物理学家密立根1911年曾以著名的油滴实验推断出自然界存在基元电荷，并推算出基元电荷的带电量。下面让我们追溯这个实验过程，并提出问题。

    如图所示，两块水平放置的平行金属板间距离为d，油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。油滴所受空气的浮力远小于重力，可以忽略。当平行金属板间没加电压时，由于空气阻力与速度大小成正比（设比例系数为常数k，且k>0），经过一短时间，即可观察到质量为m的带电油滴以恒定的速率v₁在空气中缓慢降落。

(1) 若在平行金属板间加电压U（上极板为正），可见到油滴以恒定速率v₂缓慢上升。设重力加速度为g，试求油滴所带电量q（用d、U、k、v_l、v₂等已知量表示）。

(2) 若平行金属板间不加电压，油滴在两板间以恒定速率v₁下降时，移动某一竖直距离所需时间为t₁；加了电压U后，油滴以恒定速率v₂上升同一竖直距离所需时间为t₂，则油滴的带电量可表示为。试用已知量d、g、U、t₁及油滴质量m来表示A的表达式。

(3) 若这时把加在平行金属板间的电压撤除，使油滴以恒定速率下降一段距离；然后向平行金属板间照射X射线，改变油滴的带电量后，又在平行金属板间加上电压U，测定该油滴匀速上升同一竖直距离的时间t₂。依此类推，多次实验的结果表明总是0.00535s^-1的整数倍。由此可推论：自然界中一定存在基元电荷。已知该实验中测得的一组数据如下：d=2.0´10^-2m，m=3.2´10^-16kg，t₁=11.9s，U=25V，并取g=9.8m/s²，试由此计算基元电荷的带电量(取两位有效数字)。

 一组同学研究“物体下落过程所受空气阻力的大小是否变化”的探究过程如下：

A．有同学认为：物体下落过程所受空气阻力可能与运动速度有关。

B．他们计划利用“小纸杯”作为研究对象，用频闪相机等仪器测量小纸杯在空中的下落运动，并研究下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设。

C．在相同实验条件下，同学们先测量了单个小纸杯的运动情况，制作了下表并画出了对应的位移—时间图象如图a。然后将不同数量的小纸杯叠放在一起进行运动情况的测量，并最后作出它们的速度—时间图象如图b（图线序号与小纸杯数量相同）。

 

时间（s）	下落距离（m）
0.0	0.000
0.4	0.036
0.8	0.469
1.2	0.957
1.6	1.445
2.0

 

按上述探究过程回答下面问题：

（1）科学探究活动通常包括以下环节：提出问题、作出假设、制定计划、搜集证据、评价交流等。与A，C步骤相对应的探究环节是            ，            。

（2）你估算表格中对应2.0s时的下落距离是         ，图象a中1.2s之后的图线趋向直线，可以看作是          运动。图象b中各图线的最初阶段为同一直线，说明各个运动在开始时做相同的         运动。

（3）由此探究你认为物体下落运动所受空气阻力的关系可能是（        ）

a保持不变       b越来越大       c开始时增大后来没什么变化    d没什么规律

 

 

 一组同学研究“物体下落过程所受空气阻力的大小是否变化”的探究过程如下：

A．有同学认为：物体下落过程所受空气阻力可能与运动速度有关。

B．他们计划利用“小纸杯”作为研究对象，用频闪相机等仪器测量小纸杯在空中的下落运动，并研究下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设。

C．在相同实验条件下，同学们先测量了单个小纸杯的运动情况，制作了下表并画出了对应的位移—时间图象如图a。然后将不同数量的小纸杯叠放在一起进行运动情况的测量，并最后作出它们的速度—时间图象如图b（图线序号与小纸杯数量相同）。

 

时间（s）	下落距离（m）
0.0	0.000
0.4	0.036
0.8	0.469
1.2	0.957
1.6	1.445
2.0

 

 

 

按上述探究过程回答下面问题：

（1）科学探究活动通常包括以下环节：提出问题、作出假设、制定计划、搜集证据、评价交流等。与A，C步骤相对应的探究环节是             ，             。

（2）你估算表格中对应2.0s时的下落距离是          ，图象a中1.2s之后的图线趋向直线，可以看作是          运动。图象b中各图线的最初阶段为同一直线，说明各个运动在开始时做相同的          运动。

（3）由此探究你认为物体下落运动所受空气阻力的关系可能是（        ）

a保持不变        b越来越大       c开始时增大后来没什么变化    d没什么规律

 

 

 一组同学研究“物体下落过程所受空气阻力的大小是否变化”的探究过程如下：

A．有同学认为：物体下落过程所受空气阻力可能与运动速度有关。

B．他们计划利用“小纸杯”作为研究对象，用频闪相机等仪器测量小纸杯在空中的下落运动，并研究下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设。

C．在相同实验条件下，同学们先测量了单个小纸杯的运动情况，制作了下表并画出了对应的位移—时间图象如图a。然后将不同数量的小纸杯叠放在一起进行运动情况的测量，并最后作出它们的速度—时间图象如图b（图线序号与小纸杯数量相同）。

 

时间（s）	下落距离（m）
0.0	0.000
0.4	0.036
0.8	0.469
1.2	0.957
1.6	1.445
2.0

 

按上述探究过程回答下面问题：

（1）科学探究活动通常包括以下环节：提出问题、作出假设、制定计划、搜集证据、评价交流等。与A，C步骤相对应的探究环节是             ，             。

（2）你估算表格中对应2.0s时的下落距离是          ，图象a中1.2s之后的图线趋向直线，可以看作是          运动。图象b中各图线的最初阶段为同一直线，说明各个运动在开始时做相同的          运动。

（3）由此探究你认为物体下落运动所受空气阻力的关系可能是（        ）

a保持不变        b越来越大       c开始时增大后来没什么变化    d没什么规律

 

 

(8分)对于落体运动规律的研究，著名科学家伽利略做出了具大的贡献，关于他的研究工作，回答以下问题：

(一)(4分)科学探究活动通常包括以下要素：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作等．伽利略对落体运动规律的探究过程如下：

A．伽利略依靠逻辑的力量推翻了亚里斯多德的观点；

B．伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点；

C．为“冲淡”重力，伽利略设计用斜面来研究小球在斜面上运动的情况；

D．伽利略换用不同质量小球，沿同一斜面从不同位置由静止释放，并记录相应数据；

E．伽利略改变斜面的倾角，重复实验，记录相应数据；

F．伽利略对实验数据进行分析；

G．伽利略将斜面实验得到的结论推广到斜面倾角增大到90°时．

(1) 与上述过程中B步骤相应的科学探究要素是                    ．

(2) 与上述过程中F步骤相应的科学探究要素是                    ．

 (二)(4分)伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点，但在伽利略时代无法直接测出物体运动的速度．伽利略借助于数学方法，通过数学推理，巧妙地将研究“速度与时间的关系”转换为研究“位移与时间的关系”，解决了这一难题．接着，伽利略用一条刻有光滑凹槽的长木板做成一个斜面，让小球沿斜槽滚下，同时采用滴水计时法．下表是伽利略手稿中记录的一组实验数据．

时间单位t	1	2	3	4	5	6	7
距离单位s	32	130	298	526	824	1192	1600

上表的实验数据能验证伽利略得出的位移与时间的关系吗？如果能，请简要写出你的理由，并在下列坐标纸中作出能直观反映这一结论正确的图象．如果不能，请说明理由．(如有需要可利用上表中的空格,作图时请标明横轴的意义．)