（2）实验步骤（可画图或文字表述）； （3）设计记录数据的表格。
【分析】（1）根据实验的目的准备实验需要的器材；
（2）管内外液面高度差与水温、管的内径有关，要想利用这支细玻璃管探究管内外液面高度差与水温的定量关系，应该控制管的内径不变，改变水的温度；同时为了得到普遍规律，应该进行多次实验。据此设计实验步骤和表格。 【解答】解：（1）由题可知，本实验的目的是想利用这支细玻璃管探究管内外液面高度差与水温的定量关系，因此除细玻璃管外，还需要盛水用的烧杯、测量水温用的温度计、测量液面高度差的刻度尺，当然还需要适量的热水。 （2）①往烧杯加入适量温水，将细玻璃管和温度计插入水中；
②等细玻璃管内液面和温度计示数稳定后，用刻度尺测出液面高度差和温度计示数，并记录在表格中； ③5分钟后用刻度尺测出液面高度差和温度计示数，并记录在表格中； ④重复步骤③多次实验。 （3）表格设计如下：
1 2 3 4 5 液面高度差（cm） 水温（C°） 故答案为：
（1）烧杯、温度计、刻度尺、热水； （2）实验步骤见解答； （3）记录数据的表格见解答。
27．（2018?东营）教育部将“研学旅行”纳入中小学生日常教育范畴。某校组织学生到黄河入海口进行研学旅行。在河边的沙滩上，老师提议同学们利用一个空矿泉水瓶，借助河水、细沙、随身携带的热水（从中选择一种或多种）设计实验探究所学的物理知识，请参照举例帮他们设计三个可以探究的实验，写出操作方法、实验现象和得出的结论。 例：将空矿泉水瓶慢慢压入水中，发现越来越费力，说明物体所受浮力的大小与其浸在液体中的体积有关。 （1） 用力挤压矿泉水瓶，矿泉水瓶被压扁。说明力可以改变物体的形状 。
（2） 在矿泉水瓶中装入一定质量的细沙，从不同高度自由下落，发现矿泉水瓶被举得越高，在沙滩上留下的痕迹越深。说明重力势能的大小与物体被举高的高度有关 。
（3） 在矿泉水瓶中装满细沙，分别让矿泉水瓶正立和倒立在松软的沙滩上，发现矿泉水瓶倒立时在沙滩上留下的痕迹更深。说明压力的作用效果与受力面积的大小有关 。
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【分析】（1）力可以改变物体的运动状态形状； （2）影响重力势能的因素：质量和高度；
（3）压力的作用效果与压力和接触面的粗糙程度有关； （4）凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜可以成正立放大的虚像。
【解答】解：（1）用力挤压矿泉水瓶，矿泉水瓶被压扁。说明力可以改变物体的形状。
（2）在矿泉水瓶中装入一定质量的细沙，从不同高度自由下落，发现矿泉水瓶被举得越高，在沙滩上留下的痕迹越深。说明重力势能的大小与物体被举高的高度有关。
（3）在矿泉水瓶中装满细沙，分别让矿泉水瓶正立和倒立在松软的沙滩上，发现矿泉水瓶倒立时在沙滩上留下的痕迹更深。说明压力的作用效果与受力面积的大小有关。
（4）在矿泉水瓶中装满水，让瓶身对着阳光，发现在地面上形成一个光斑（或一条亮线）。说明装满水的矿泉水瓶像凸透镜一样能使光会聚。
故答案为：（1）用力挤压矿泉水瓶，矿泉水瓶被压扁。说明力可以改变物体的形状。
（2）在矿泉水瓶中装入一定质量的细沙，从不同高度自由下落，发现矿泉水瓶被举得越高，在沙滩上留下的痕迹越深。说明重力势能的大小与物体被举高的高度有关。
（3）在矿泉水瓶中装满细沙，分别让矿泉水瓶正立和倒立在松软的沙滩上，发现矿泉水瓶倒立时在沙滩上留下的痕迹更深。说明压力的作用效果与受力面积的大小有关。
28．（2018?昆明）（1）生活中，我们会遇到下面的现象：
现象一：如图1所示，将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋甲落到地板上，摔烂了；而鸡蛋乙落到一块海绵上，完好无损。此现象说明鸡 乙 蛋受到的撞击力较小（填“甲”或“乙”）。
现象二：如图2中a所示，一根细线拴着一个重物，把重物拿到一定高度，然后释放，重物可以把细线拉断；如图2中b所示，如果在细线上端拴一段橡皮筋，再从同样的高度释放该重物，细线就不会被拉断。此现象说明细线中的拉力是图 b 中的较小。这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象，这种现象背后的物理原因是什么呢？
①现象一中，鸡蛋甲从接触地板到摔烂的时间为t1，鸡蛋乙从接触海绵到抵达最低点的时间为t2，则t1 ＜ t（填“＜”、2“=”或“＞”）。
②现象二：图a中，细线从刚好拉直到它断开的时间为t3；图b中，细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4，则t3 ＜ t4（填“＜”“=”或“＞”）。
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（2）综上分析，导致上述现象中两个力变小的可能原因是 力作用时间的长短 ；
（3）为了进一步探究这种现象，兴趣小组的同学做了一个实验：先后三次让同一个同学骑同一辆自行车，从斜坡上的同一位置由静止开始滑下，每次到达坡底进入同一水路面时用大小不同的力捏刹车，实验数据如下表所示： 实验次数 1 2 3 捏刹车的用力情况 较小的力 较大的力 更大的力 在水平面上滑行时间 40s 17s 4s 由以上实验数据可以得出的结论是：在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来作用 时间 越长，作用力越 小 。 （4）生活中这样的例子是很多的，例如人从高处跳到地面上时，膝盖会无意识的弯一下，这是通过 增加力作用时间 而 减小 地面对人的冲击力。
（5）下列现象中没有利用缓冲知识的是 D 。 A．自行车坐垫上装减震弹簧 B．跳远时跳到沙坑里
C．装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤 D．用撬棒撬石头
【分析】（1）力可以改变物体的形状，力越大，形变越大； （2）通过实验知：力越大，时间越短； （3）通过表格数据分析得出结论；
（4）生活中利用缓冲的例子：都是通过增加作用时间，减小作用力； （5）分析各现象找出符合题意得选项。
【解答】解：（1）现象一：力可以改变物体的形状，当将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋甲落到地板上，摔烂了，受到的力为F1；而鸡蛋乙落到一块海绵上，完好无损，乙的形变小，受到的力为F2，说明乙受到的作用力小，即F1＞F2；
现象二：当在细线上端拴一段橡皮筋后，再从同样的高度释放该重物，细线不会被拉断，说明细线受力较小，故此现象说明细线中的拉力是栓有一段橡皮筋的b较小；
①地板比较硬，鸡蛋从接触地面到摔烂的时间比较长，海绵比较软，鸡蛋从接触到抵达最低点的时间比较长，即t1＜t2；
②图a中，细线从刚好拉直到它断开的时间为t3，作用力为F3； 图b中，细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4，作用力为F4，
图b中的橡皮筋起到一个缓冲的作用，使得图b中细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间较长，作用力小，即t3＜t4，F3＞F4。
（2）综上分析，根据t1＜t2、F1＞F2；t3＜t4，F3＞F4知：作用时间越短，作用力越大；
（3）由表格实验数据可知：捏刹车的用力越小，车在水平面上滑行时间越长，越不容易停下来，故可以得出的结论是：
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在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来作用时间越长，作用力越小；
（4）人从高处跳到地面上时，膝盖会无意识的弯一下，延长着地过程的作用时间，减小运动员着地时所受的冲击力。 （5）A、自行车坐垫上装减震弹簧，是通过弹簧的缓冲延长了作用时间，减小了人受到的缓冲力，故A不符合题意； B、运动员跳远时跳到沙坑里，沙坑里的沙对运动员有一个缓冲力，避免对运动员造成伤害，故B不符合题意； C、装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤是因为橡胶锤有弹性，延长作了用时间，减小了作用力，故C能不能符合题意； D、用撬棒撬石头利用了杠杆的原理，与缓冲没有关系，故D符合题意。 故选D。
故答案为：（1）乙； b；＜；＜；（2）力作用时间的长短；（3）时间； 小； （4）增加力作用时间； 减小；（5）D。
29．（2018?山西）上传说，坦桑尼亚一个名叫姆佩巴的学生急于上课，将热牛奶放进了冰箱，令他惊奇的是，这杯热牛奶比同时放入冰箱内的冷牛奶先结冰。由友跟帖：热水比冷水结冰快。后来有人把这种现象叫做“姆佩巴效应”。你认为传说中的“姆佩巴效应”是真的吗？请你设计一个实验方案，验证这个说法是否正确。（温馨提示：注意实验方案的可操作性）
（1）实验器材： 两个相同的杯子、天平、热水、冷水、冰柜、钟表 （2）实验步骤： 在两个相同的杯子中，分别装入适量的等质量的冷水和热水
（3）实验结论： 若热水先结冰，则传说中的说法是真的；若冷水先结冰或同时结冰，则传说中的说法是假的 【分析】要比较冷水和热水谁结冰快，需要选用相同的烧杯、相同质量的冷水和热水、用钟表测量结冰的时间，放在同一冰柜中，比较结冰时间得出结论。
【解答】解：（1）实验器材：两个相同的杯子、天平、热水、冷水、冰柜、钟表； （2）实验步骤：在两个相同的杯子中，分别装入适量的等质量的冷水和热水； 将两杯水同时放入同一冰柜中进行冷冻，每隔适当的时间，观察水的状态变化情况；
（3）实验结论：若热水先结冰，则传说中的说法是真的；若冷水先结冰或同时结冰，则传说中的说法是假的。 故答案为：（1）两个相同的杯子、天平、热水、冷水、冰柜、钟表； （2）在两个相同的杯子中，分别装入适量的等质量的冷水和热水；
（3）若热水先结冰，则传说中的说法是真的；若冷水先结冰或同时结冰，则传说中的说法是假的。
30．（2018?台州）某同学用铅笔芯（主要成分是碳）自制简易爱迪生灯泡。他将直径0.5毫米的铅笔芯两端接上导线，放入盛有少量澄清石灰水的广口瓶中（如图甲），连接12伏电源和电流表，闭合开关，铅笔芯发出黄光并渐渐变亮，稍后渐渐变暗。断开电路，发现澄清石灰水变浑浊，铅笔芯明显变细。继续通电，铅笔芯烧断掉落。 （1）某时刻，电流表的示数如图乙所示，为 1.5 安 （2）请在答题纸图丙中画出该实验的电路图。
（3）瓶中的石灰水可起到 瓶中的石灰水可以检验实验中产生的二氧化碳气体，也能防止炽热的铅笔芯掉落使瓶底破
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裂 作用。
（4）实验中，铅笔芯亮度渐渐变暗的原因是 铅笔芯在燃烧过程中变细，横截面积变小，电阻变大，由于电源电压不变，根据P=
可得，铅笔芯的实际功率变小，所以变暗 。
【分析】（1）根据电流表的量程和分度值读出电流； （2）根据实验目的画出电路图；
（3）二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊以及吸收热量；
（4）根据影响电阻的小的因素：长度、材料、横截面积分析出电阻的变化； 根据P=
分析出灯泡变暗的原因。
【解答】解：（1）电流表的量程为0﹣3A，分度值为0.1A，示数为1.5A；
（2）电路中需要用电流的大小反映出电阻的大小，故需要电流表，电路如下图所示：
（3）铅笔芯在燃烧过程中可以产生二氧化碳和大量的热，瓶中的石灰水可以检验实验中产生的二氧化碳气体，也能防止炽热的铅笔芯掉落使瓶底破裂；
（4）铅笔芯在燃烧过程中变细，横截面积变小，电阻变大，由于电源电压不变，根据P=变小，所以变暗。
故答案为：（1）1.5；（2）见上图；（3）瓶中的石灰水可以检验实验中产生的二氧化碳气体，也能防止炽热的铅笔芯掉落使瓶底破裂；（4）铅笔芯在燃烧过程中变细，横截面积变小，电阻变大，由于电源电压不变，根据P=铅笔芯的实际功率变小，所以变暗。
31．（2018?白银）小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度（摆动中人离开中心的最大距离）决定。于是进行了如图实验，一细绳一端拴一小球，一端固定，让小球自由往返摆动，并记录数据如表。 实验 可得，铅笔芯的实际功率
可得，
小球到固定点 小球质 摆动幅 小球往返摆小球往返摆动 20
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