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12. 小宇骑车时发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离. 他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关. 为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度.
(1)为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面
(2)为了探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的
(3)为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为$h_\mathrm{A}$、$h_\mathrm{B}$的位置滚下$(m_\mathrm{A}＜m_\mathrm{B},h_\mathrm{A}＞h_\mathrm{B})$，推动小木块运动一段距离后静止. 同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是
(1)为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面
不同
(选填“同一”或“不同”)高度处释放，比较小球在同一
(选填“同一”或“不同”)粗糙面上滑行的路程.(2)为了探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的
同一
(选填“同一”或“不同”)高度处释放；小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将一直做匀速直线运动
.(3)为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为$h_\mathrm{A}$、$h_\mathrm{B}$的位置滚下$(m_\mathrm{A}＜m_\mathrm{B},h_\mathrm{A}＞h_\mathrm{B})$，推动小木块运动一段距离后静止. 同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是
未控制小球的质量相同
.答案
不同
同一
同一
一直做匀速直线运动
未控制小球的质量相同
同一
同一
一直做匀速直线运动
未控制小球的质量相同
解析
【分析】
(1) 要探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系，根据控制变量法，需控制水平面的粗糙程度相同，改变小球到达水平面时的速度。小球到达水平面的速度由释放时的斜面高度决定，所以应将小球从斜面不同高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程。
(2) 要探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系，需控制小球到达水平面时的速度相同，因此应将小球从斜面上的同一高度处释放；当水平面粗糙程度越小，小球滑行距离越远，进一步推理，若运动的物体不受阻力作用，物体的运动状态将不会改变，会一直做匀速直线运动。
(3) 模拟汽车超速带来的安全隐患，应控制小球的质量相同，只改变小球到达水平面的速度（即释放高度），但实验中A、B两个小球质量不同，存在两个变量，无法单纯探究速度对滑行距离的影响，所以结论有问题。
【解析】
(1) 探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系时，需控制水平面粗糙程度一致，改变小球的初速度。由于小球的初速度由斜面释放高度决定，所以应先后三次将小球从斜面不同高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程。
(2) 探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系时，要保证小球到达水平面的初速度相同，因此应先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放；根据实验现象，水平面越光滑，小球滑行距离越远，进一步推理可得：运动的物体如果不受阻力作用，物体将一直做匀速直线运动。
(3) 模拟汽车超速的安全隐患，需要控制小球的质量相同，只改变小球的速度（通过改变释放高度），但实验中$m_\mathrm{A}＜m_\mathrm{B}$，没有控制小球的质量相同，变量不唯一，因此得出的结论有问题。
【答案】
(1) 不同；同一
(2) 同一；一直做匀速直线运动
(3) 未控制小球的质量相同
【知识点】
控制变量法；牛顿第一定律；阻力对物体运动的影响
【点评】
本题主要考查控制变量法在力学探究实验中的应用，以及牛顿第一定律的科学推理过程，要求学生熟练掌握控制变量的实验思想，同时能通过实验现象进行合理的科学推理，提升物理实验探究能力。
【难度系数】
0.6
(1) 要探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系，根据控制变量法，需控制水平面的粗糙程度相同，改变小球到达水平面时的速度。小球到达水平面的速度由释放时的斜面高度决定，所以应将小球从斜面不同高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程。
(2) 要探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系，需控制小球到达水平面时的速度相同，因此应将小球从斜面上的同一高度处释放；当水平面粗糙程度越小，小球滑行距离越远，进一步推理，若运动的物体不受阻力作用，物体的运动状态将不会改变，会一直做匀速直线运动。
(3) 模拟汽车超速带来的安全隐患，应控制小球的质量相同，只改变小球到达水平面的速度（即释放高度），但实验中A、B两个小球质量不同，存在两个变量，无法单纯探究速度对滑行距离的影响，所以结论有问题。
【解析】
(1) 探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系时，需控制水平面粗糙程度一致，改变小球的初速度。由于小球的初速度由斜面释放高度决定，所以应先后三次将小球从斜面不同高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程。
(2) 探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系时，要保证小球到达水平面的初速度相同，因此应先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放；根据实验现象，水平面越光滑，小球滑行距离越远，进一步推理可得：运动的物体如果不受阻力作用，物体将一直做匀速直线运动。
(3) 模拟汽车超速的安全隐患，需要控制小球的质量相同，只改变小球的速度（通过改变释放高度），但实验中$m_\mathrm{A}＜m_\mathrm{B}$，没有控制小球的质量相同，变量不唯一，因此得出的结论有问题。
【答案】
(1) 不同；同一
(2) 同一；一直做匀速直线运动
(3) 未控制小球的质量相同
【知识点】
控制变量法；牛顿第一定律；阻力对物体运动的影响
【点评】
本题主要考查控制变量法在力学探究实验中的应用，以及牛顿第一定律的科学推理过程，要求学生熟练掌握控制变量的实验思想，同时能通过实验现象进行合理的科学推理，提升物理实验探究能力。
【难度系数】
0.6
13. 某科技小组同学利用塑料瓶、打气筒、橡皮塞、水等制作了水火箭，如图甲所示，制作好后，在塑料水瓶中装入适量的水，在尾部塞好橡皮塞后放在发射架上，用打气筒向瓶内打气，当瓶内水面上方气压达到一定程度时，高压气体将水和橡皮塞从瓶口冲出，水火箭向下喷水，水火箭飞向远处.
(1)高压气体将水和橡皮塞冲出，水火箭向下喷水，水火箭飞向高空，瓶身用的是密度较小的塑料瓶，目的是减小水火箭的，使其惯性较小，容易飞出；锥形箭尖的设计，是为了减小飞行中的(选填“动力”或“阻力”).
(2)水火箭成功飞出后，科技小组同学想让水火箭飞得更远，于是提出了问题：水火箭飞行的距离与什么因素有关呢？他们猜想可能与发射的角度有关. 你认为影响因素可能还有(写出一点即可).
(3)科技小组同学继续探究水火箭飞行的距离与发射角度的关系：
① 为了排除其他因素的影响，他们需要控制其他因素不变，改变，然后进行实验探究；
② 科技小组同学根据记录的实验数据作出如图乙所示的图像，由图像可知，随着发射角度的增大，水火箭的飞行距离.
(1)高压气体将水和橡皮塞冲出，水火箭向下喷水，水火箭飞向高空，瓶身用的是密度较小的塑料瓶，目的是减小水火箭的，使其惯性较小，容易飞出；锥形箭尖的设计，是为了减小飞行中的(选填“动力”或“阻力”).
(2)水火箭成功飞出后，科技小组同学想让水火箭飞得更远，于是提出了问题：水火箭飞行的距离与什么因素有关呢？他们猜想可能与发射的角度有关. 你认为影响因素可能还有(写出一点即可).
(3)科技小组同学继续探究水火箭飞行的距离与发射角度的关系：
① 为了排除其他因素的影响，他们需要控制其他因素不变，改变，然后进行实验探究；
② 科技小组同学根据记录的实验数据作出如图乙所示的图像，由图像可知，随着发射角度的增大，水火箭的飞行距离.
答案
质量
阻力
水火箭内水的质量
发射角度
先变大后变小
阻力
水火箭内水的质量
发射角度
先变大后变小
解析
【分析】
1. 对于第(1)问：惯性的大小只与物体的质量有关，质量越小，惯性越小，所以用密度较小的塑料瓶是为了减小水火箭的质量，从而减小惯性；锥形箭尖的流线型设计，是为了减少飞行过程中空气对它的阻碍，即减小阻力。
2. 对于第(2)问：影响水火箭飞行距离的因素有很多，除了发射角度外，还可以从水的质量、瓶内打气的多少（气压大小）、箭身的形状、发射高度等方面考虑，任选一个合理因素即可。
3. 对于第(3)问：①探究水火箭飞行距离与发射角度的关系，需用到控制变量法，要控制其他可能影响的因素不变，只改变发射角度来进行实验；②从图乙的图像趋势可以看出，随着发射角度增大，飞行距离呈现先上升后下降的变化，即先变大后变小。
【解析】
(1) 惯性大小与质量有关，质量越小惯性越小，所以用密度小的塑料瓶是减小水火箭的质量；锥形箭尖的设计能使空气更顺畅地流过，减小飞行中的阻力。
(2) 影响水火箭飞行距离的因素除发射角度外，还可以是水火箭内水的质量（或瓶内充气量、发射高度等，合理即可）。
(3) ①根据控制变量法，探究飞行距离与发射角度的关系时，要控制其他因素不变，改变发射角度；②由图乙图像可知，随着发射角度增大，水火箭飞行距离先变大后变小。
【答案】
(1) 质量；阻力
(2) 水火箭内水的质量（合理即可）
(3) ①发射角度；②先变大后变小
【知识点】
惯性的影响因素、控制变量法、阻力的减小方法
【点评】
本题以水火箭为情境，将惯性、阻力以及实验探究的控制变量法等物理知识与实际制作相结合，既考查了基础物理概念，又引导学生将物理知识应用到生活实践中，培养科学探究思维。
【难度系数】
0.7
1. 对于第(1)问：惯性的大小只与物体的质量有关，质量越小，惯性越小，所以用密度较小的塑料瓶是为了减小水火箭的质量，从而减小惯性；锥形箭尖的流线型设计，是为了减少飞行过程中空气对它的阻碍，即减小阻力。
2. 对于第(2)问：影响水火箭飞行距离的因素有很多，除了发射角度外，还可以从水的质量、瓶内打气的多少（气压大小）、箭身的形状、发射高度等方面考虑，任选一个合理因素即可。
3. 对于第(3)问：①探究水火箭飞行距离与发射角度的关系，需用到控制变量法，要控制其他可能影响的因素不变，只改变发射角度来进行实验；②从图乙的图像趋势可以看出，随着发射角度增大，飞行距离呈现先上升后下降的变化，即先变大后变小。
【解析】
(1) 惯性大小与质量有关，质量越小惯性越小，所以用密度小的塑料瓶是减小水火箭的质量；锥形箭尖的设计能使空气更顺畅地流过，减小飞行中的阻力。
(2) 影响水火箭飞行距离的因素除发射角度外，还可以是水火箭内水的质量（或瓶内充气量、发射高度等，合理即可）。
(3) ①根据控制变量法，探究飞行距离与发射角度的关系时，要控制其他因素不变，改变发射角度；②由图乙图像可知，随着发射角度增大，水火箭飞行距离先变大后变小。
【答案】
(1) 质量；阻力
(2) 水火箭内水的质量（合理即可）
(3) ①发射角度；②先变大后变小
【知识点】
惯性的影响因素、控制变量法、阻力的减小方法
【点评】
本题以水火箭为情境，将惯性、阻力以及实验探究的控制变量法等物理知识与实际制作相结合，既考查了基础物理概念，又引导学生将物理知识应用到生活实践中，培养科学探究思维。
【难度系数】
0.7
