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中学生物理竞赛1-32实验及单位试题分类汇编


实验及单位 (31-6)用国家标准一级螺旋测微器(直标度尺最小分度为 0.5mm,丝杆螺距为 0.5mm,套管上分为 50 格刻度)测量小球直径。测微器的初读数如图(a)所示, 其 值 为 ______mm ,测 量时如 图( b )所 示 ,其值 为 _______mm ,小球 直径 d=______mm。

(30-6)国际上已规定 133Cs 原子的频率

f=9192631770Hz(没有误差).这样,秒 的 定 义 ______________________________. 国 际 上 已 规 定 一 个 公 认 的 光 速 值 c=299792458m/s ( 没 有 误 差 ) . 长 度 单 位 由 时 间 单 位 导 出 , 则 米 定 义 为 ______________________________.

(30-10) (1)在“把电流表改装成电压表”的实验中,必须测出电流表的内阻 和用标准电压表对改装成的电压表进行校准.某同学对图示的器材进行了连线, 使所连成的电路只要控制单刀双掷开关的刀位和调节电阻箱及变阻器, 不需改动 连线,就能: (1)在与电阻箱断路的条件下测出电流表的内阻; (2)对改装成的 电压表所有的刻度进行校准.试在图中画出该同学的全部连线. (2)一块横截面为矩形的长板,长度在 81cm 与 82cm 之间,宽度在 5cm 与 6cm 之间,厚度在 1cm 与 2cm 之间.现用直尺(最小刻度为 mm) 、卡尺(游标为 50 分度)和千分尺(螺旋测微器)去测量此板的长度、宽度和厚度,要求测出后的 最后一位有效数字是估读的.试设想一组可能的数据填在下面的空格处.板的长度 _______________cm , 板 的 宽 度 _______________cm , 板 的 厚 度 _______________cm。

(27-12)右图为“用双缝干涉测量光的波长”实验 装置的示意图。图中 S0 为狭缝,S1、S2 为双狭缝,S
S0 S2 S P S1

为观察屏。当用单色光(以?表示其波长)从左方照射狭缝 S0 时,由双狭缝 S1、 S2 射出的光是相干光,可在观察屏 S 上出现明暗相间的干涉条纹。若屏 S 上的 P 点是某一暗条纹的中心,已知 P 点到缝 S1 的距离为 r1,则 P 点到缝 S2 的距离为 r2 = ________________________ 。为了求出波长 ? ,实验中应测量的物理量是 ________________________。若实验装置中单缝、双狭缝和屏的位置都不变,只 是入射光第一次为红光, 第二次为蓝光,则第二次观察到的干涉条纹与第一次相 比,不同之处除了条纹的颜色外,还有______________。

(26-10)试分析下面两个实验操作中的误差(或失误)对实验结果的影响。 (1)用“插针法”测量玻璃的折射率时,要先将透明面平行 的玻璃砖放置在铺平的白纸上,然后紧贴玻璃砖的两个透明 面,分别画出两条直线,在实验中便以这两条直线间的距离作 为透明面之间的距离。如果由于操作中的误差,使所画的两条 直线间的距离大于玻璃砖两透明面间的实际距离,问这样的测 得的折射率与实际值相比,是偏大,偏小,还是相同?试给出简要论证。 (2)在用单摆测量重力加速度 g 时,由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平 面内运动,而是在一个水平面内作圆周运动,如图所示。这时如果没出摆球作这 种运动的周期, 仍用单摆的周期公式求出重力加速度,部这样求出的重力加速度 与重力加速度的实际值相比,哪个大?试定量比较。

(26-11)现有以下器材:电流表一只(量程适当。内阻可忽略不计。带有按钮 开关 k1,按下按钮电流表与电路接通,有电流通过电流表,电流表显出一定的读 数) ,阻值已知为 R 的固定电阻一个,阻值未知的待测电阻 Rx 一个,直流电源一 个(电动势 ? 和内阻 r 待测) ,单刀双掷开关 K 一个,接线用的导线若干。 试设计一个实验电路,用它既能测量直流电源的电动势 ? 和内阻 r,又能测量待 测电阻的阻值 Rx(注意:此电路接好后,在测量过程中不许再拆开,只许操作 开关,读取数据) 。具体要求: ()画出所设计的电路图。 ()写出测量 ? 、r 和 Rx 主要的实验步骤。

()导出用已知量和实验中测量出的量表示的 ? 、r 和 Rx 表达式。 (25-13)在示波器的 YY'偏转电极上,加电压 u1=U0sin2πνt,式中 ν=50Hz。同时 在示波器的 XX'偏转电极上加如图 1 所示的锯齿波电压 u2,试 在图 2 中画出荧光屏上显示 出的图线。 如果由于某种原因,此图线 很缓慢地向右移动,则其原因是 _____________________________________________________________ _____________________________________________________。

(22-2)现有一个弹簧测力计(可随便找地方悬挂) ,一把匀质的长为 l 的有刻 度、零点位于端点的直尺,一个木块及质量不计的细线.试用这些器件设计一实 验装置(要求画出示意图) ,通过一次测量(弹簧测力计只准读一次数) ,求出木 块的质量和尺的质量. (已知重力加速度为 g)

(18-6)物理小组的同学在寒冷的冬天做了一个这样的实验:他们把一个实心的大铝球加
热到某温度 t ,然后把它放在结冰的湖面上(冰层足够厚),铝球便逐渐陷入冰内.当铝球 不再下陷时,测出球的最低点陷入冰中的深度 h .将铝球加热到不同的温度,重复上述实验 8 次,最终得到如下数据:

实验顺序数 热铝球的温度 t /℃ 陷入深度 h /cm

1 55 9.0

2 70 12.9

3 85 14.8

4 92 16.0

5 104 17.0

6 110 18.0

7 120 17.0

8 140 16.8

已知铝的密度约为水的密度的 3 倍, 设实验时的环境温度及湖面冰的温度均为 0℃. 已 知此情况下,冰的熔解热 ? ? 3.34 ?105 J/kg .

1.试采用以上某些数据估算铝的比热 c . 2.对未被你采用的实验数据,试说明不采用的原因,并作出解释.

(15-11)某电视台有一台用于智力竞赛的抢答显示系统(抢答机),它可供红黄蓝 三个参赛队使用,抢答机用继电器控制,其线路如图 7 所示.主持人宣布问题要求 抢答,然后说现在开始以后,最先按下按钮的队的指示灯亮,其余队再按则无反应. 而亮灯的队松开按钮,导致自己的指示灯点亮,主持人可判该队犯规.为了解除摸 对指示灯点亮的状态,主持人只需按一下自己操作台的按钮,即可恢复初始的待命 状态.现在为能满足四个队参加比赛,必须增加一个供绿队使用的绿灯线路,为此 需将原线路改装,技术人员以将原线路连好,如图 8 所示.请你将尚未连好的接线 继续接妥,使其整体成为一台供四个队参赛用的抢答机.

图7

图8

图9

图 8 中(a)和(b)是完全相同线路图.(a)图作为草稿图,不记分数,(b)图是正式答案线 路图,作为评分依据,不得涂改. 说明:1.各图中"_/_"表示按钮开关,按下时为接通,松手时自动弹起为断开. 2.图 9 中 L 为电磁铁线圈,不通电时,继电器不吸合,如图 9(a)所示,这时三 对常闭接点 A1 与 A1′接通,A2 和 A2′接通,A3 和 A3′接通;三对常开接点 B1 和 B1′ ,B2 和 B2′,B3 和 B3′,均不接通.L 通电时,继电器吸合.如图 9(9)所示,三对常闭接 点断开,三对常开接点中 B1 与 B1′接通,B2 与 B2′接通,B3 和 B3′接通.

3.作图时,不连接的交叉线如图 10 所示. 4 两连接的交叉线,在连接处画上黑点,如图 11 所示

(7-7)实验室有一个破损的多量程动圈式直流电流计,有 1mA、10mA 和 100mA 三档,由 一个单刀三掷开关转换, 其内部电路如图 7-5 所示。 电流计的表头已烧坏,无法知道其电特性,但三个 精密分流电阻完好,测得 R1=144Ω 。现有两个表 头 A 和 B,外形都与原表头相同,表头 A 的满刻度 电流为 0.2mA,内阻为 660Ω ;表头 B 的满刻度电 流为 0.5m A,内阻为 120Ω 。 问, 请在保留分流电阻 R1、 R2 和 R3 的情况下, 应该用哪个表头修复此电 流计?怎样修复?

(6-6)画出日光灯的电路图,并回答问题:如果起动器丢失,而手头只有一段两端裸露的、 有绝缘外皮的导线,用什么办法能将日光灯点亮?试就你所用的办法说明道理。

(4-1)将下列各量用国际单位制的主单位表示(取三位有效数字,第一横线填数字,第二 横线填单位) 。 (1)1 光年=____________ ____________。 (2)1 标准大气压=____________ ___________。 (3)1 电子伏特=_____________ ___________。 (4)1 原子质量单位=____________ ___________。

(1-36)用伏安法测定一个阻值大约是 25kΩ ,额定功率为 1/20 瓦的电阻值。备用仪器及元 件有: (1)待测电阻约 25kΩ , 1/20 瓦。

(2)直流电流表 2 个: (A1)量程为 0-100uA ,内阻约为 2kΩ ; (A2)量程为 0-500uA ,内阻约为 300Ω 。 (3)直流电压表 3 个: (V1) 量程 0-1V, 内阻约为 10kΩ ; (V2) 量程 0-10V, 内阻约为 100kΩ ; (V3) 量程 1-50V, 内阻约为 500kΩ . (4)电源 3 种:

( ? 1 )两节干电池,每节 1.5V;( ? 2 )直流稳压电源,输出电压 15V,额定电流 1A; ( ? 3 )直流稳压电源,输出电压 50V,额定电流 0.5A; (5)电位器 电阻值 1kΩ ,额定功率 1 瓦 (6)电键和导线 试从以上提供的仪器和元件中选择合适的规格以及适宜的线路,使得被测电阻 的测量结果达到尽可能高的精确度。 绘出电路图, 并标明所选仪器及元件的规格。


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