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题文

超导体现象是20世纪人类重大发现之一,目前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。
(1)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零,这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直于圆环平面向上,逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,若此后环中的电流不随时间变化,则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向,并说明理由。
(2)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于I的电流变化,其中I<<I,当电流的变化小于I时,仪器检测不出电流的变化,研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S,环中定向移动电子的平均速率为v,电子质量为m、电荷量为e。试用上述给出的各物理量,推导出ρ的表达式。
(3)若仍试用上述测量仪器,实验持续时间依旧为t,为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高,请提出你的建议,并简要说明实现方法。

科目 物理   题型 实验题   难度 中等
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(1)某同学用自己发明的新式游标卡尺测量小钢球的直径,新式卡尺将主尺上39mm在游标尺上均分成20等份。如图所示,则小钢球的直径为d=_____________cm。

(2)该同学又用螺旋测微器测量某电阻丝的直径,示数如图,则该金属丝的直径为 mm。

某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。钢球自由下落过程中,先、后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过光电门A、B的时间分别为。用钢球通过光电门的平均速率表示钢球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h,当地的重力加速度为g。

①用游标卡尺测量钢球的直径,读数如图乙所示,钢球直径为D=_____cm。
②要验证机械能守恒,只要比较_____。
A.是否相等 B.是否相等
C.是否相等 D.是否相等
③钢球通过光电门的平均速度_____(选填“>”或“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度。

实验小组用如下图(甲)所示装置探究“加速度与物体质量、物体受力的关系”.实验中小车质量为M,钩码质量为m,用钩码所受的重力作为小车受到的合力.

(1)下列说法正确的是
A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车后接通电源
C.本实验中M应远大于m
D.在用图像探究加速度与质量关系时,应用a-1/M图像
(2)实验小组测出若干组F-a数据,然后根据测得的数据作为如图乙所示的a-F图线,发现图像既不过原点,又不是直线,最主要的原因是
A.没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时所垫木片太薄,且小车质量较大
B.没有平衡摩擦力或平衡摩擦力时所垫木片太薄,以及钩码的质量较大
C.平衡摩擦力时,所垫木片太厚,且钩码质量较大
D.平衡摩擦力时,所垫木片太厚,且小车的质量较大
(3)在探究加速度与力的关系时,图丙为某次试验中打出的纸袋,打电计时器的电源频率为50Hz,则加速度a=______m/s2(保留两位有效数字)

在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,装置如图甲所示,实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端,每次测出相应的弹簧总长度。

(1)某同学通过以上测量后把6组数据描点在坐标图乙中,请作出F-L图线;
(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0=__________cm,劲度系数k=___________N/m。

“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验中:
(1)打点计时器是一种计时仪器,实验室常用的有“电磁式打点计时器”和“电火花计时器”,它们使用的都是民用___________(填“直流”或“交流”)电源,其电源频率为_______Hz,每隔__________s打一个点。

(2)某同学在实验中打出的一条纸带如图所示,他选择了几个计时点作为计数点,相邻两计数点间还有4个计时点没有标出,其中s1=7.06cm,s2=7.68cm,s3=8.30cm,s4=8.92cm,那么打b点的瞬时速度大小是___________m/s;根据纸带求得加速度的大小是_________m/s2(计算结果保留两位有效数字)。

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