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天坛的声学三奇

北京天坛始建于1420年，原来为明清两代帝王祭天祈谷的场所，其建筑独特，结构精巧，是我国最有特色的古建筑之一，吸引了无数的中外游客。特别是人称“声学三奇”的回音壁、三音石和圜丘，更令人终生难忘。

回音壁是皇穹宇四周的圆环形围墙，如图1所示。平常情况下，两个人如果相隔几米距离，说话就很难听见。可是在回音壁边上，即使你和同伴在相距几十米的两地轻声对话，彼此还能听得清清楚楚，就像两个人面对面说话一样。原来回音壁表面非常整齐平滑，是声波很好的反射面。一个人在回音壁内侧对着墙低声说话，回音壁的表面能够多次反射声波，可以让说话声传播很远的距离，如图2所示，这就是回音壁的“秘密”。

三音石位于回音壁的圆心上。从皇穹宇到回音壁大门的大路是一条用白色石块铺的路，三音石就是从皇穹宇数起的第三玦铺路石。只要游亼站在这块石头上拍一下掌，就可以听到三下掌声。这种特殊的声学现象是回音壁造成的。当拍掌声发出后，声波就沿半径传播，经回音壁反射后，又沿原半径返回，就形成第二下掌声；第二下掌声沿半径又传向回音壁，反射后又汇集到圆心，形成了第三下掌声，如图3所示。如果拍手的能量足够大时，还会出现更多下掌声。

天坛的第三个声学奇迹是圜丘，如图4所示。在圜丘中央的天心石上无论喊话还是拍手，听到的声音都会特别响亮，而站在天心石以外说话，就没有这种感觉了原来，圜丘的台顶不是真正水平的，而是从中央往四周斜下去。人们站在天心石上喊话，传向四周的声音会有一部分被四周的石栏杆反射，射到稍有倾斜的台面后又反射到圜丘中央。因为圜丘台顶的半径较短，所以回声与原声间隔的时间也较短，因此原声与回声混在一起，使站在天心石上的人觉得声音格外响亮。

(1)回音壁可以让说话声传播很远的距离，是因为它的表面能够多次 声波；

(2)当游客在圜丘台顶的天心石说话时，听到的声音格外响亮，这里的“响亮”是指声音的 ；（选填“响度大”或“音调高”）

(3)某同学站在三音石上拍手，0.2s后听到第一次回声，请你估算回音壁的半径，并写出估算过程（声音在空气中的传播速度约为340m/s）。

（1）除了图甲中所示的器材外，还需要的测量仪器是；

（2）若操作准确无误，根据图甲可知此时烧杯中水的实际温度是$℃$；

（3）小军和小丽每隔1分钟记录一次水的温度，请你帮他们设计一个记录实验数据的表格（在答题卡虚线框内制表）；

（4）在实验交流与评估环节中，小丽同学对该实验提出了改进建议：“采用水浴法加热（如图乙），可以使水的温度缓慢升高，便于观察水的沸腾过程中温度变化特点。”你认为此方案是否可行：（选填“可行”或“不可行”），理由是：。

（1）开关S₁和S₂均断开，按电路图连接电路，将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端；

（2）只闭合开关 ， 调节滑动变阻器的滑片P到适当位置，记录电压表的示数U₁；

（3）断开开关 ， 闭合 ， 保持不变，调节 ， 使电压表的示数仍为U₁；

（4）记录此时电阻箱的示数R₀ ， 则待测电阻的阻值R_x＝；

（5）本实验采用的研究方法是。

（1）请将表格中的两空格的数据填全；

（2）在第三次实验中，冷水吸收的热量Q_吸=J，热水放出的热量Q_放=J；

小明经过计算和分析，概括了以下几点：

①热传递过程中，低温物体上升的温度（选填“一定”、“不一定”）等于高温物体下降的温度；

②热传递过程中，低温物体吸收的热量（选填“一定”、“不一定”）等于高温物体放出的热量；

③热传递过程中，传递的是（选填“温度”、“能量”）。

（1）从同一高度由静止释放的目的是 ， 该实验的目的是研究铁球的动能大小与（选填“质量”或“速度”）的关系．

（2）该实验是通过观察的大小，来说明铁球对木块做功的多少，从而判断出（“铁球”或“木块”）具有的动能的大小．

（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较．该实验方案是否可行？答：你的理由是 ．