图专3-20
中国第一艘具备执行多重任务能力的警用无人飞艇是“空中机器人警用飞艇”(如图专3-20)，十年前就在广西南宁正式投入使用，并在第三届中国—东盟博览会期间执行空中巡航监控任务。这艘警用飞艇，利用卫星导航、遥感遥测等先进技术自驾巡航飞行，活动半径为80千米~120千米；能预设任务长时间在指定区域航行或定点悬浮，执行实时监控任务，通过艇载的无线数传链路和借助3G移动通信技术，将实时监控图像无距离限制传输到地面工作站和安保指挥中心；能作为小型通信中继平台，在无通信网络的地区执行通信中继任务；能在复杂区域垂直起降，执行小批量紧急救援物资运送任务等。从空中对整个会场主区进行空中监控，形成一种立体的防卫力量。这艘空中机器人警用飞艇的巡航监控范围，约相当于120名治安警员、25辆常规警车的巡防范围。这种飞艇还在高速公路巡防、边境巡防、消防监控、治安巡查等诸多警务工作中应用。同时，它还能广泛适用于海事巡逻、海关缉私、森林防火、资源调查、广告宣传等诸多行业。
我国首套基于飞艇的地空电磁探测仪器系统在吉林大学顺利完成飞行探测实验。 针对戈壁、荒滩、沼泽等人难以到达区域的电磁脉冲探测受制于工作环境，有人航空探测不仅受到深度不足的限制，还存在驾驶员和操作员人身安全的问题。而这种基于无人飞艇的地空电磁探测系统，最大探测深度超过1 000米，一次探测区域面积超过20平方公里，可有效提高探测深度和效率，同时不存在人员安全问题。该飞艇可在仅为30米的高度做超低空飞行，时长达3小时，飞行路程60 km以上。飞行高度越低，数据越精确，得到的有效信息也越多。
(1)出于安全考虑，飞艇内部充满的是________(选填“空气”或“氦气”)； (2)飞艇的发动机提供的动力用于飞艇的________(选填“水平”或“上下”)移动； (3)飞艇在空中悬停时，受到________和________(选填“重力”“拉力”或“浮力”)的作用。
答案：(1)氦气 (2)水平
(3)重力浮力
17.阅读《喷泉DIY》，回答下列问题。 喷泉DIY 制作喷泉 1.材料准备：
一个饮料瓶、两根长吸管(其中一根可弯曲)、面巾纸、水。
2.制作过程：
(1)往瓶里装入约5的水；
(2)将一根长吸管插入水中，另一根吸管也插入瓶中，但不要碰到水； (3)用浸湿了的面巾纸塞住瓶口，以固定吸管和密封瓶口；
(4)用力吹那根没有接触到水面的吸管，水就会像喷泉一样从另一根吸管中喷出来，如图专3-21所示。
4
图专3-21
3.经验总结：瓶口处必须用面巾纸密封，不能留空隙，若面巾纸塞得太松了，水根本喷不出来。
4.喷泉原理：喷泉到底是怎么形成的呢？原来通过吹气，瓶内水面上的气压升高，于是水就被挤进了另一根吸管，从而形成了好玩的喷泉。 制作升级
图专3-22甲所示的是一种叫做希罗喷泉的简单而有趣的装置，当其左上端的敞口蓄水池中的水经竖直水管流进空瓶A中时，被压缩的空气就通过水管进入上端的盛满水的瓶B中，瓶B中的水因受到空气压力的作用，就会从另一根水管中喷出形成喷泉，当瓶A中装满水后，喷泉就会停止喷水。这时只要将装满水的瓶A和空瓶B进行位置调换后，喷泉就会马上投入工作了，其改进版如图乙所示。
甲
图专3-22
乙
现有三个空的矿泉水瓶、三根长吸管、打孔工具、剪刀和哥俩好胶水。利用以上器材，开动脑筋赶快来尝试制作希罗喷泉吧！
图专3-23
(1)图专3-21，喷水吸管的下端应位于________(选填“空气中”或“水中”)； (2)图专3-22，希罗喷泉的成因是：________被压缩，压强变大，将水压出； (3)在希罗喷泉改进版装置中，若喷泉慢慢地停止喷水后，想让它继续工作，需要将________(选填“喷完水”或“装满水”)的容器向上抬高；
(4)某同学利用上述器材设计的希罗喷泉装置如图专3-23示，请你对该设计进行评价。 答案：(1)水中 (2)气体 下移到中间瓶子的气体中。
18.阅读《伽利略理想实验》，回答下列问题。 伽利略理想实验
所谓“理想实验”，又叫 “思想上的实验”，是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深入一层的抽象分析的方法被称之为“理想实验”法，它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。如图专3-24伽利略的理想实验，实验程序内容如下：①两个对接的斜面中，使静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。②如果没有摩擦，小球会上升到与释放时相同的高度。③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍能达到与释放时相同的高度，但这时它运动的距离BC ′比BC要远些。④继续减小斜面的倾角，小球到达与释放时相同的高度时运动的距离就会更远，最后使第二个斜面处于水平位置，小球将沿水平面做持续的匀速直线运动。
(3)装满水
(4)不能形成喷泉，应把中间管的上端向
图专3-24
(1)伽利略理想实验中，①是实际过程，④是________；(选填“实际过程”或“理想实验”)
(2)最后使第二个斜面处于水平位置，小球沿水平面做持续的匀速直线运动，小球受到重力和________力的作用，它们是一对________(选填“相互作用力”或“平衡力”)。若小球以5 m/s的速度做匀速直线运动，3 s内运动的距离是________m。 答案：(1)理想实验
(2)支持
平衡力
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19.阅读《设计实验》，回答下列问题。 设计实验
正确设计实验是比较复杂的工作，需要掌握相关的基本技能和方法。首先必须搞清楚哪些是自变量、哪些是因变量；其次要确定使用的材料和设备；最好还要设计实验数据记录表。
对假设中的变量进行识别，确定并标记自变量、控制变量、因变量。自变量是可能的原因；因变量是可能的结果；实验中要保持除自变量以外的无关变量都保持不变，这些变量叫做控制变量。
所谓操作性定义，就是根据可观察、可测量、可操作的特征来界定变量含义的方法。即从具体的行为、特征、指标上对变量的操作进行描述，将抽象的概念转换成可观测、可检验的项目。从本质上说，下操作性定义就是详细描述研究变量的操作程序和测量指标。例如，气球粘在墙上的牢固程度可以定义为气球粘在墙上的时间；再例如：电磁铁的磁性强弱可以定义为电磁铁吸引小铁钉的多少。
实验研究的本质是控制。对不同的变量所用的控制方法不同。对自变量可通过有目的的改变进行控制；对因变量的控制则主要依靠精确的、有效的测量，对无关变量(控制变量)的控制可以通过消除变量在研究中的影响而加以控制；还可以通过保持变量恒定，使其影响在整个过程中保持不变。
设计实验记录表的目的首先是方便记录实验过程中测量的实验数据；其次是清楚地发现因变量随自变量变化的规律。所以实验数据记录表中必须要包括假设中的自变量和
因变量。例如探究光的反射现象中，反射角与入射角的关系时，创建的数据表如表1所示，入射角是自变量，反射角是因变量。 表1 反射角与入射角的关系
入射角/° 反射角/° 当自变量或因变量需要间接的观察或测量时，实验数据记录表中还要设计中间变量。例如，探究串联电路中电流通过不同电阻的电功率和电阻阻值的关系时，创建的数据表如表2所示。电阻的阻值为自变量，电功率为因变量。电流和电压是为了间接测量电功率而直接测量的中间变量。 表2 电功率与电阻的关系
I/A U/V R/Ω P/W
图专3-25
(1)如图专3-25，用电炉子烧水时“电炉丝热的发红了，而导线却不怎么热”。请根据上述现象提出一个可探究的科学问题。
(2)此问题中自变量是________；因变量是________；需要控制的变量包括________。 (3)简单描述出表示因变量的方法： (4)画出实验数据记录表。
答案：(1)例如：电流通过导体产生热的多少与导体电阻的大小是否有关 (2)电阻的大小热量的多少电流的大小通电时间
(3)给质量和初温相同的煤油加热，利用升高的温度表示放出热的多少。 (4)略
20.阅读《科学理论与科学定律》，回答下列问题。 科学理论与科学定律