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请阅读《科学重器一原子钟》并回答32题。

科学重器 原子钟

星空浩瀚,地球转动,四季更替,草木枯荣。从人类意识觉醒开始,“时间”便如影随形。从太阳升落、日晷、沙漏、水钟、机械钟、石英钟到目前最准确的计时工具原子钟,这些计时方法与工具的发展体现了不同时代劳动人民的智慧。计时工具大多是以某种规则运动的周期(完成一次规则运动所用的时间)为基准计时的,比如日晷以日地相对运动的周期为基准;机械摆钟以摆的振荡周期为基准;石英钟以石英晶体有规则的振荡周期为基准。选作时钟基准的运动周期越稳定,测量时间的精准度就越高,基于此科学家制造出了原子钟(如图所示)。它以原子释放能量时发出电磁波的振荡周期为基准,由于电磁波的振荡周期很稳定,使得原子钟的计时精准度可达每百万年才差1秒。

人们通常选取自然界中比较稳定、世界各国都能接受的事物作为测量标准。正是由于原子辐射电磁波振荡周期的高稳定性,适合作为时间的测量标准,于是在1967年,国际计量大会将“1秒”重新定义为铯133原子辐射电磁波荡9192631770个周期的持续时间。时间单位“秒”作为国际通用的测量语言,是人类描述和定义时空的标尺。

虽然制定了统一的时间测量标准,但若各地时间不能同步,也会给人们带来麻烦。比如,若电网调节时间不同步,可能会烧坏电机;金融市场时间不同步,可能会导致巨大的经济损失。这就需要有一个时间基准,用于实现时间的同步,就像日常生活中,我们常常根据电视台播报的时间来校准自己的时间一样。在我国,提供校准时间的是位于西安的国家授时中心的原子钟,它被用作基准钟向电视、广播、网络等提供报时服务。在导航系统中,如果导航定位的精准度为1米,则要求卫星上原子钟的时间同步必须在 3 × 10 9 之内,这需要卫星上的原子钟和地面上的基准钟定期校准,以保证定位的精准度。我国自主研制的北斗导航系统中,原子钟堪称“导航卫星的心脏”,使我国在导航精准度方面达到厘米级,处于全球领先水准。北斗导航系统可以给安装了芯片的共享单车设定电子围栏,也可以判断汽车行驶在哪个车道,甚至还可以实现送货的无人机精准地降落在客户的阳台上。计时工具的演变,展现了人类”时间文化”的进程,更彰显出人类精益求精、不断探索、追求卓越的科学精神。

请根据上述材料,回答下列问题:

(1)原子钟可以作为时间同步的基准钟,依据的是原子辐射电磁波振荡周期的       

(2)下列物体相比较,最适合提供计时基准的是  (填写正确选项前的字母)。

A .摆动的小球     B .沿直线运动的汽车   C .静止的书本

(3)在实际生活中会出现各种”标准”。请你结合对文中时间”标准”的理解,除文中提到的实例外,再列举一个“标准”并说明该“标准”在具体实例中是如何应用的。  

科目 物理   题型 解答题   难度 中等
知识点: 超纲知识
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实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。图中 G 是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流) I g = 1 mA 的电流表,其电阻 R g = 100 Ω ,图为某同学改装后的电流表电路图, R 1 R 2 为定值电阻。若使用 a b 两个接线柱时,电表的量程为 3 mA ;若使用 a c 两个接线柱时,电表的量程为 10 mA ,求 R 1 R 2 的阻值。

理论上分析:浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体表面压力的合力。如图所示,一个底面积为 S ,高为 h 的长方形浸没在密度为 ρ 的液体中。

(1)分析该物体侧面所受液体压力的合力 F 1

(2)求出该物体底面所受液体压力的合力 F 2

(3)结合以上结果,说明该理论分析与阿基米德原理的表述是一致的。

某家用轿车,重为 1 . 5 × 10 4 N ,当车以 72 km / h 的速度匀速直线行驶了 0 . 5 h ,消耗汽油 3 kg ,期间受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为 4 . 6 × 10 7 J / kg 。在此过程中,求:

(1)车通过的路程;

(2)牵引力做功的功率;

(3)汽车发动机的效率。

要求测量额定电压为 2 . 5 V 小灯泡的电功率。

(1)按照电路图 a ,将图 b 的实物连接成实验电路。

(2)在电路连接过程中开关应处于   状态;闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片移到    (根据你连接的实物电路图选填"最右端"或"最左端" )

(3)实验时某次电压表的示数为 2 . 20 V ,对应电流表的示数如图所示,则小灯泡此时的功率为     W ;要想测出小灯泡的额定电功率,接下来的操作是:    

为研究弹簧的性质,我们在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码(如图 a ) ,同时记录弹簧总长度 L 与钩码质量 m ,所得数据记录在表一中。已知弹簧原长 L 0 = 6 . 0 cm 。实验过程中,弹簧形变在弹性限度内,不计弹簧所受的重力。 ( g 10 N / kg )

表一:

实验次数

1

2

3

4

5

6

钩码质量 m / g

0

30

60

90

120

150

弹簧总长度 L / cm

6.0

7.2

8.4

9.6

10.8

12.0

(1)请根据表一中的数据,将表二填写完整;

表二:

实验次数

1

2

3

4

5

6

弹力 F / N

0

0.3


0.9


1.5

弹簧伸长量△ x / cm

0

1.2


3.6


6.0

(2)请在图 b 坐标系中描点作出弹力 F 跟弹簧伸长量△ x 的关系图象。

(3)本实验的结论就是弹簧测力计的工作原理。只有规范使用弹簧测力计,才能准确测量力的大小,请写出一条正确使用弹簧测力计的操作要求:    

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