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 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)。
.摆动的小球 .沿直线运动的汽车 .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。
按题目要求作图。
(1)如图甲,观光缆车沿轨道斜向上做匀速直线运动,画出车中重物 所受力的示意图。
(2)如图乙,画出入射光线对应的反射光线和大致的折射光线。
(3)如图丙,举着哑铃的前臂骨骼可看成杠杆,画出动力 的示意图及阻力 的力臂 。
小红和小芳准备测量一块橡皮的密度。
(1)小红将天平放在水平桌面上,当游码归零后发现指针静止时的指向如图甲,她应将平衡螺母向 调节。测量中,天平平衡时所加砝码和游码位置如图乙,则橡皮质量为 .她继续测出橡皮的体积为 ,橡皮密度为 。
(2)小芳设计了另一方案:
①把橡皮挂在图丙所示的测力计下;
②测出橡皮重力 ;
③将橡皮浸没水中,读出测力计示数 。
则橡皮的密度 的表达式可表示为 。小红认为该方案不能准确测得橡皮密度,理由是 。
据近期新闻报道,南京街头出现了一款智能下水管道机器人(如图甲所示),其上装有摄像头和探照灯,能将水管内拍摄到的影像无线传输至路面的接收装置中(如图乙所示),以便对管道及时检测修补。
(1)摄像头拍射到的影像是通过 传输到地面的。
(2)机器人最大行驶速度为 ,则要通过一段 长的管道,至少需要多长时间?
(3)若机器人的质量为 ,车轮和水平管道地面的总接触面积是 ,则它对管道地面的压强是多少帕? 取
在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡的额定电压为 。
(1)如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图(不完整)。请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。
(2)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片 应位于 (选填“ ”或“ ” 端。
(3)连接好电路后,闭合开关,小明发现移动滑动变阻器滑片 ,小灯泡不发光,电压表的示数为零。进一步观察并检查电路,发现电压表、电流表、导线及其连接均完好。针对电路中出现的小灯泡不发光的故障现象,他提出了如下猜想:①小灯泡短路;②小灯泡的灯丝断了;③滑动变阻器断路。根据故障现象,猜想 (填序号,下同)是错误的。如果观察到电流表有示数,则猜想 是正确的。
(4)排除故障,闭合开关,移动滑动变阻器滑片 到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时应将滑片 向
(选填“ ”或“ ” 端移到合适位置,读出电流表示数,即可算出小灯泡的额定功率。
(5)小平打算增加一个阻值为 的定值电阻 ,只利用一只电表,通过图中操作(开关 接“ ”、” ”各一次)来测量小灯泡的额定功率。图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是 (填字母)。
.两种方案都能 .两种方案都不能
.丙方案能,丁方案不能 .丙方案不能,丁方案能。
小明利用如图所示的装置来验证影响物体动能大小的因素。甲、乙两图装置相同,分别是同一小球先后从 、 两处由静止滚下,钻入并推动纸盒运动一段距离后静止时的情景。
(1)纸盒被推得越远,小球对纸 越多,表明小球的动能越大。
(2)对比甲乙两图可知,小球的动能与 有关。
(3)若要验证动能大小与另外一个因素的关系,需要添加的一个器材是 。