超导体现象是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,研究人员测得撤去磁场后环中电流为,并经一年以上的时间未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于的电流变化,其中,当电流的变化小于时,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,环中定向移动电子的平均速率为,电子质量为、电荷量为。试用上述给出的各物理量,推导出的表达式。
(3)若仍试用上述测量仪器,实验持续时间依旧为,为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限的准确程度更高,请提出你的建议,并简要说明实现方法。
在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:
(1)有下列器材可供选用:重锤,铁架台,天平,秒表,电磁打点计时器,复写纸,纸
带,低压直流电源。其中不必要的器材有;缺少的器材是。
实验中用打点计时器打出的纸带如下图所示,
其中,A为打下的第1个点,C、D、E、F为距A较远的连续选取的四个点(其他点未标出)。用刻度尺量出C、D、E、F到A的距离分别为s1=20.06cm,s2=24.20cm,s3=28.66cm,s4=33.60cm。重锤的质量为m=1.00kg;打点周期为T=0.02s;实验地点的重力加速度为g=9.80m/s2。为了验证打下A点到打下D点过程中重锤的机械能守恒,应计算出:打下D点时重锤的速度v=( 用题予字符表达)=m/s,重锤重力势能的减少量ΔEp==( 用题予字符表达)____J,重锤动能的增加量=( 用题予字符表达)=J。(小数点后保留2位有效数字)
某学习小组做“探究功与物体速度变化的关系”实验,如图,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W,,当用2条、3条、… 完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时,使每次实验中橡皮筋伸 长的长度都保持一致,每次实验中小车获得的速度由电磁打点计时器所打的纸带测出
(1) 实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可使木板适当倾斜来平衡摩擦力,则下面操作正确的是()
A.不系橡皮筋,放开小车,能够自由下滑即可
B.不系橡皮筋,轻推小车,小车能够匀速下滑即可
C.不系橡皮筋,放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可
D.不系橡皮筋,轻推拖着纸带的小车,小车能够匀速下滑即可
(2) 若根据多次测量数据画出的v-W草图如图所示,根据图线形状可知,对W与v的关系作出的以下猜想可能正确的是。
A. W∝ 1/v B.W∝v C.W∝v2D.W∝v3
在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。
(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上:。
(a)通过调节使斜槽的末端保持水平
(b)每次释放小球的位置必须不同
(c)每次必须由静止释放小球
(d)记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降
(e)小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
(f)将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)若用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L,小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0 = (用L、g表示)。
某中学实验小组采用如图所示的装置探究功与速度的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz。
(1)实验中木板略微倾斜,这样做
A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑 |
B.是为了增大小车下滑的加速度 |
C.可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功 |
D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动 |
(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……,并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W,第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W,……;橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第4次实验的纸带(如图所示,图中的点皆为计时点)求得小车获得的速度为m/s(保留三位有效数字)。
(1)在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如以下表格所示,为了算出加速度,合理的方法是。
计数点序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
计数点对应时刻/s |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
通过计数点的速度/cm·s-1 |
44.0 |
62.0 |
81.0 |
100.0 |
110.0 |
168.0 |
A.根据任意两计数点的速度公式a=算出加速度
B.根据实验数据,画出v-t图象,量出其倾角,由公式a=算出加速度
C.根据实验数据,画出v-t图象,选取图线上相距较远两点所对应的速度,用公式a=算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
(2)利用打点计时器测定匀加速直线运动的小车的加速度。下图给出了该次实验中,从0点开始每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点。测得相邻计数点的距离依次为s1=1.40cm,s2=1.90cm,s3=2.38cm,s4=2.88cm,s5=3.39cm,s6=3.87cm。则在计时器打出点2、5时,小车的速度分别为: v2=cm/s, v5=cm/s,小车的加速度a=cm/s2。(保留三位有效数字)