全国中学生物理竞赛实验
2023第40届全国中学生物理竞赛决赛实验标准答案
第40届全国中学生物理竞赛决赛实验考试标准答案得分阅卷复核第_题（16分）--------------------------------1.1（2分）速度V（t）的表达式：知）=2（"**°厂赢）（1分）收尾速度％的表达式：v0=2（p-y（i分）1.2（2分）估算小球下落速度为O.99v o时的下落距离&=0.000086m〜0.00017Im1.3（3分）粘滞系数的计算公式片史誓竺，（0.5分）粘滞系数〃=1.65P q・s。
（1分）粘滞系数7的不确定度计算公式：M="（琴）2+（¥）2或△!；=3-:撰侦.）2+曾（0.5分）粘滞系数"的不确定度计算结果：0.018或者0.02Pa・s。
（1分）。
1.4（1分）需要进行斯托克斯公式的1阶修正。
1.5（1分）会影响实验结果的准确性的选项是O1.6（2分）你从图中总结出的规律是：粘滞系数随温度升高而减小，室温下粘滞系数越大的液体随温度升高减小的更快，三种液体的粘滞系数大小关系始终不变，曲线没有交点。
（1分）微观解释：液体的粘滞力是相邻层间存在速度差时产生的一种内摩擦力。
温度升高时，液体中分子的热运动加剧，分子间的距离增大，分子间的吸引力减小，从而降低了液体内部的摩擦力。
因此，液体的粘滞系数随温度升高而降低，流动性增加。
（1分）1.7（2分）A=（2.0x10-6〜1.5x10-3）ntPa・s;（1分）B=o（1分）1.8（1分）说法正确的是：C,D o1.9（1分）小球的收尾速度"o=（0.16-0.21）m/s o1.10（1分）关于这个实验设计方案的哪些分析是不正确的：A,C得分阅卷复核2.1（2分）水的体膨胀系数的计算公式6=山（警）2.2 （2分）样品在4（FC时的些=（0.23-0.36）邺,（1分）0.19g/°C<碧<0.23g/°C或0.36g/°C<*<0.40g/°C（0.5分）体膨胀系数（4.63X IO"〜7.25 X10-4真」。
全国中学生物理竞赛复赛实验考查
全国中学生物理竞赛复赛实验考查THSS-1型声速测试仪，低频信号发生器（带频率显示），示波器。
三、实验原理： v f λ=1. 驻波法（共振干涉法）测波速当换能器S 1与S 2的表面平行时，由换能器S 1的震动产生的超声波在S 1、S 2两表面之间形成驻波，如图所示。
两相邻波节（或波腹）之间的距离是2λ。
由波动理论知，波腹处声压最大，转换后的电压信号也最强，在示波器上观察到的信号振幅达到极大。
移动S 2可在示波器上看到信号振幅由大到小呈周期性变化。
因此，只要测出两相邻极大值时S 2的位置值，就可测出声波的波长。
即： 12n n L L L λ+∆=-=，2L λ=∆2. 相位比较法测波速声波从声源经过传输媒质到达接收器，在发射波和接收波之间产生相位差，此相位差和角频率ω、传播时间t 、声速υ、距离L 、波长λ之间有下列关系： 22L L t f v πφωπλ∆===，1n n L L L λ+∆=-=，L λ=∆四、实验内容及步骤一、 驻波法（也称共振干涉法）1. 首先将信号源输出端与换能器发射头S 1连接，再将换能器接收头S 2与示波器CH1通道连接。
2. 然后移动S 2，使S 1与S 2的间距大于3cm 。
分别打开示波器和信号源电源开关3. 各仪器都正常工作以后，调整信号频率，对示波器的扫描时基TIME/DIV 进行调节，使在示波器上获得稳定的正弦波。
4. 微微改变S2的位置，使正弦波振幅达最大；调信号源“频率调节”钮，使正弦波振幅达到极大，此频率即是压电换能器的谐振频率。
本系统参考谐振频率在37kHZ左右。
一旦频率选定，实验测量中不再改变。
5. 缓慢移动S2，使其与S1的间距逐渐增大，荧光屏显示正弦波振幅由大到小呈周期性变化。
记录每一次振幅达极大值时S2的位置读数，连续测10个。
二、相位比较法（也称利萨如图形法、行波法）1. 保持驻波法测量状态不变，另将信号源输出端与示波器CH2通道连接，分别调节 CH1、CH2通道偏转因数，使荧光屏上显示幅度相同的两列正弦波。
全国中学生物理竞赛湖北赛区物理实验竞赛试题及解答
20XX 年全国中学生物理竞赛湖北赛区物理实验竞赛试题组别-------------- 组号----------------- 仪器号-------------------- 分数-------------一．用给定的仪器用具，判断两元件的连接方式，并测量其相关参数。
（20分）【仪器和用具】音频信号发生器1台、交流电压表1台、电阻箱一台、导线若干。
有一电容和一电感按串联或并联的方式连接并被密封后，对外只有两根引线。
试用以上给定的实验仪器，判断出电容与电感的连接方式，并测量出电容的值C 、电感的值L 和电感的损耗电阻值R L 。
（电容的损耗电阻可忽略不计）【要求】1．简述实验原理，画出测量线路图；（2分）2．写出实验步骤及相关公式；（2分）3．判断电容与电感的连接方式；（4分）4．测量电容的值C ；（4分）5．测量电感的值L ；（4分）6．测量电感的损耗电阻值R L ；（4分）【注意事项】1． 使用信号发生器的功率输出端，输出正弦电压始终保持有效值3伏；2． 所用的电阻箱只能取30欧；3． 注意信号发生器与电压表的共地连接；4． 可能要用到的公式：120f f f Q -= ()02f R R Q L L π+= 02f U QU C C R π=二．用所给的仪器用具，精确测定细铜丝的直径。
【仪器和用具】白炽灯，干涉滤光片，带细丝和毛玻璃的屏，复合凸透镜（焦距未知），光具座，测微目镜，白纸各一个。
【要求】1．简述测量原理，画出原理光路图，写出相关光学测量公式；（5分）2．写出简明完整的测量步骤；（4分）3．列表记录实验数据，给出处理结果（保留三位有效数字，相对误差越小，分数越高）；(8分)【简答题】1．本测量实验中为什么使用了干涉滤光片？（1分）2． 为什么使用了毛玻璃？（1分）3．.如果细铜丝的准确位置无法读出（如在封闭的玻璃容器中），只能在光具座上读出凸透镜和测微目镜的准确读数，同样可以精确测出细丝的直径，请写出测量原理和公式，因本实验无法准确测量凸透镜焦距f ，公式或结果中不得出现凸透镜焦距f 。
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，可以看成三棱镜，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 =，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，可以减⼩测量误差，必须使各个透镜的主光轴重合(即共轴)。
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 =。
第 37 届全国中学生物理竞赛决赛实验试题实验一
摆球。 3、不得在摆线等仪器上做任何标记。 4、使用钕铁硼永磁铁时，请小心轻放，以免损坏，影响后续实验测量。 5、实验结束，必须将仪器设备整理为初始状态。 6、实验过程中全程高清视频监控，任何恶意损坏实验仪器等不当行为将每次扣 15 分。 7、测量过程中请佩戴口罩，空气的流动对测量结果有影响。
系数的不确定度。
（3）根据上述实验测量结果以及磁阻尼力公式：
=
2πσ t
2 t ，推导出待测金属球材料电导率的计算公
式，根据实验数据求出待测金属球材料的电导率σ，并估算其不确定度。
实验要求： 1、请学生自行调整测角仪（半径为 90cm）到合适的位置进行实验数据的测量。 2、写出实验原理、操作要点，列出实验数据，根据实验内容保留必要的数据处理过程。
【实验器材】 1. 单摆装置一套：包括一个半径为 90cm 的测角仪，量程为-5.5°~+5.5°，分度值为 0.1°。 2. 带摆线的铝球一个（质量 m=11.346g、电导率σ=3.767×107 S/m）；带摆线的待测金属球一个（质量
m=35.112g）。 3. 螺旋测微器一把、卷尺一个，多通道计时秒表一个（使用方法详见“秒表使用说明书”）。 4. 钕铁硼永磁铁一块。注意：磁铁为易碎物品，使用中请勿掉落地面。 5. 秒表盒一个、泡沫板几块和扑克一副（可用于垫高磁铁）。 6. 一次性口罩一个。
2、 运动金属球在梯度磁场中受到的阻尼力 梯度磁场指的是空间变化率（梯度）不为零的磁场。金属球在这样的磁场中运动时会在其内部产生涡旋 电流，因此会受到外磁场的作用。这个作用总是与金属球的运动方向相反，称之为磁阻尼力。金属球在梯
全国中学生物理竞赛实验报告模板：薄透镜焦距的测定物理实验报告
实验名称：薄透镜焦距的测定2.成像法在近轴光线的条件下，薄透镜成像的高斯公式为1 s′−1s=1f′当将薄透镜置于空气中时，则焦距为：f′=−f=ss′s−s′式中f′为像方焦距，f为物方焦距，s′为像距，s为物距。
式中的各线距均从透镜中心（光心）量起，与光线行进方向一致为正，反之为负，如图所示。
若在实验中分别测出物距s和像距s′，即可用式求出该透镜的焦距f′。
但应注意:测得量须添加符号，求得量则根据求得结果中的符号判断其物理意义。
3.共轭法共轭法又称为位移法、二次成像法或贝塞尔法。
如图所示，使物与屏间的距离D>4f并保持不变，沿光轴方向移动透镜，则必能在像屏上观察到二次成像。
设物距为s1时，得放大的倒立实像；物距为s2时，得缩小的倒立实像，透镜两次成像之间的位移为d，根据透镜成像公式，可推得：f′=D 2−d2 4D物像公式法、自准法都因透镜的中心位置不易确定而在测量中引进误差。
而共轭法只要在光具座上确定物屏、像屏以及透镜二次成像时其滑块移动的距离，就可较准确地求出焦距f′。
这种方法无需考虑透镜本身的厚度，测量误差可达到1%。
操作要领：粗测凹透镜焦距，方法自拟。
取D大于4f′。
调节箭矢中点与透镜共轴，并且应使透镜光轴尽量与光具座导轨平行。
往复移动透镜并仔细观察，成像清晰时读数。
重复多次取平均值。
（二）凹透镜焦距的测定成像法（辅助透镜法）如图所示，先使物AB发出的光线经凸透镜L1后形成一大小适中的实像A′B′，然后在L1和A′B′之间放入待测凹透镜L2，就能使虚物A′B′产生一实像A′′B′′。
分别测出L2到A′B′和A′′B′′之间距离s2、s2′，根据式f′=−f=ss′即可求出L2的像方焦距f2′。
s−s′。
全国中学生物理竞赛复赛实验考查.docx
全国中学生物理竞赛复赛实验考查THSS-1 型声速测试仪，低频信号发生器（带频率显示），示波器。
三、实验原理：v f1.驻波法（共振干涉法）测波速当换能器 S1与 S2的表面平行时，由换能器 S1的震动产生的超声波在 S1、S2两表面之间形成驻波，如图所示。
两相邻波节（或波腹）之间的距离是。
由波动理论知，2波腹处声压最大，转换后的电压信号也最强，在示波器上观察到的信号振幅达到极大。
移动S2可在示波器上看到信号振幅由大到小呈周期性变化。
因此，只要测出两相邻极大值时S2的位置值，就可测出声波的波长。
即：L L n 1L n 2 ，2 L2.相位比较法测波速声波从声源经过传输媒质到达接收器，在发射波和接收波之间产生相位差，此相位差和角频率ω、传播时间 t 、声速υ、距离 L、波长λ之间有下列关系：t 2 f L 2 L，L L n 1 L n，L v四、实验内容及步骤一、驻波法（也称共振干涉法）1. 首先将信号源输出端与换能器发射头S1连接，再将换能器接收头 S2与示波器 CH1通道连接。
2.然后移动 S2，使 S1与 S2的间距大于 3cm。
分别打开示波器和信号源电源开关3.各仪器都正常工作以后，调整信号频率，对示波器的扫描时基 TIME/DIV 进行调节，使在示波器上获得稳定的正弦波。
4.微微改变 S2的位置，使正弦波振幅达最大；调信号源“频率调节”钮，使正弦波振幅达到极大，此频率即是压电换能器的谐振频率。
本系统参考谐振频率在37kHZ左右。
一旦频率选定，实验测量中不再改变。
5.缓慢移动 S2，使其与 S1的间距逐渐增大，荧光屏显示正弦波振幅由大到小呈周期性变化。
记录每一次振幅达极大值时S2的位置读数，连续测10个。
二、相位比较法（也称利萨如图形法、行波法）1.保持驻波法测量状态不变，另将信号源输出端与示波器 CH2通道连接，分别调节 CH1、CH2通道偏转因数，使荧光屏上显示幅度相同的两列正弦波。
【精品】第28届全国中学生物理竞赛决赛实验试题
【精品】第28届全国中学生物理竞赛决赛 实验试题一试卷及答卷直流电源特性的研究一、 题目：一直流待测电源x E ，开路电压小于2V 。
（1） 利用所给仪器，自组电压表、并测量待测电源x E 的开路电压； （2） 利用所给仪器，测量待测电源x E 的短路电流。
二、 仪器：直流待测电源x E ，六位电阻箱二台，标称值350欧姆的滑线变阻器一台，标称值3V 直流电压源E 一台，准确度等级0.5级指针式100微安直流电流表1A 一台，准确度等级0.5级指针式多量程直流电流表2A 一台，准确度等级1.5级指针式检流计G 一台，开关、导线若干。
三、 说明：1、 待测电源x E 具有非线性内阻，不适合用U I -曲线外推法测量；2、 测量中需要的电压表用100微安指针式直流电流表1A 和电阻箱自组；3、 标称值3V 直流电压源E 由两节1号干电池、15欧姆保护电阻串联构成；4、 所画测量电路中的待测电源x E 、3V 直流电压源E 、电流表1A 、电流表2A 需用“+”和“-”标明其正负极性；5、 检流计G 两接线端子上并联两个保护二级管，作为平衡指示器使用时，可以不使用串联保护电阻。
如果测试中需要用检流计G 判断电流是否为0时，应说明检流计G 指示为0的判断方法或者判断过程。
四、 要求：1、 （7分）利用所给器材，测量100微安电流表内阻，并将100微安电流表改装成2.00V 量程的电压表。
要求画出测量内阻的电路图，简述测量原理，给出测量结果；画出自组电压表的示意图，并标明元件的数值。
2.1（5分）画出测量待测电源x E 的开路电压的电路图，简述测量待测电源x E 开路电压的原理和步骤。
2.2（6分）连接电路、测量并记录必要的数据，标明待测电源x E 开路电压的测量值。
3.1（5分）画出测量待测电源x E 短路电流的电路图，并简述测量待测电源x E 短路电流的原理和步聚。
3.2（7分）连接电路、测量并记录必要的数据，写出待测电源x E 短路电流的测量值。
第39届全国中学生物理竞赛决赛实验试题
试题一在分光计上测透明液体折射率（10分）（注意：选择题中有多选题，多于或少于正确选择，该题都不得分！）图1-1是掠入射法测量液体折射率的实验原理图。
在折射率为n的三棱镜光学面AB上滴1-2滴折射率为n x的待测液体，满足n x<n。
将一玻璃板轻轻贴在该面上，可在玻璃板和AB面之间形成均匀薄层液膜。
单色扩展光源发出的光经过毛玻璃屏后掠入射玻璃板和液膜。
AC面出射光可偏向顶角C的方向或者偏向顶角A的方向出射。
若三棱镜的顶角A为φ，测量出射视场的明暗分界线对应的出射角为θ，即可计算待测液体折射率。
请在答题纸上完成问题1-1—1-101-1.（1分）写出待测液体折射率n x的计算公式（n、φ、θ为参数）。
1-2.（1分）实验中利用分光计可以准确测量AC面视场明暗分界线对应的出射角。
将三棱镜放置在载物台上并调整好分光计。
若AC面法线方向对应的双游标位置分别为θ1和θ2，AC面出射光的明暗分界线对应方向的双游标位置分别为θ1′和θ2′，给出θ的表示式。
使用分光计测量角度时为什么要读取双游标值？1-3.（1分）分光计望远镜调整好后，调整分光计平行光管时，发现钠光灯（λ=589.3 nm）照明的狭缝像较为模糊，下列调节方法哪些是不正确的？（A）调节目镜调焦手轮，使狭缝像最清楚；（B）前后移动目镜，使狭缝像最清楚；（C）前后移动狭缝，使狭缝像最清楚；（D）调亮环境光。
1-4.（0.5分）将三棱镜放在载物台上时，望远镜观察到绿十字像很淡。
关于此现象正确的说法和做法有哪些？（A）棱镜和望远镜筒中心高度偏离过大；（B）三棱镜表面的反射率远小于双面反射镜的反射率；（C）调亮环境光后可以将绿十字反射像看得更清楚；（D）调暗或遮挡环境光后可以将绿十字看得更清楚；（E）前后移动望远镜目镜，可以将绿色十字反射像看的更清楚。
1-5.（0.5分）在用分光计测量角度过程中，若不慎触碰了望远镜的俯仰调整螺钉，此时用双面反射镜观察十字反射像时可能会出现哪些现象？（A）一面反射像偏上，另一面反射像偏下，偏离程度相同；（B）一面反射像偏上，另一面反射像偏下，偏离程度不同；（C）两面反射像都偏上或者都偏下；（D）看不见反射像。
第41届全国中学生物理竞赛决赛实验试题
（选择题中有多选题，多选少选不得分）牛顿在1675年首先观察到牛顿环现象。
如题图所示，当曲率半径R 很大的平凸透镜的凸面放在一平面玻璃上（即为“牛顿环仪”）时，透镜凸面与平面之间形成一个从中心O 向四周逐渐增厚的空气层。
理论上通常描述为：当单色光由上方照射时，从空气层上下两个表面反射的光束1和光束2在上表面附近相遇产生干涉，形成一组以O 点为中心的明暗相间的同心圆，即牛顿环。
利用牛顿环，可以测量平凸透镜的曲率半径及光的波长，检验表面的平面度、球面度，测量微小形变以及研究工件内应力的分布，在物理与工程领域均具有广泛的应用价值。
图：1 牛顿环干涉条纹的形成原理1.1牛顿环实验中，主要仪器是读数显微镜，其结构如题图所示，请给出下列部件的名称。
1. 2. 3. 4.图：1.1 读数显微镜的仪器结构示意图1.2 利用读数显微镜观测牛顿环时，需要使显微镜的十字叉丝交点与牛顿环中心重合。
十字叉丝位于哪个部位？（ ）A.物镜内B.目镜内C. 45°玻璃片反射面上D. 牛顿环仪上若观察到的牛顿环如题图所示，应将牛顿环向（ ）方向移动？ A. 左上 B. 左下 C. 右上 D. 右下图：1.2 读数显微镜中观察的牛顿环1.3读数显微镜测量结果如题图所示，请分别填写读数。
（1） mm （2） mm图：1.3 读数显微镜测量结果示意图1.4实验中利用读数显微镜进行测量时，经常会带来空程误差，减小对应的测量不确定度的操作方法是： 。
1.5实验提供以下实验器材：钠光灯、读数显微镜、牛顿环仪、玻璃片，请根据1题图中牛顿环形成的实验原理，设计观测牛顿环实验的光路示意图。
1.6利用牛顿环测量平凸透镜曲率半径时，假设入射光波长为λ，第m 个暗环（半径r m ，直径D m ）处的空气层厚度为δm ，平凸透镜的曲率半径为R ，一般设定δm <<R ，根据理论可推导出曲率半径R 的表达式。
基于牛顿环测量平凸透镜曲率半径实验的经验，实际测量过程中，通常利用下列哪一个公式计算？（ ） A. 224()m nD D Rm nB. 2mr RmC.24mD Rm1.7 利用牛顿环测量平凸透镜曲率半径实验中，若牛顿环中心是亮斑，下列哪些描述是可能的原因？（ ）A. 平凸透镜与平板玻璃之间接触处有尘埃B. 平凸透镜存在破损C. 平板玻璃存在台阶D. 45°玻璃片反射镜调节不佳1.8 在牛顿环实验中，钠光灯作为光源，用读数显微镜分别测得竖直十字叉丝与左右两边第5、10、15、20、25、30暗环相切的位置读数，分别表示为d 5、d 5’、d10、d 10’……依次类推，如题表所示。
第41届全国中学生物理竞赛决赛实验试题解答与评分标准
第41届全国中学生物理竞赛决赛实验考试标准答案本次考试共二道大题，满分80分；此答题纸共2页。
本次考试的所有解答必须写在此答题纸上指定区域，写在试题纸上和草稿纸上的解答均不能得分。
第一题（40分）1.1（2 分）读数显微镜部件的名称：1. 目镜（0.5分） 2. 调焦手轮 （0.5分） 3. 物镜 （0.5分） 4 测微鼓轮（0.5分） 1.2（2分）（1）十字叉丝位于哪个部位？（ B ）（1分）（2）若观察到的牛顿环如图所示，应将牛顿环向（ A ）方向移动？ （1分）1.3（2分）读数显微镜测量结果读数为：（1） 21.251~21.255 mm ； （1分）（2） 29.028~29.032 mm 。
（1分）1.4（2分）减小空程误差的操作方法是： 测量数据时只朝同一方向转动测微鼓轮（螺杆） 。
1.5（2分）观测牛顿环实验的光路示意图：得分阅卷复核1.6（2 分）实际测量过程中，通常利用下列哪一个公式计算？（A）1.7 （2分）牛顿环中心是亮斑，下列哪些描述是可能的原因？（ABC）1.8 （6分）（1）平凸透镜的曲率半径R为856~870 mm。
（4分）（2）曲率半径R的不确定度为8~9mm。
（2分）1.9（8分）（1）充入待测液体后牛顿环条纹排列变密（（1分），主要原因是待测液体的折射率大于空气的折射率（1分）。
（2）充入待测液体后，牛顿环干涉条纹的对比度（亮暗反差）变差，最主要的原因是（B）（2分）（3）能够显著提高液体薄膜干涉条纹对比度的可能措施有（AB）（2分）（4）待测液体的折射率为 1.340 。
（2分）1.10（4分）（1）图中A点所在位置相比O点所在位置（B）（1分）（2）薄膜厚度H为172~174 nm。
（3分）1.11（8分）（1）白光光源的牛顿环，仅能观察到几条干涉条纹，请解释原因。
光源的相干性的影响，两干涉光束在相遇点的光程差不能太大，光程差超过光源相干长度时，将无法得到清晰的干涉图样，白光光源谱线较宽，相干性较差，所以仅能观察到几条级数很小的条纹。
全国中学生物理竞赛复赛浙江赛区实验试题(分光计)参考答案及评分标准
全国中学生物理竞赛复赛浙江赛区实验试题（分光计）参考答案和评分标准一、光学题 汞灯是一种多谱线复合光源，试用分光计测量给定三棱镜对汞灯中绿光谱线的折射率（已知三棱镜的顶角为60度）。
（20分，90分钟）[器 材]：分光计1台、汞灯及电源1套、待测三棱镜1块（其中一面为毛面，两面为光面）、平面镜1块（设镜面与底座严格垂直），台灯1个。
[实验要求]：1、调节分光计到正常工作状态。
2、作出分光计在可测量状态时望远镜分划板上“十”字叉丝的自准直光路图。
3、写出测量方案（步骤、测量公式及简明原理图），按测量方案完成实验步骤，测量出实验数据，并根据实验数据写出测量结果的表达式。
4、简要说明误差来源。
参考答案：1． 目测粗调目测粗调望远镜的水平、垂直螺丝，使望远镜光轴过仪器转轴，并处于水平状态，调节b 1、b 2、b 3使载物台大致水平，然后拧紧载物台与游标盘锁定螺丝及望远镜与刻度盘锁定螺丝。
2． 调节望远镜①调节望远镜聚焦无穷远旋转望远镜目镜，使分划板上暗叉丝清晰，把平面镜放在载物台中心处，且与b 1b 2连线垂直，在望远镜目镜视野内找到“十”字叉丝反射像，前后移动望远镜套筒，直到“十”字叉丝反射像最清晰，并与暗叉丝无视差，最后套筒锁定。
②调节望远镜光轴与仪器转轴垂直调节b 3使“十”字叉丝反射像向MN 线上移近一半，再调节望远镜的倾斜螺丝使“十”字叉丝反射像落到MN 线上；旋转载物台180°，照上法调节。
反复多次，直到平面镜转动180°前后“十” + 图1 望远镜分划板上“十”字叉丝的自准直光路N +Ｑ L 物像 M B Ｐ图2 三棱镜折射率测量光路C b 1 b 2 b 3δ δ δi i ’ A 垂直底边入射法 任意入射角法 最小偏向角法r ’ r字叉丝反射像始终落在MN 线上。
3．调节载物台面与仪器转轴垂直将平面镜转动90度，调节b 1使望远镜分划板上“十”字叉丝反射像在MN 线上，然后使AC 面正对望远镜，调节b 2使望远镜分划板上“十”字叉丝反射像在MN 线上即可。
全国中学生物理竞赛复赛试验指导书
竞赛分为预赛、复赛和决赛。预赛由全国竞
赛委员会统一命题，采取笔试的形式，只考物理理
论部分，满分为200分。所有在校的高中学生都可
以报名参加。在预赛中成绩优秀的学生由地方竞委
会确定参加复赛。复赛包括理论和实验两部分。理
论部分由全国竞赛委员会统一题，满分为160分；
实验部分由各省（自治区、直辖市）竞赛委员会命
训队(15人左右)。经过短期培训及队内多次理论和实验测
验,从中选出正式参赛的代表队(5人)。1986年7月，我国
首次参加了在英国伦敦举行的第17届国际物理奥林匹克
竞赛，3名选手全部获奖。在以后的历届国际竞赛中，我
国每年选派5名学生参赛(2003年第34届在台湾举行，我
国大陆未派选手参加)，至2006年为止，共派出98人，全
部获奖。共获金牌67块、银牌20块、铜牌9块、表扬奖2
名，位居参赛各国前列。其中第22届、23届、26届、27
届、29届、31届、35届、36届及06年的37届，我国所派
参赛学生全部获金牌。我省江门一中陈涵同学、华师附
中陈阳同学分别参加了第23届、第33届竞赛，都获得了
金牌。20多年来，全国中学生物理竞赛受到广大中学生
6 89.10 53096 89.12
赛
地 点 参赛人数
北京
76
上海 104
天津 105
兰州 101
广州 106
长春
127 4
届次 预 时间
7 90.10
赛
决
参赛人数 时 间
54393 90 .12
8 91.6 73806 91.9
9 92.9 60617 92.10
10 93.9 46843 93.10
全国中学生物理竞赛实验指导书涉及到的34个实验及相关器材.doc
《全国中学生物理竞赛实验指导书》涉及到的34个实验及相关器材1、实验误差不需要器材，但需要了解相关误差理论。
2、在气垫导轨上研究瞬时速度气轨、滑块、光电计时器（包括光电门）不同宽度的U型挡光片，不同厚度的垫块，游标卡尺。
3、测定金属的杨氏模量测定杨氏模量专用装置一套（包括光杠杆、砝码、镜尺组）带有道口的米尺、钢板尺、螺旋测径器等。
（二）用CCD成像系统测定杨氏模量器材测定杨氏模量专用支架、显微镜及支架、CCD成像系统（CCD摄像机及支架、监视器）米尺（带道口）螺旋测径器。
4、研究单摆的运动特性单摆装置，带卡口的米尺，电子停表，光电计时器（现在实验室就有）5、气垫导轨上研究碰撞过程中动量和能量变化气轨，光电计时器，带有黏合器和碰簧的滑块，骑码，U形挡光片，游标卡尺，电子天平。
6、测定空气中的声速声速测定仪（包含压电陶瓷换能器）功率函数发生器，示波器等。
7、弦线上的驻波实验弦音计装置一套（包括驱动线圈和探测线圈各一个、1k g砝码和6根不同线密度的吉他弦），信号（功率函数）发生器一台，双踪示波器一台，螺旋测径器，米尺（长度大于80cm）电子天平（或物理天平）三通接头，水准泡等。
8、测定冰的融化热量热器，电子天平，数字温度计，冰，冷、热水，烧杯，停表，干燥的布9、测定固体的线膨胀系数管式恒温电炉（或者管式蒸汽加热恒温炉），温度自动控制器，数字温度计，千分表，米尺，待测样品。
10、测定液体的热容测定液体比热容的专用实验装置，数字温度计两台，电子天平，停表，热水和冷水，待测饱和热食盐水，饱和冷食盐水，自来水。
11、学习使用数字万用电表数字万用电表，直流稳压电源，干电池，电阻，电阻箱，变阻器等。
12、制流和分压电路直流稳压电源，变阻器两个（全电阻值分别为100Ω和1000Ω），电阻箱一个，多圈电位器一个（1000Ω，带有电阻比显示），数字万用电表两块，导线开关等。
13、测定直流电源的参数并研究其输出特性1号干电池一节，数字万用电表两块，电阻箱，定值电阻，开关，导线等。
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全国中学生物理竞赛实验
实验一实验误差
实验二在气轨上研究瞬时速度
实验三测定金属的杨氏模量
（一）用金属丝的伸长测定杨氏模量
（二）用CCD成像系统则定杨氏模量
实验四研究单摆的运动特性
实验五气轨上研究碰撞过程中动量和能量变化
实验六测量空气中的声速
实验七弦线上的驻波实验
实验八测定冰的熔化热
实验九测定固体的线膨胀系数
实验十测定液体的热容
实验十一学习使用数字万用电表
实验十二制流和分压电路
实验十三测定直流电源的参数并研究其输出特性
实验十四磁电式直流电表的改装
实验十五用量程为220mv的直流数字电压表组装多量程的直流电压表和直流电流表实验十六测量非线性元件的伏安特性
实验十七直流平衡电桥
实验十八学习使用示波器
实验十九观测电容特性
实验二十黑盒子
实验二十一测量温度传感器的温度特性
实验二十二测量热敏电阻的温度特性
实验二十三用堆尔效应测量磁场
实验二十四测量光敏电阻的光电特性
实验二十五研究光伏探测器的光电特性
实验二十六发光二极管的光电特性
实验二十七研究亥姆堆兹线圈轴线磁场分布
实验二十八测定玻璃的折射率
实验二十九测量薄透镜的焦距
实验三十望远镜和显微镜
实验三十一光的干涉现象
实验三十二研究光的夫琅禾费衍射现象
实验三十三调节分光计并用掠入射法测定折射率
实验三十四观测氢原子光谱。