2025年大学第四学年（演示物理学）实验设计综合测试试题及答案.doc

2025年大学第四学年（演示物理学）实验设计综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确选项填在题后的括号内。(总共6题，每题5分)
1. 在关于光的干涉实验中，以下哪种情况会使干涉条纹间距变大？（ ）
A. 增大光源强度
B. 减小双缝间距
C. 增大光屏到双缝的距离
D. 换用波长更长的光
2. 关于单摆实验，下列说法正确的是（ ）
A. 单摆的摆角越大，周期越大
B. 摆球质量越大，周期越大
C. 摆长越长，周期越大
D. 在不同地理位置，重力加速度不同，单摆周期不变
3. 当用示波器观察正弦交流电时，若要使波形在屏幕上稳定显示，需要调节（ ）
A. 扫描频率
B. 衰减旋钮
C. Y增益旋钮
D. 水平位移旋钮
4. 在研究电磁感应现象的实验中，以下操作能使感应电流方向改变的是（ ）
A. 保持磁场方向不变，使导体棒运动方向反向
B. 保持导体棒运动方向不变，使磁场方向反向
C. 同时改变磁场方向和导体棒运动方向
D. 增大磁场强度
5. 利用光电效应测定普朗克常量的实验中，以下哪种光照射金属能产生光电效应？ ）
A. 红外线
B. 紫外线
C. 可见光
D. 微波
6. 关于楞次定律，下列说法错误的是（ ）
A. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B. 当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反
C. 当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同
D. 楞次定律只适用于闭合回路中磁通量变化产生感应电流的情况

第II卷（非选择题 共70分）
7. （10分）简述用伏安法测量电阻的两种方法及其优缺点。
8. （15分）在研究平抛运动的实验中，某同学记录了小球运动过程中的一些点，通过测量这些点的坐标，得到如下数据：
点的序号|水平坐标x/cm|竖直坐标y/cm|
|----|----|----|
|1|10.0|5.0|
|2|20.0|20.0|
|3|30.0|45.0|
求小球平抛运动的初速度v₀。（g取10m/s²）
9. （15分）如图所示，是一个探究变压器原理的实验装置。原线圈接在有效值为220V的正弦交流电源上，副线圈通过滑动变阻器R与灯泡L相连。已知原线圈匝数n₁ = 1100匝，副线圈匝数n₂ = 110匝。当滑动变阻器滑片P位于某一位置时，灯泡L正常发光，此时电流表示数为0.5A。求：
（1）副线圈两端的电压有效值U₂；
（2）灯泡L的功率P；
（3）原线圈中的电流I₁。
10. （15分）阅读以下材料，回答问题。
材料：在研究气体状态变化的实验中，某同学将一定质量的理想气体封闭在一个导热良好的气缸内，通过活塞对气体进行压缩或膨胀操作。实验过程中记录了气体的压强p、体积V和温度T的数据，并绘制出了p - V图像。
问题：
（1）根据理想气体状态方程pV = nRT（其中n为物质的量，R为普适气体常量），分析在p - V图像中，等温线、等压线、等容线的特点。
（2）若该同学在实验过程中，保持气体温度不变，将体积压缩为原来的一半，此时气体压强如何变化？请用理想气体状态方程进行解释。
11. （15分）阅读以下材料，回答问题。
材料：在光学实验中经常会用到各种光学元件，如平面镜、凸透镜、凹透镜等。某同学在一次实验中，将一个凸透镜固定在光具座上，然后将蜡烛、光屏分别放置在凸透镜两侧，调整它们的位置，使光屏上出现清晰的像。
问题：
（1）当蜡烛位于凸透镜一倍焦距以内时，光屏上能否成像？为什么？
（2）当蜡烛位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间时，光屏上成的像有什么特点？如何通过实验进一步验证？
（3）当蜡烛位于凸透镜二倍焦距以外时，光屏上成的像有什么特点？若要使像变大，应如何移动蜡烛？

答案：
1. BCD
2. C
3. A
4. AB
5. B
6. D
7. 伏安法测电阻有电流表内接法和外接法。内接法：电流表与电阻串联后再与电压表并联，优点是测量值大于真实值，适用于测量阻值较大的电阻；缺点是测量误差较大。外接法：电压表与电阻并联后再与电流表串联，优点是测量值小于真实值，适用于测量阻值较小的电阻；缺点是测量误差较大。
8. 由平抛运动规律，在竖直方向上\(y = \frac{1}{2}gt²\)，由\(y_2 - y_1 = \frac{1}{2}g(t_2² - t_1²)\)，\(y_3 - y_2 = \frac{1}{2}g(t_3² - t_2²)\)，且\(x = v_0t\)，可得\(v_0 = 2m/s\)。
9.\((1)U₂=\frac{n₂}{n₁}U₁ = 22V\)；\((2)P = U₂I₂ = 11W\)；\((3)I₁=\frac{n₂}{n₁}I₂ = 0.05A\)。
10. （1）等温线是双曲线，同一等温线上压强与体积成反比；等压线是平行于体积轴的直线，压强不变；等容线是平行于压强轴直线，体积不变。（2）根据\(pV = nRT\)，温度不变，体积压缩为原来一半，压强变为原来2倍。
11. （1）不能成像，因为此时成正立放大虚像，虚像不能在光屏上呈现。（2）成倒立放大实像。可移动光屏找到清晰像，再用刻度尺测量像距和物距，与凸透镜成像规律对比验证。（3）成倒立缩小实像。要使像变大，应将蜡烛向凸透镜靠近，同时光屏远离凸透镜。