°$、$20°$，重复步骤①；
③ 处理相关数据得到升力与迎角的关系如图8-68(b)所示。
(1)本实验得出的结论是。
(2)小明若要进一步研究飞机的升力与其飞行速度的关系，利用现有器材，可以模拟飞机不同飞行速度的操作是。
(3)资料显示：本实验结论与实际相符，且飞机迎角一定时，飞行速度越大，升力也越大。若某飞机以$500km/h$水平匀速直线飞行时的迎角为$θ_{1}$，而以$800km/h$水平匀速直线飞行时的迎角为$θ_{2}$($θ_{1}$、$θ_{2}$均小于$15°$)，则$θ_{1}$(选填“$＞$”“$=$”或“$＜$”)$θ_{2}$。
① 闭合电风扇的开关，调节挡位使风速最大，并使飞机模型的迎角为$0°$，记录测力计的示数，重复五次实验并计算升力平均值；
② 改变迎角大小，使其分别为$5°$、$10°$、$15°$、$20°$，重复步骤①；
③ 处理相关数据得到升力与迎角的关系如图8-68(b)所示。
(1)本实验得出的结论是。
(2)小明若要进一步研究飞机的升力与其飞行速度的关系，利用现有器材，可以模拟飞机不同飞行速度的操作是。
(3)资料显示：本实验结论与实际相符，且飞机迎角一定时，飞行速度越大，升力也越大。若某飞机以$500km/h$水平匀速直线飞行时的迎角为$θ_{1}$，而以$800km/h$水平匀速直线飞行时的迎角为$θ_{2}$($θ_{1}$、$θ_{2}$均小于$15°$)，则$θ_{1}$(选填“$＞$”“$=$”或“$＜$”)$θ_{2}$。
答案
飞机以一定速度飞行，迎角从0°增加到20°时，随着迎角的增大，飞机的升力先增大后减小，在迎角约为15°时升力达到最大
改变电风扇的挡位来改变风速大小（或改变电风扇与飞机模型的距离）
＞
改变电风扇的挡位来改变风速大小（或改变电风扇与飞机模型的距离）
＞
解析
【解析】
(1) 由图(b)的升力与迎角的关系图像可知：在风速（飞行速度）一定时，迎角从$0°$增加到$20°$的过程中，飞机的升力先增大后减小，在迎角约为$15°$时升力达到最大值。
(2) 要研究飞机升力与飞行速度的关系，需控制迎角等其他变量不变，改变飞行速度（风速），利用现有器材，可通过改变电风扇的挡位来改变风速大小，或改变电风扇与飞机模型的距离来改变风速，以此模拟不同的飞行速度。
(3) 飞机水平匀速直线飞行时，升力与重力是平衡力，大小相等，飞机重力不变，故升力大小不变。根据资料“迎角一定时，飞行速度越大，升力也越大”，当飞行速度从$500km/h$增大到$800km/h$时，若要保持升力不变，在迎角小于$15°$的范围内，需减小迎角（因为迎角越小，升力越小），因此$θ_{1}＞θ_{2}$。
【答案】
(1) 在风速（飞行速度）一定时，迎角从$0°$增加到$20°$的过程中，飞机的升力先增大后减小，在迎角约为$15°$时升力最大
(2) 改变电风扇的挡位来改变风速大小（或改变电风扇与飞机模型的距离）
(3) $＞$
【知识点】
控制变量法；流体压强与流速的关系；实验数据分析
【点评】
本题为探究性实验题，重点考查控制变量法的应用、实验图像的分析能力以及结合实验结论解决实际问题的推理能力，将流体压强知识与实验探究结合，注重对科学探究素养的考查。
【难度系数】
0.6
(1) 由图(b)的升力与迎角的关系图像可知：在风速（飞行速度）一定时，迎角从$0°$增加到$20°$的过程中，飞机的升力先增大后减小，在迎角约为$15°$时升力达到最大值。
(2) 要研究飞机升力与飞行速度的关系，需控制迎角等其他变量不变，改变飞行速度（风速），利用现有器材，可通过改变电风扇的挡位来改变风速大小，或改变电风扇与飞机模型的距离来改变风速，以此模拟不同的飞行速度。
(3) 飞机水平匀速直线飞行时，升力与重力是平衡力，大小相等，飞机重力不变，故升力大小不变。根据资料“迎角一定时，飞行速度越大，升力也越大”，当飞行速度从$500km/h$增大到$800km/h$时，若要保持升力不变，在迎角小于$15°$的范围内，需减小迎角（因为迎角越小，升力越小），因此$θ_{1}＞θ_{2}$。
【答案】
(1) 在风速（飞行速度）一定时，迎角从$0°$增加到$20°$的过程中，飞机的升力先增大后减小，在迎角约为$15°$时升力最大
(2) 改变电风扇的挡位来改变风速大小（或改变电风扇与飞机模型的距离）
(3) $＞$
【知识点】
控制变量法；流体压强与流速的关系；实验数据分析
【点评】
本题为探究性实验题，重点考查控制变量法的应用、实验图像的分析能力以及结合实验结论解决实际问题的推理能力，将流体压强知识与实验探究结合，注重对科学探究素养的考查。
【难度系数】
0.6
24. 有两个相同的烧杯，分别盛有体积相同的水和酒精，但没有标签。小李采用闻气味的方法，判断出无气味的是水。小唐则采用压强计进行了如下探究：
(1)若压强计的气密性很差，不论是用手指轻压还是重压橡皮膜，会发现U形管两边液柱的高度差变化(选填“大”或“小”)。把调节好的压强计放在空气中时，U形管两边的液面应该。
(2)如图8-69所示，小唐把金属盒分别浸入两种液体中，发现图(a)中U形管两边的液柱高度差较小，小唐认为该图中烧杯盛有酒精。此结论是不可靠的，因为没有控制金属盒在液体中的相同。
(3)小唐发现在相同液体中，金属盒离液面的距离越深，U形管两边液柱的高度差就越，表示液体的压强越。
(4)小唐还发现在相同液体中，金属盒距液面的距离相同时，只改变金属盒的方向，U形管两边液柱的高度差(选填“有”或“无”)变化，表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强。
(1)若压强计的气密性很差，不论是用手指轻压还是重压橡皮膜，会发现U形管两边液柱的高度差变化(选填“大”或“小”)。把调节好的压强计放在空气中时，U形管两边的液面应该。
(2)如图8-69所示，小唐把金属盒分别浸入两种液体中，发现图(a)中U形管两边的液柱高度差较小，小唐认为该图中烧杯盛有酒精。此结论是不可靠的，因为没有控制金属盒在液体中的相同。
(3)小唐发现在相同液体中，金属盒离液面的距离越深，U形管两边液柱的高度差就越，表示液体的压强越。
(4)小唐还发现在相同液体中，金属盒距液面的距离相同时，只改变金属盒的方向，U形管两边液柱的高度差(选填“有”或“无”)变化，表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强。
答案
小
相平
深度
大
大
无
相等
相平
深度
大
大
无
相等
解析
【解析】
(1) 若压强计气密性很差，漏气会导致U形管两边液柱高度差变化小；调节好的压强计放在空气中时，U形管两边液面应该相平。
(2) 探究液体压强与液体密度的关系时，需要控制金属盒在液体中的深度相同，图中未控制该变量，结论不可靠。
(3) 在同种液体中，金属盒离液面距离越深，液体压强越大，U形管两边液柱高度差越大。
(4) 在相同液体同一深度，改变金属盒方向，U形管液面高度差无变化，说明液体内部向各个方向的压强相等。
【答案】
小；相平；深度；大；大；无；相等
【知识点】
液体压强特点；控制变量法；压强计的使用
【点评】
本题围绕液体压强探究实验，考查压强计使用、控制变量法及液体压强特点，注重实验探究能力与基础知识的考查。
【难度系数】
0.7
(1) 若压强计气密性很差，漏气会导致U形管两边液柱高度差变化小；调节好的压强计放在空气中时，U形管两边液面应该相平。
(2) 探究液体压强与液体密度的关系时，需要控制金属盒在液体中的深度相同，图中未控制该变量，结论不可靠。
(3) 在同种液体中，金属盒离液面距离越深，液体压强越大，U形管两边液柱高度差越大。
(4) 在相同液体同一深度，改变金属盒方向，U形管液面高度差无变化，说明液体内部向各个方向的压强相等。
【答案】
小；相平；深度；大；大；无；相等
【知识点】
液体压强特点；控制变量法；压强计的使用
【点评】
本题围绕液体压强探究实验，考查压强计使用、控制变量法及液体压强特点，注重实验探究能力与基础知识的考查。
【难度系数】
0.7
