物理竞赛实验思考题2
物理实验思考题答案
物理实验全解实验一霍尔效应及其应用【预习思考题】1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。
霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。
2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。
3．本实验为什么要用3个换向开关？为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。
总之，一共需要3个换向开关。
【分析讨论题】1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。
要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B 和霍尔器件平面的夹角。
2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。
实验二声速的测量【预习思考题】1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。
在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。
若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。
全国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考标准答案-力学
全国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案-力学————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：实验二 在气轨上研究瞬时速度【思考题参考答案】1．试测量气轨倾斜角度β，并把实验中所求得的加速度a 和g sin β相比较。
答：测量β的方法：先用匀速法把气垫导轨调节水平，然后，测出两个支点沿气轨的长度L ，测出垫块的高度h ，L h =βsin 。
测量加速度的方法：（1）将两个光电门安放在一定距离的适中位置，读出距离s ，（2）滑块装上U 型挡光片，将光电计时器调节到测两个速度状态，让滑块静止下滑测量经过两个光电门的速度v 1、v 2。
（3）计算加速度a 并与Lh g g =βsin 比较，其中sv v a 22122-=。
注：为消除粘滞阻力影响，可以通过测量四个速度分别计算下滑和上升的加速度。
道理如下：=-=f a a a 下s v v 22122-，s v v a a a f 22423-=+=上，所以sv v v v a 421242322--+= 2．使用平板型挡光片和两个光电门，如何测量滑块通过倾斜气轨上一点A 的瞬时速度。
答：将光电计时器调到测量一个时间间隔状态，在滑块上装平板型挡光片，控制滑块从气轨上一个固定点P 由静止滑下，从挡光片前沿挡第一光电门开始计时，挡第二光电门停止计时，测出时间t ，根据匀变速运动公式，有at v v v B A +==，而()t l at v v v v B =-=+=22选择不同的l ，测出t ，计算出t l v =，在坐标纸上画出v —t 曲线，确定斜率和截距，其斜率的绝对值为a /2，截距为A 点的瞬时速度v 。
【补充思考题】测量气轨的阻尼因数。
滑块在气轨上运动，由于内摩擦和气轨平整度问题，也会有较小的阻力，一般认为阻力与速度方向相反，大小成正比。
即bv f =。
二级物理实验思考题
二级物理实验思考题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN二级物理实验思考题一、用三线摆测定物体的转动惯量1.预习思考题（6）式是根据哪些条件导出的在实验中应如何满足这些条件答：是在忽略摩擦力、不计空气阻尼、下圆盘只有与扭转而不晃动的情况下导出，这就要求在实验中尽量选取光滑的圆盘，并使转动角度尽量小于5度。
2.如何使下圆盘转动有什么要求答：扭动上圆盘从而带动下圆盘转动，要求不得触碰下圆盘，并且转动角度要小于等于5度3.三线摆径什么位置计时误差较小为什么在下圆盘转到最低点（角速度最大）时计时。
此时三线摆处于平衡位置，得到的数据更可靠。
4.测量通过圆环中心轴的转动惯量时，圆环应如何放置？应水平放置，使圆心与下圆盘的圆心重合5.如何测量T-I曲线，测它有何意义？不断改变转动的周期，并算出相应的转动惯量，描点连线得T-I曲线，可由斜率和截距求出下圆盘本身的转动周期和质量。
6.如何测量通过任一形状物体质心的扭转扭转周期？可用三线摆测量其绕定轴的扭转周期和转动惯量，然后据平行轴定理，求出其绕其质心的转动惯量，进而算出其绕质心的扭转周期。
复习思考题：1.三线摆在摆动中受空气阻尼,振幅越来越小,它的周期是否会变化?周期减小，对测量结果影响不大，因为本实验测量的时间比较短。
2.三线摆放上待测物体后，其摆动周期是否一定比空盘的转动周期大为什么加上待测物体后三线摆的摆动周期不一定比空盘的周期大。
由下圆盘对中心轴转动惯量公式可知，若J/m>J0/m0，加上待测物体后，三线摆的摆动周期变大；若J/m<J0/m0，加上待测物体后，三线摆的摆动周期变小。
3.如何测定任意形状的物体绕质心转动的转动惯量可用三线摆测量其绕定轴的扭转周期和转动惯量，然后据平行轴定理，求出其绕其质心的转动惯量4.如何用作图法验证平行轴定理二、声速测量预习思考题1.共振干涉法的理论依据是什么如何实现在空气中，一个平面状声源发出的沿与平面垂直的平面纵波，该声波在前进中遇到一个与之平行的刚性平面，就会发生反射，进而发生干涉形成驻波。
二级物理实验思考题
⼆级物理实验思考题⼆级物理实验思考题⼀、⽤三线摆测定物体的转动惯量1.预习思考题（6）式是根据哪些条件导出的？在实验中应如何满⾜这些条件？答：是在忽略摩擦⼒、不计空⽓阻尼、下圆盘只有与扭转⽽不晃动的情况下导出，这就要求在实验中尽量选取光滑的圆盘，并使转动⾓度尽量⼩于5度。
2.如何使下圆盘转动？有什么要求？答：扭动上圆盘从⽽带动下圆盘转动，要求不得触碰下圆盘，并且转动⾓度要⼩于等于5度3.三线摆径什么位置计时误差较⼩？为什么？在下圆盘转到最低点（⾓速度最⼤）时计时。
此时三线摆处于平衡位置，得到的数据更可靠。
4.测量通过圆环中⼼轴的转动惯量时，圆环应如何放置？应⽔平放置，使圆⼼与下圆盘的圆⼼重合5.如何测量T-I曲线，测它有何意义？不断改变转动的周期，并算出相应的转动惯量，描点连线得T-I曲线，可由斜率和截距求出下圆盘本⾝的转动周期和质量。
6.如何测量通过任⼀形状物体质⼼的扭转扭转周期？可⽤三线摆测量其绕定轴的扭转周期和转动惯量，然后据平⾏轴定理，求出其绕其质⼼的转动惯量，进⽽算出其绕质⼼的扭转周期。
复习思考题：1.三线摆在摆动中受空⽓阻尼,振幅越来越⼩,它的周期是否会变化?周期减⼩，对测量结果影响不⼤，因为本实验测量的时间⽐较短。
2.三线摆放上待测物体后，其摆动周期是否⼀定⽐空盘的转动周期⼤？为什么？加上待测物体后三线摆的摆动周期不⼀定⽐空盘的周期⼤。
由下圆盘对中⼼轴转动惯量公式可知，若J/m>J0/m0，加上待测物体后，三线摆的摆动周期变⼤；若J/m3.如何测定任意形状的物体绕质⼼转动的转动惯量可⽤三线摆测量其绕定轴的扭转周期和转动惯量，然后据平⾏轴定理，求出其绕其质⼼的转动惯量4.如何⽤作图法验证平⾏轴定理⼆、声速测量预习思考题1.共振⼲涉法的理论依据是什么？如何实现？在空⽓中，⼀个平⾯状声源发出的沿与平⾯垂直的平⾯纵波，该声波在前进中遇到⼀个与之平⾏的刚性平⾯，就会发⽣反射，进⽽发⽣⼲涉形成驻波。
物理实验报告思考题答案 第二版.doc
2hg 厂 1-6思考题1. 通过用电子称测量质量并代入式（1・3）计算加速度和由所测速度计算出的加速度两者是 否一致？并作解释。
答：不一致。
式（1-3）是在不忽略摩擦力的情况下计算加速度，而实际测量时摩擦力不可 避免，因此实际测量的加速度比由式（1・3）计算得到的加速度小。
2. 分析本实验谋羌的主要原因？计算一下在这种实验条件下滑块受到的平均阻力有多大？ 答：误差的主要原因是摩擦力。
考虑摩擦力时，式（1・3）应为= 其屮 f 为摩擦力,a 为实际测量的加速度。
因此，f=mg-（M+m ）a 03-6思考题1. 根据你学过的大学物理的内容，请你说说转动惯量的物理意义。
答：转动惯量是表征刚体在转动过程屮惯性的大小。
刚体的转动惯量与刚体的形状和质量分 布、转轴有关。
2•请问如何测量出木实验屮所使用的仪器的摩擦力矩？答：根据转动定律物体所受的合外力矩为绳了的拉力的力矩乃”和摩擦力矩M “的和。
质量为加的物体以加速度G 下落时，有T = M （g-a ）。
设从静止开始下落高度为力，所用时间为f,则有h = -at 2 2a = rf32h 由以上各式得到m （g 一a ）r — =丿二r rt"实验过程中保持d g ,贝惰到mgr-M a =J-^ ' rr2h M, 在实验过稈屮，保持不变。
把上式变化为加=丿一百可+」 g 厂广 gr则得到m=K^+cr作m-4关系曲线，求岀截距c,进而求出M “4-6思考题1. 分析书上（4-3）式屮各测量值对测量结果和谋羌的影响大小，测量时必须注意的事项是哪 些？gF答: AL厶（，2-人）厶—厶厶（，2 -人）根据误羞分析，可以得到其绝对误并的形式:Aa - AL> + —、——-AL〕+ —亠—+ —―^—r Ar2厶O2 -片）厶亿一勺）厶（右一（］）从上式各项的系数（即误差传递系数）可以看出：谋羌的主要来源是乙度时铜杆长度的测量厶，其次是八度时铜杆长度的测量厶；而温度心和°的测量所形成的误并是最小的，所以我们要尽量减小谋并，就要减小测最不同温度下铜杆长度的所产生的误差，所以我们是通过光杠杆放大视角的方法来测量的。
国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案解析-电磁学
实验十一 学习使用数字万用表【思考题参考答案】1．调节电阻箱的电阻为500Ω和5Ω时，电阻的误差是多大？答：以0.1级为例，以每个接点的接触电阻按0.002Ω为例。
对于500Ω电阻从0和9999Ω接线柱输出，误差为Ω=⨯+⨯=∆512.0002.06%1.0500R对于5Ω电阻从0和9.9Ω接线柱输出，误差为Ω=⨯+⨯=∆009.0002.02%1.05R2．电源电压为110V 。
是否可以只用一个电阻箱控制，得到0.5A 的电流？ 答：若只用一个电阻箱控制，所需电阻为Ω2205.0110==R 。
这需要电阻箱的100⨯R 档，此档允许电流为0.05A ，实际电流大于额定电流，不能使用。
3．对于一块四位半的数字万用电表的直流电压200mV 量程，可能出现的最大数字是多少？最小分辨率是多少？答：最大数字为199.99mV 。
最小分辨率为0.01mV 。
4．使用数字万用电表的直流电压2V 量程测量直流电压，测量值为1.5V ，测量误差为多少？如果测量值为0.15V ，测量误差为多少？如果换用200mV 量程测量直流电压0.15V ，误差为多少？答：我们以0.5级的三位半表为例，()一个字+±=∆x U U %5.0。
2V 量程测量直流电压1.5V 时 ()mV mV V U 5.815.1%5.0±=+⨯±=∆2V 量程测量直流电压0.15V 时()mV mV V U 8.1115.0%5.0±≈+⨯±=∆200mV 量程测量直流电压0.15V 时()mV mV mV U 9.01.0150%5.0±≈+⨯±=∆可见，测量小电压尽量选用低量程档。
5．为什么不宜用数字万用电表的电阻档测量表头内阻？答：数字万用电表电阻档内置9V 电池，而微安表头内阻在2000Ω左右。
这样测通过表头的电流估计为mA A 5.40045.020009==，这个电流远大于微安表头的满量程电流。
国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案及解析_电磁学
实验十一学习使用数字万用表【思考题参考答案】1．调节电阻箱的电阻为500和5时，电阻的误差是多大？答：以0.1级为例，以每个接点的接触电阻按0.002为例。
对于500电阻从0和9999接线柱输出，误差为512.0002.06%1.0500R对于5电阻从0和9.9接线柱输出，误差为009.0002.02%1.05R2．电源电压为110V 。
是否可以只用一个电阻箱控制，得到0.5A 的电流？答：若只用一个电阻箱控制，所需电阻为Ω2205.0110R。
这需要电阻箱的100R 档，此档允许电流为0.05A ，实际电流大于额定电流，不能使用。
3．对于一块四位半的数字万用电表的直流电压200mV 量程，可能出现的最大数字是多少？最小分辨率是多少？答：最大数字为199.99mV 。
最小分辨率为0.01mV 。
4．使用数字万用电表的直流电压2V 量程测量直流电压，测量值为 1.5V ，测量误差为多少？如果测量值为0.15V ，测量误差为多少？如果换用200mV 量程测量直流电压0.15V ，误差为多少？答：我们以0.5级的三位半表为例，一个字x U U%5.0。
2V 量程测量直流电压 1.5V 时mV mV V U5.815.1%5.02V 量程测量直流电压0.15V 时mV mVVU 8.1115.0%5.0200mV 量程测量直流电压0.15V 时mVmVmVU 9.01.0150%5.0可见，测量小电压尽量选用低量程档。
5．为什么不宜用数字万用电表的电阻档测量表头内阻？答：数字万用电表电阻档内置9V 电池，而微安表头内阻在2000左右。
这样测通过表头的电流估计为mA A5.40045.020009，这个电流远大于微安表头的满量程电流。
6．为什么不能用数字万用电表的电阻档测量电源内阻？答：电阻档的使用条件是被测电阻中无电流通过，或者被测电阻两端无电压。
对电源内阻来说，一旦用电阻档测量，电源就为内阻提供了电流，这样容易烧毁电表。
国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案光学
国中学生物理竞赛实验指导书思考题参考答案光学实验二十八测定玻璃的折射率【思考题参考答案】1．视深法和光路法测量时，玻璃砖两个界面的平行度对测量结果有什么影响？为什么？答：玻璃砖两个界面的平行度对光路法测量结果没有影响。
这是因为如果两个界面不平行，能够看成三棱镜，出射线偏向厚度增加方向（相当于底部），只要用光路法找到入射线、出射线和两个界面，都能确定对应的入射角和折射角，从而按折射定律计算折射率。
对视深法测量结果是否影响，请自己根据测量原理思考。
2．视深法和光路法测量时，玻璃砖厚些还是薄些好？为什么？答：厚些好。
在视深法中，玻璃砖越厚h越大，这样由于像的位置不准引起的相对误差越小。
在光路法中，玻璃砖越厚，由于ABCD位置定的不准，引起入射角和折射角的误差越小，折射率的相对测量误差越小。
3．光路法测量时，为什么入射角不能过大或过小？答：折射率决定于两个角度的正弦比，入射角太小时，角度误差引起正弦函数的误差变大，入射角和折射角测量误差对测量结果的误差影响变大。
入射角太大时，折射角也变大，折射能量太小，同时由于色散严重，出射光束径迹不清晰（或在利用大头针显示光路时，大头针虚像模糊）折射角不易定准。
4．光路法测量时，若所画直线ab 和cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度，那么，折射率的测量值偏大还是偏小？为什么？答：折射率的测量值偏小。
如果所画直线ab 和cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度，如图所示。
实际折射线如图中虚线，而作图的折射线为图中实线，测量的折射角大于实际折射角，折射率r i n sin sin ，测量折射率值偏小。
间距小于玻璃砖的真实厚度的问题，自己回答。
实验二十九 测定薄透镜的焦距【思考题参考答案】1．作光学实验为何要调节共轴？共轴调节的基本步骤是什么？对多透镜系统如何处理？答：光学实验中经常要用一个或多个透镜成像。
由于透镜在傍轴光线（即近轴光线）下成像质量好，基本无像差，能够减小测量误差，必须使各个透镜的主光轴重合(即共轴)。
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物理竞赛实验思考题二
实验十九
利用多种方法测量电压表的内阻
【实验器材】
标称值为100Ω的电阻11个、甲电池两节、开关两个、导线若干、待测3V电压表
、
实验二十
利用下列器材测量电池的电动势和内阻
【实验器材】
11线板式电位差计（总电阻值为55Ω）、标准电阻一个、滑线变阻器一个、甲电池两节、检流计、单刀开关、50mA表、待测电池。
实验二十一
利用补偿原理测量1000uA表头内阻，且用多种方法测量一电阻的阻值（约270Ω）
【实验器材】
电阻箱两个、检流计一个、标准电池一个、甲电池一个、待测电阻、待测表头。
实验二十二
一个木盒中的电池和两个电阻（R1，R2）构成一个闭合回路，他有三个接线柱外露，请用以下器材测量R1，R2的阻值（不能使用替代法测量，且只能断开一个接线柱接头）
【实验器材】装有电源和电池的木盒、50mA电流表一个、甲电池一节、检流计一个、六转盘电阻箱一个、固定电阻（约250Ω）一个、单刀开关、导线若干。
实验二十三
校准毫安表并确定该毫安表各档的准确度等级
【实验器材】电阻箱五个、直流稳压电源一个（3V）、甲电池两节、标准电池一个（1.01866V）、检流计一个、单刀开关两个、单刀双掷开关一个、待测毫安表一只（档次分为1mA档、3mA 档、7mA档）。
实验二十四
校准毫安表并确定该毫安表各档的准确度等级
【实验器材】电阻箱五个、直流稳压电源一个（3V）、甲电池两节、标准电池一个（1.01866V）、检流计一个、单刀开关两个、单刀双掷开关一个、待测毫安表一只（档次分为1mA档、3mA 档、7mA档）。
实验二十五
利用下列器材设计电路，测定待测电阻
【实验器材】甲电池两节、毫安表一个、电压表一个、单刀开关两只、六转盘电阻箱一个、按键开关一个、待测电阻。
实验二十五
利用下列器材设计电路，测定待测电阻
【实验器材】甲电池两节、毫安表一个、电压表一个、单刀开关两只、六转盘电阻箱一个、按键开关一个、待测电阻。
实验二十六
测定气垫导轨上运动滑块的瞬时速度，研究因空气阻尼及导轨不完善对滑块产生的阻力【实验器材】气垫导轨（含气源），数字毫秒计时器、游标卡尺，滑块1只（含挡光片1块），带有指针的光电门两个、垫块一个、毫米方格纸1张
【要求】1、在给定垫块的落差下测定与静止滑块相距20cm处某定点的瞬时速度。
2、假定空气阻力及导轨不完善等因数对滑块运动产生的阻力不随速度而变化，试求本实验中滑块在轨道上运动时的等效摩擦系数
实验二十七
用量程为1mA的直流毫安表组装成欧姆中心为100Ω的欧姆表
【实验器材】500型万用表直流电流1mA档（内阻已知）、电阻箱两个（0~99999.9Ω）、甲电池1节（标称值1.5V，额定电流100mA）、待测电阻、导线若干
【要求】1、画出组装欧姆表的电路图，标出各元件的名称，给出各有关元件的数据
2、简述欧姆表的使用步骤，并说明如何调零。
3、用自己改装的欧姆表测量2个待测电阻。
实验二十八
请用以下器材测量不规则的粘有金属块的有机玻璃板，绕通过板中心且垂直于板面转轴的转动惯量。
【实验器材】三线摆1台（下圆盘质量360.0g，悬线长度已固定为0.4500m），水准仪1个，计时器1只，钉在桌子侧面的钉子一颗（铁钉的直径可忽略不计），细线一根，金属重物（螺帽）一个、水彩笔一只、有两个小孔粘有金属块的不规则有机玻璃板1块（其质量为0.3179kg）【提示】三线摆转动系统的转动惯量为I=mKT2，其中m为转动系统的质量，在悬线长度固定时K=2.83×10-3Nm/kg，T为系统的周期。
实验二十九
研究声音在空气中的传播规律
【实验器材】信号发生器一台、示波器一台、扬声器一只、量筒一个、塑料管一个、卷尺一个、坐标纸一张，导线若干
【要求】1、研究声波在空气中传播的频率与波长之间的关系，计算空气中的声速
2、简述实验原理
实验三十
研究声音测墙壁高度
【实验器材】长方形镜面玻璃（一侧贴白纸一条）1块，小木支架（上张黑线一条）1个，小尺1把
【要求】1墙壁高度不允许直接测量
2、画出光路图，导出测量公式
3、玻璃的厚度对光线的反射的影响不计。