深圳大学 大学物理实验（一） 预习测试答案
1. 电子秤的设计
一、单选题（共7题，每题5分，满分35分，得分35分）
- 应变片的灵敏度是指（B）
- A. 横向应变与纵向应变之比
- B. 电阻的相对变化与长度的相对变化之比
- C. 横向应变与纵向应力之比
- D. 电阻的相对变化与体积的相对变化之比
- 下面哪种电桥有非线性误差（C）
- A. 全臂电桥
- B. 单臂电桥
- C. 都有非线性误差
- D. 双臂电桥
- 应变片采用金属丝多次环绕做成栅状的原因是（D）
- A. 增加应变片的总电阻
- B. 增加应变片的稳定性
- C. 增加产生的总电压
- D. 增加形变的有效长度
- 本实验中22千欧电位器调零是指（D）
- A. 调节测量精度
- B. 调节灵敏度
- C. 调节电桥稳定
- D. 调节零点误差
- 双臂和全臂电桥的灵敏度分别是单臂电桥灵敏度的（B）
- A. 2倍、2倍
- B. 2倍、4倍
- C. 4倍、4倍
- D. 4倍、2倍
- 本实验中电桥接近平衡时，接入差动放大器两个输入端的实际电位接近（A）
- A. 0V
- B. 4V
- C. 8V
- D. -4V
- 差动放大器调零是为了（D）
- A. 调节电桥的零点误差
- B. 调节电桥的灵敏度
- C. 减小输出电压V0
- D. 消除电压干扰信号
二、多选题（共6题，每题6分，满分36分，得分36分）
- 本实验的实验目的是（ABCD）
- A. 了解差动放大器的工作原理
- B. 了解应变效应
- C. 设计电子秤系统
- D. 学习单臂电桥、半桥、全桥的工作原理
- 本实验中双孔悬臂梁的“孔”的作用是（BD）
- A. 使砝码盘更稳固
- B. 使应变片更容易发生形变
- C. 防止应变片过度形变
- D. 使四个应变片形变量相等
- 关于全臂电桥，下列说法正确的是（AD）
- A. 电阻一增一减的两个应变片接在相邻的臂上
- B. 电阻同时增加（或减小）的两个应变片应接在相邻的臂上
- C. 电阻一增一减的两个应变片接在相对的臂上
- D. 电阻同时增加（或减小）的两个应变片应接在相对的臂上
- 下列哪种情况可导致万用表测量的电压符号改变（BD）
- A. 22千欧电位器两端恒压源的极性改变
- B. 电桥两端恒压源的极性改变
- C. 应变片R4的两个插线孔反接
- D. 电桥两臂中点接入差动放大器的输入端的位置改变
- 关于本实验的电桥，下列说法正确的是（ABCD）
- A. 接成全臂电桥时，R1、R2、R3、R4均为应变片
- B. 接成单臂电桥时，R1、R2、R3为固定电阻，R4为应变片
- C. 电阻和应变片的位置顺序可有多种组合
- D. 接成双臂电桥时，R1和R2为固定电阻，R3、R4为应变片
- 提高电桥灵敏度和线性度可以采用的办法有（ABCD）
- A. 采用四臂电桥
- B. 四个臂的总阻值尽量小（R1+R2+R3+R4尽量小）
- C. 增大电桥电压
- D. 四个臂尽量均匀（R1、R2、R3、R4阻值接近）
三、判断题（共7题，满分29分，得分29分）
- （4分）电桥的灵敏度仅由应变片的灵敏度决定（×）
- （4分）常见材料的泊松比的值在0-0.5之间（√）
- （4分）调节差动放大器的灵敏度可改变电桥的灵敏度（√）
- （4分）放砝码后，应变片R1和R3的电阻增加，R2和R4电阻减小（√）
- （4分）本实验中所有应变片和电阻的阻值均接近相等（√）
- （5分）应变片需要按顺序接入电桥，应变片的两根线没有顺序（√）
- （4分）本实验使用的应变片电阻的规格是350欧（√）
2．磁特性综合实验
一、单选题（共8题，满分39分，得分39分）
- （5分）下列选项中不属于本实验的实验目的的是（A）
- A. 了解磁特性在生活中的应用
- B. 学会测量磁化曲线
- C. 学会测量磁滞回线
- D. 掌握矫顽力、剩磁和磁导率的概念
- （5分）利用磁滞回线的不重合性，铁磁材料可用来（D）
- A. 探测电流
- B. 发电
- C. 磁化其它物体
- D. 作为记录介质
- （5分）磁滞回线的横坐标和纵坐标通常是（C）
- A. 磁感应强度B和磁场强度H
- B. 磁感应强度M和磁场强度H
- C. 磁场强度H和磁感应强度B
- D. 磁场强度H和磁导率μ
- （4分）本次实验的仪器中不包括的是（A）
- A. 直流电压源
- B. 电阻
- C. 铁磁体
- D. 电容
- （5分）下列说法中错误的是（B）
- A. 如果磁场不能产生感应电动势，则不能通过本实验初级线圈和次级线圈的方式测量磁滞回线
- B. 测量磁场强度和磁感应强度不都是通过测量间接量得到的
- C. 产生磁场强度的电路是串联电路，产生磁感应强度的电路也是串联电路
- D. 实验与理论值有误差是因为无论怎么连接电路，产生磁场时总有涡流等副作用的产生
- （5分）下列关于电容的说法正确的是（C）
- A. 在交流电的作用下，电流达到最大的时候，电容两端的电压最大
- B. 在交流电的作用下，电流达到最大的时候，电容两端的电量最大
- C. 本实验中，在其它参数不变的时候，电容越大观察到的纵坐标电压越小
- D. 电容通直流阻交流
- （5分）下面关于磁滞回线的说法不正确的是（B）
- A. 磁滞回线的回线内的面积代表损耗的能量
- B. 磁滞回线对我们利用磁场有用，对电路设计没有用
- C. 磁滞回线到末段变水平是因为已达到饱和
- D. 磁滞回线开始时斜率大是因为元电流圈改变方向要克服的阻力不大
- （5分）下列说法不正确的是（A）
- A. 放大示波器的波形不能提高最后结果的精度
- B. 在观察磁滞回线的时候，一定要把示波器调到“xy”模式
- C. 示波器可将读取的图形放大，但不影响实际电压的大小
- D. 电压的大小可通过示波器的两个通道读取
二、多选题（共8题，满分61分，得分61分）
- （7分）磁性材料可分为（BCD）等
- A. 反磁质
- B. 铁磁质
- C. 抗磁质
- D. 顺磁质
- （7分）硬磁和软磁材料的区别在于（AD）
- A. 矫顽力Hc不同
- B. 材料的硬度不同
- C. 磁化的极性不同
- D. 磁滞回线形状不同
- （7分）下面哪个（些）实验不是体现了间接测量的思想？（BD）
- A. 通过单摆的摆长和周期测重力加速度
- B. 用两个山顶之间的距离除以时间间隔来测量光速
- C. 通过影子的长度测量塔的高度
- D. 一大一小的两个铁球同时落地实验
- （8分）下列说法正确的是（ABCD）
- A. 通过单摆的摆长和周期测重力加速度
- B. 用两个山顶之间的距离除以时间间隔来测量光速
- C. 通过影子的长度测量塔的高度
- D. 一大一小的两个铁球同时落地实验
- （8分）下列关于电感线圈的说法正确的是（BC）
- A. 产生感应电动势是因为运动的带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用
- B. 线圈中的感应电动势和电流的变化率的大小成正比
- C. 在通有交流电的时候，电流和磁场是同时到达最大的（同步的或相位相同的）
- D. 线圈中的感应电动势和电流的大小成正比
- （8分）下面关于磁滞回线的说法不正确的是（CD）
- A. 铁磁性越大，其回线的面积越大
- B. 铁磁性越大，其矫顽力越大
- C. 逆磁性越大，其回线的面积越大
- D. 顺磁性越大，其回线的面积越大
- （8分）设磁导率 μ = B/H，则下列说法中正确的是（AD）
- A. 磁滞回线对应的磁导率曲线（以 μ 为纵坐标，H为横坐标）是不重合的回线
- B. 磁滞回线对应的磁导率曲线（以 μ 为纵坐标，H为横坐标）不是不重合的回线
- C. 在磁化曲线中磁导率先减小后增加
- D. 在磁化曲线中磁导率先增加后减小
- （8分）下列说法中正确的是（ABCD）
- A. 实验中用两个线圈是因为单个线圈不方便既测H又测B
- B. 在改变频率的时候，由于涡流的存在，会改变磁滞回线的形状
- C. R1的大小较小是因为较大时分压较多，会造成线圈电压小，不利于测量
- D. 测电阻两端的电压而不测线圈两端的电压是因为线圈有感应电动势，电流与电压不成正比
3．基于Multisim的电源设计
一、单选题（共10题，每题5分，满分50分，得分50分）
-
（5分）二极管具有什么特性（B）
- A. 通交流阻直流
- B. 单向导电性
- C. 整流
- D. 滤波
-
（5分）变压器的工作原理是（D）
- A. 磁阻效应
- B. 毕奥萨伐尔定律
- C. 安培环路定理
- D. 电磁感应
-
（5分）半波整流电路与桥式整流电路需要的二极管的个数分别为（B）
- A. 5个，2个
- B. 1个，4个
- C. 4个，1个
- D. 2个，5个
-
（5分）桥式整流电路中电流在哪些臂上流动（B）
- A. 其中三个臂上流动
- B. 相对臂
- C. 相邻臂
- D. 四个臂同时流动
-
（5分）桥式整流电路与半波整流电路相比，哪一个效率更高（C）
- A. 取决于电源频率
- B. 半波整流电路
- C. 桥式整流电路
- D. 二者效率相同
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（5分）电容滤波与电感滤波电路的区别是（B）
- A. 电容与电桥串联、电感与电桥并联
- B. 电容与负载并联、电感与负载串联
- C. 电容与负载串联、电感与负载并联
- D. 电容与电桥并联、电感与电桥串联
-
（5分）关于电容滤波与电感滤波，下面说法正确的是（C）
- A. 电容滤波更适用于低频率、电感滤波更适用于高频率
- B. 电容滤波更适用于大电流、电感滤波更适用于小电流
- C. 电容滤波更适用于小电流、电感滤波更适用于大电流
- D. 电容滤波更适用于高频率、电感滤波更适用于低频率
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（5分）电容滤波和电感滤波分别利用了电容和电感的什么功能（B）
- A. 滤直流、保交流
- B. 充放电、充放磁
- C. 充放磁、充放电
- D. 滤交流、保直流
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（5分）交流电压信号的有效值 $U$ 和最大值 $U_m$ 的关系是（C）
-
A.$U = 2U_m$
-
B. $U = \sqrt{2}U_m$
-
C. $U_m = \sqrt{2}U$
-
D. $U = U_m$
-
-
（5分）三端稳压器 LM7805 的输出电压为（B）
- A. -8 V
- B. 5 V
- C. -5 V
- D. 8 V
二、多选题（共5题，每题6分，满分30分，得分30分）
- （6分）本实验的实验目的是（AB）
- A. 学习使用 Multisim 软件
- B. 了解滤波、整流及稳压电路的原理
- （6分）电容具有哪些特性（AB）
- A. 通高频、阻低频
- B. 通交流、阻直流
- C. 通直流、阻交流
- D. 通低频、阻高频
- （6分）电感具有哪些特性（CD）
- A. 通高频、阻低频
- B. 通交流、阻直流
- C. 通直流、阻交流
- D. 通低频、阻高频
- （6分）电容滤波效果与哪些因素有关（BCD）
- A. 电源的幅度
- B. 电容的大小
- C. 电阻的大小
- D. 电源的频率
- （6分）下列属于直流稳压电源的有（CD）
- A. 函数信号发生器
- B. 电源适配器
- C. 手机充电器
- D. LED 电源模块
三、判断题（共4题，满分20分，得分20分）
- （5分）正弦交流电经过半波整流和桥式整流后的有效值相同（×）
- （5分）电容滤波与电感滤波电路均是依靠电荷的不断积累和逸散进行工作（×）
- （5分）利用二极管、电容或电感，三端稳压器可以将交流电信号整成直流稳压信号（√）
- （5分）信号频率越高，电容的阻抗越小，就越容易滤掉信号中的交流成分（√）
4．光敏电阻基本特性测量
一、单选题（共4小题，满分22分，得分22分）
- （6分）半导体被光照后发生光电效应，根据光电子的去处，光电效应可分为（A）
- A. 内光电效应和外光电效应
- B. 外光电效应和光电发射效应
- C. 光导效应和光伏效应
- （5分）光敏电阻的原理是（B）
- A. 光伏效应
- B. 光导效应
- C. 光的波粒二象性
- D. 光电子发射效应
- （6分）实验中，光照特性和伏安特性分别是研究光敏电阻的光电流与（B）
- A. 光强、光通量
- B. 光通量、电压
- C. 光通量、电阻
- （5分）本实验研究光敏电阻的光照特性采用什么方法改变光照强度（A）
- A. 通过改变偏振片的夹角来控制入射光的强度
- B. 调节聚光镜的物、像距
- C. 调节接收器的位置
二、多选题（共6小题，满分42分，得分42分）
- （7分）本实验的实验目的是（ABCD）
- A. 了解光电效应的原理
- B. 掌握光路的调整方法
- C. 了解光敏电阻的工作原理和基本特性
- D. 测量光敏电阻的伏安特性曲线和光照特性曲线
- （7分）影响半导体电阻大小的因素有（ABC）
- A. 禁带宽度的大小
- B. 载流子浓度
- C. 半导体被光激发
- （7分）光照产生电子-空穴对的条件是（CD）
- A. 光照时间足够长
- B. 光强足够大
- C. 光子能量足够高
- D. 光子频率足够大
- （7分）光敏电阻的基本特性包括（ABCDE）
- A. 伏安特性
- B. 光照特性
- C. 频谱特性
- D. 光电灵敏度特性
- E. 温度特性
- （7分）影响光敏电阻阻值大小主要因素（ABC）
- A. 光照强度
- B. 光的频率
- C. 构成半导体的材料特征
- （7分）影响光敏电阻中光电流大小的因素有（ABC）
- A. 半导体的电导率
- B. 所加电压
- C. 光照强度
三、判断题（共6小题，满分36分，得分36分）
- （6分）给光敏电阻加电压后，如果没有光照，光敏电阻中的电流为0（×）
- （6分）光敏电阻在光照时的电流越大，灵敏度就越高（×）
- （6分）光照一定时，光敏电阻的阻值接近一个定值（√）
- （6分）光敏电阻的阻值随光照强度呈非线性关系（√）
- （6分）实验中光照强度正比于偏振片夹角的余弦（×）
- （6分）光敏电阻常用于光开关器件（√）
5．费米-狄拉克分布
一、单选题（共9小题，满分44分，得分44分）
- （5分）金属中电子遵循的统计规律是（C）
- A. 吉布斯分布
- B. 麦克斯韦-玻尔兹曼分布
- C. 费米-狄拉克分布
- D. 波色-爱因斯坦分布
- （5分）零温下费米狄拉克分布函数是（B）
- A. delta函数
- B. 阶梯函数
- C. 二次函数
- D. 高斯函数
- （5分）本实验用来统计电子分布的能量依据是（C）
- A. 能态密度
- B. 费米能
- C. 动能
- D. 势能
- （5分）本实验用来统计电子个数的是哪个量（D）
- A. 环状电流
- B. 励磁电流
- C. 灯丝电流
- D. 阳极电流
- （5分）实验中采用圆柱面作为阳极，原因是（C）
- A. 便于为各个方向的电子加速
- B. 便于计算电子的动能
- C. 便于收集沿各个方向偏转的电子
- D. 便于电子在磁场下做圆周运动
- （5分）本实验验证的是特定温度下的电子分布规律，其中温度取决于（C）
- A. 环状电流
- B. 励磁电流
- C. 灯丝电流
- D. 阳极电流
- （5分）实验测量时使IB的平方等间距取值，原因是（C）
- A. 速度正比与IB的平方
- B. 分布正比与IB的平方
- C. 动能正比与IB的平方
- D. 磁场正比与IB的平方
- （5分）实验验证的是修正后的费米分布函数，原因是（C）
- A. 电子在真空中时能量只有动能
- B. 电子需要被电场加速才能飞至阳极
- C. 电子需要克服溢出电势才能发射到真空
- D. 电子需要受到洛伦兹力才能做圆周运动
- （4分）灯丝电流一定时，随着励磁电流增加，阳极电流逐渐（B）
- A. 无法确定
- B. 减小
- C. 增大
- D. 不变
二、多选题（共6小题，满分36分，得分36分）
- （6分）本实验的实验目的是（BCD）
- A. 掌握电子在螺线管磁场下的运动规律
- B. 学习分析真空中电子的能量和数量的技巧
- C. 了解费米-狄拉克分布函数
- D. 通过实验验证费米-狄拉克分布规律
- （6分）关于能带和能级，下面说法正确的是（ABCD）
- A. 金属中的电子位于能带上
- B. 孤立原子的电子位于能级上
- C. 由于能级靠近有相互作用，形成了能带
- D. 能级和能带都是量子力学效应
- （6分）金属中电子的费米能级是指（BD）
- A. 有限温度下电子占据态与非占据态的平均能量
- B. 有限温度下电子占据概率为0.5对应的能量
- C. 零温下电子的最低能量
- D. 零温下电子的最高能量
- （6分）费米分布函数对能量的导数具有哪些特征（BCD）
- A. 等同于delta函数
- B. 随能量先增大后减小
- C. 关于费米能对称
- D. 在费米能处取最大值
- （6分）实验中磁场的作用是（CD）
- A. 记录热发射电子的轨迹
- B. 促使热发射电子到达阳极
- C. 使热发射电子做圆周运动
- D. 衡量热电子的动能
- （6分）飞向阳极的电子的动能和哪些实验参数有关（ABCD）
- A. 阳极直径
- B. 螺线管直径
- C. 励磁电流
- D. 螺线管长度
三、判断题（共5小题，满分20分，得分20分）
- （4分）金属中电子的费米能级对应的能量为零（×）
- （4分）金属的温度越高，费米分布函数在费米能附近越平缓（√）
- （4分）实验中热发射电子的动能等于其发射前在金属中的能量（×）
- （4分）励磁电流越大，电子越容易飞向阳极（×）
- （4分）阳极电流越大，说明该动能对应的电子数越多（√）
6．多普勒效应测声速
一、单选题（共3小题，满分15分，得分15分）
- （5分）本实验中声波波长的测量采用（D）
- A. 补偿法和动态多普勒效应测声速法
- B. 模拟法和感应法
- C. 相位比较法和补偿法
- D. 动态多普勒效应测声速法和相位比较法
- （5分）相位比较法测声波波长利用的公式是l=nλ/2中，l表示（A）
- A. 接收器相对于发生器位置变化的距离
- B. 发生器与接收器之间的距离
- C. 发生器每次位置变化的距离
- （5分）相位比较法测声波波长中，用示波器观察李萨如图形时，时间扫描旋钮应该置于（C）
- A. Y档
- B. X档
- C. X-Y档
二、多选题（共5小题，满分30分，得分30分）
- （6分）声源不动，观察者以速度V向声源方向运动，以下情况正确的是（BD）
- A. 观察者接收到的频率小于声源发射的频率
- B. 观察者接收到的频率大于声源发射的频率
- C. 观察者听到的声音比原来低沉
- D. 观察者听到的声音比原来尖锐
- （6分）声速的测量在（ABCD）方面有应用
- A. 声波定伤
- B. 声波探伤
- C. 声波成像
- D. 声波测距
- （6分）多普勒效应测声速的实验目的（ABCD）
- A. 理解压电陶瓷换能器的工作原理
- B. 理解声速的多普勒效应
- C. 相位比较法测声速
- D. 动态多普勒效应测声速
- （6分）动态多普勒效应测声速法，接收器是如何运动的（AB）
- A. 匀速远离发生器
- B. 匀速靠近发生器
- C. 静止
- （6分）多普勒效应测声速方法需要记录的物理量有（ABC）
- A. 动态多普勒效应测声速法中，需测信号接收器的运动速度
- B. 动态多普勒效应测声速法中，需测信号接收器接收到的频率
- C. 动态多普勒效应测声速法中，需测信号发声器的频率
- D. 相位比较法中，相位每变化π，需测信号发生器与信号接收器之间改变的距离
三、填空题（共9小题，满分45分，得分45分）
-
（5分）压电换能器可以把【1】能转换为【2】能，作声波发生器用，也可以把【3】能转换为【4】能，作声波接收器之用。
- 答案：【1】B（电）；【2】A（声）；【3】A（声）；【4】B（电）
-
（5分）如下图所示
发射换能器S1发出的超声波通过传声介质（空气)到达接收换能器S2，所以在同一时刻S1处的波和S2处的波有一相位差，其相位差θ与发射波的波长λ、S1和S2之间的距离L有如下关系：θ=【1】，可见S1、S2之间的距离L每改变【2】波长，相位差就改变2π。
- 答案：【1】B（2πL/λ）；【2】D（1个）
-
（5分）超声波也是一种声波，仅是【1】大于20KHz。超声波的传播速度就是【2】的传播速度。由于超声波具有【3】短，易于【4】等优点，为避免周围音频信号对实验的干扰，对声速的测量常在【5】波段进行。
- 答案：【1】C（频率）；【2】F（声波）；【3】D（波长）；【4】G（定向发射）；【5】H（超声）
-
（5分）超声波的发射和接收都需要换能器，最常使用的是压电换能器。根据压电效应原理，压电换能器接收超声波信号，使之转换为【1】信号，从而将【2】能转换为【3】能；根据逆压电效应原理，压电换能器可以将【4】能转化为超声振动能，在周围介质中激发超声波，此时压电换能器将【5】能转化为【6】能。当超声波频率与压电换能器系统的【7】频率一致时，产生的电信号最强。
- 答案：【1】A（电）；【2】B（机械）；【3】A（电）；【4】A（电）；【5】A（电）；【6】B（机械）；【7】D（固有）
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（5分）实验中当信号发生器的输出频率【1】换能器的固有频率时，示波器上可以观察到【2】的波形。
- 答案：【1】B（等于）；【2】D（最大）
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（5分）多普勒效应主要是指波源辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化，当一个移动的波源接近观测者，观测者接收到的波频率【1】，称为【2】；当一个移动的波源远离观测者，观测者接收到的波频率【3】，称为【4】。
- 答案：【1】A（变大）；【2】C（蓝移）；【3】B（变小）；【4】D（红移）
-
（5分）多普勒测声速实验中，示波器中显示李萨如图形连续两次出现直线，则相位差为【1】，此时发射器与接收器之间改变的距离是【2】。
- 答案：【1】A（π）；【2】C（半个波长）
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（5分）动态多普勒效应测声速法中，应保证【1】位置不变，改变【2】位置。
- 答案：【1】A（发生器）；【2】B（接收器）
-
（5分）在动态多普勒测声速实验中，观测者接收到的声波的频率为$f’ = \frac{V_1 + V_2}{\lambda} = \frac{V_1 + V_2}{V_1} f$，其中$V_1$是【1】，$V_2$是【2】，$\lambda$是【3】，$f$是【4】。
- 答案：【1】A（声波在媒介中的速度）；【2】B（接收器的速度）；【3】C（声波的波长）；【4】D（声波的频率）
四、判断题（共2小题，满分10分，得分10分）
- （5分）相位比较法测声波波长的过程中，选择李萨如图形的起始状态为“/”或“\”，是为了便于比较图形变化。（√）
- （5分）相位比较法测声波波长，用示波器观察李萨如图形的方法可以监测发生器与接收器之间相位差的变化。（√）
7．薄透镜实验
一、单选题（共3小题，满分16分，得分16分）
- （5分）本实验测凹透镜焦距时，望远镜的作用是（D）
- A. 确保物距等于焦距
- B. 使像成在无穷远处
- C. 产生平行光
- D. 检测平行光
- （5分）当物与屏的间距大于4倍焦距时，在物与屏之间移动凸透镜（D）
- A. 可以在屏幕上成三次像，一次放大、一次缩小和一次等大的像
- B. 可以在屏幕上成两次像，均为放大的像
- C. 可以在屏幕上成两次像，均为缩小的像
- D. 可以在屏幕上成两次像，一次放大和一次缩小的像
- （6分）用物距像距法测量凹透镜焦距时，采用的物为（B）
- A. 实物，即凸透镜产生的虚像
- B. 虚物，即凸透镜产生的实像
- C. 虚物，即凸透镜产生的虚像
- D. 实物，即凸透镜产生的实像
二、多选题（共7小题，满分49分，得分49分）
- （7分）本实验的实验目的是（ABC）
- A. 学习组装望远镜
- B. 掌握透镜的成像规律
- C. 掌握透镜焦距测量的基本方法
- （7分）下面哪些一定用到凸透镜（ABC）
- A. 老花镜
- B. 显微镜
- C. 望远镜
- D. 近视镜
- （7分）关于凸透镜成像，下面说法正确的是（ABC）
- A. 物位于焦距以内时，成放大虚像
- B. 物位于焦距到2倍焦距之间时，像位于2倍焦距之外，成放大实像
- C. 物位于2倍焦距之外时，像位于焦距到2倍焦距之间，成缩小实像
- D. 物位于焦距以内时，成放大实像
- （7分）关于凹透镜的说法正确的是（ABC）
- A. 物与像可以位于透镜两侧
- B. 实物可以产生虚像
- C. 虚物可以产生实像
- D. 物与像在同一侧
- （7分）关于凹透镜的成像规律，下面说法正确的是（ABCDEF）
- A. 当物为虚物，物距为两倍焦距以外时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧
- B. 当物为实物，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同侧
- C. 当物为虚物，物距在一倍焦距以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧
- D. 当物为虚物，物距为一倍焦距以外两倍焦距以内时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜的异侧
- E. 当物为虚物，物距为两倍焦距时，成倒立、等大的虚像，像与物在透镜的异侧
- F. 当物为虚物，物距为一倍焦距时，成像于无穷远
- （7分）本实验中怎样使光学元件共轴等高（AB）
- A. 使各元件的相同一侧紧贴导轨
- B. 用眼睛观察，使各元件的中心大致在与导轨平行的同一直线上
- （7分）本实验测量透镜焦距的误差可能来源有（ABCD）
- A. 刻度尺读数误差
- B. 光学元件没有调节共轴等高
- C. 像没有调节至最清晰
- D. 组建望远镜时没有产生平行光
三、判断题（共7小题，满分35分，得分35分）
- （5分）凸透镜的焦距越长，汇聚本领越大（×）
- （5分）透镜可以分为凸透镜和凹透镜两大类，它们在近轴条件下的成像公式相同（√）
- （5分）凸透镜成像可以为实像或虚像，凹透镜只能成虚像（×）
- （5分）透镜的物与像必须位于透镜两侧（×）
- （5分）物位于凸透镜的焦点时，像位于无穷远处（√）
- （5分）凸透镜和凹透镜均可以虚像为物，产生实像（×）
- （5分）凸透镜和凹透镜均可以实像为物，产生实像（√）
8．准稳态法测比热导热系数
一、单选题（共9小题，满分45分，得分45分）
- （5分）下面哪个不是本实验中的实验仪器（C）
- A. 实验仪
- B. 杜瓦瓶（保温杯）
- C. 水银温度计
- D. 加热样品（玻璃）
- （5分）本实验被称为“准稳态法”的原因是（D）
- A. 温度在不断变化
- B. 通过温度差来计算导热比热系数
- C. 温度满足热传导方程
- D. 温度在升高但升高速率保持恒定
- （5分）在导热系数公式中不包含的量是（B）
- A. 热流密度
- B. 样品的电阻
- C. 中心面和加热面之间的温度差
- D. 样品的厚度
- （5分）在比热公式中不包含的量是（C）
- A. 中心面和加热面的升温速率
- B. 样品的密度
- C. 中心面和加热面之间的温度差
- D. 样品的厚度
- （5分）本次实验中的公式推导用到了（B）
- A. 待定系数法
- B. 变量代换法
- C. 互补法
- D. 拉格朗日法
- （5分）热电偶的工作原理是（D）
- A. 加热单一导体，其两端会产生电势差
- B. 加热两不同并联导体的中间，其两端会产生电势差
- C. 加热两相同并联导体的两端，其中间会产生电势差
- D. 加热两不同并联导体的两端，其中间会产生电势差
- （5分）本实验中两侧使用绝热材料的原因是（A）
- A. 为了使热流密度为功率密度的一半
- B. 为了使热流密度等于功率密度
- C. 为了使热电偶测量准确
- D. 为了保证加热均匀
- （5分）实验中用两块而不是一块有机玻璃的原因是（A）
- A. 保持中心面的热流密度为0（边条件），便于计算
- B. 两块的厚度大一倍，误差小
- C. 两块玻璃压力更大
- D. 两块玻璃更容易夹紧热电偶丝
- （5分）下面哪个连线方法是错误的（B）
- A. 样品中心面的正端连到实验仪（主机）的中心面正端
- B. 样品中心面的负端连到实验仪（主机）的中心面负端
- C. 样品中心面的负端连到保温杯的负端
- D. 样品加热面的正端连到实验仪（主机）的加热面正端
二、多选题（共5小题，满分30分，得分30分）
- （6分）本实验的实验目的是（ABCD）
- A. 了解准稳态法测量导热系数的原理
- B. 了解准稳态法测量比热的原理
- C. 用准稳态法测量不良导体的导热系数和比热
- D. 学习热电偶测量温度的原理和使用方法
- （6分）该实验中直接测量的两个量是（AB）
- A. 中心面的热电势（差）
- B. 加热面的热电势（差）
- C. 中心面和加热面之间的温度差
- D. 中心面和加热面之间的热电势之差
- （6分）该实验中要参与计算的两个量是（AD）
- A. 中心面或加热面的升温速率（的平均值）
- B. 杜瓦瓶中水的温度
- C. 热电偶的阻值
- D. 加热面和中心面之间的温度差（的平均值）
- （6分）下面说法正确的是（ABCD）
- A. 热电偶一定要有两个不同材料的金属构成
- B. 实验中所测得的电势要转化为温度
- C. 本实验中热电偶温度差与电势差之间基本成线性关系
- D. 热电偶中间接上理想电压表不影响温度差
- （6分）达到准稳态后，下面说法正确的是（ACD）
- A. 试件中各处的升温速率是相同的
- B. 试件中各处的温度是相同的
- C. 中心面沿导热方向温度梯度为零
- D. 试件中沿导热方向有热流流动
三、判断题（共5小题，满分25分，得分25分）
- （5分）实验中需要知道保温杯（杜瓦瓶）中的水的温度（×）
- （5分）实验中有两对热电偶（√）
- （5分）实验中要读取玻璃样品的电阻值（√）
- （5分）实验数据处理时可以用逐差法（√）
- （5分）实验数据处理时计算的是稳定后的数值（√）
9．杨氏模量的测量
一、单选题（共6小题，满分30分，得分30分）
- （5分）在拉伸法测杨氏模量实验中，采用加减砝码各测一次取平均的方法测量△x是为了（A）
- A. 消除因摩擦和滞后带来的系统误差
- B. 增加测量次数
- C. 扩大拉伸测量范围
- D. 消除砝码的误差
- （5分）材料相同，粗细长度不同的两根钢丝，它们的杨氏模量是否相同（A）
- A. 相同
- B. 细金属丝的杨氏模量值较大
- C. 粗金属丝的杨氏模量值较大
- D. 不一定
- （5分）测量光杠杆臂长、标尺到平面镜距离和金属丝直径时同样产生0.5mm的不确定度，哪一个对杨氏模量的测量结果影响最大（B）
- A. 标尺到平面镜距离
- B. 金属丝直径
- C. 光杠杆臂长
- D. 钢丝长度
- （5分）在测量金属丝的杨氏模量实验中，常需预加负载，其作用是（A）
- A. 拉直金属丝，避免当做伸长过程测量
- B. 消除摩擦力
- C. 没有作用
- D. 消除零点误差
- （5分）对于一定温度下的金属丝杨氏模量，说法正确的是（D）
- A. 与材料的形状有关而与大小无关
- B. 只与材料的物理性质有关与材料的大小和形状无关
- C. 与材料的大小有关而与形状无关
- D. 杨氏模量标志着金属材料抵抗弹性变形的能力
- （5分）本实验中用螺旋测微器测量钢丝直径时，读取初读数是为了消除（B）
- A. 粗大误差
- B. 系统误差
- C. 随机误差
- D. 其它误差
二、多选题（共2小题，满分12分，得分12分）
- （6分）本实验的实验目的是（ABCD）
- A. 掌握伸长法测量金属丝杨氏模量的方法
- B. 了解光杆放大原理
- C. 学习用逐差法处理数据
- D. 学习不确定度分析
- （6分）杨氏模量是标志材料刚性的物理量，它与材料的以下因素有关（BC）
- A. 尺寸，形状
- B. 结构及化学成分
- C. 温度
- D. 应力
三、填空题（共7小题，满分35分，得分35分）
-
（5分）为了使杨氏模量测定仪处于测试状态，在测定仪已铅垂、望远镜及光杠杆等高的条件下，首先【1】和【2】，使在望远镜的瞄准器方向看到反射镜内的【3】。
- 答案：【1】A（调节望远镜水平）；【2】B（调节光杠杆反射镜的铅直）；【3】C（标尺像）
-
（5分）材料受力后发生形变，在弹性限度内材料的【1】与【2】之比为一常数，该常数称为弹性模量。条形物体（如钢丝）沿【3】的弹性模量称为杨氏模量。
- 答案：【1】C（应力）；【2】D（应变）；【3】F（纵向）
-
（5分）杨氏模量操作仪操作顺序：【1】→【2】→【3】→【4】。
- 答案：【1】C（平台水平调节）；【2】A（光杠杆平面镜调节）；【3】B（望远镜调节）；【4】D（加砝码测量钢丝伸长）
-
（5分）光杠杆是利用【1】原理测量微小长度的。设平面镜到标尺的距离为D，平面镜到后足尖距离为l，则光杠杆的放大倍数为【2】。
- 答案：【1】A（光路放大）；【2】B（2D/l）
-
（5分）当自变量 【1】 变化，而两物理量之间又呈 【2】 关系时，我们除了采用图解法、最小二乘法外，还可以采用逐差法。
在金属丝弹性限度内，每次加载质量相等的砝码，测量望远镜标尺读数 $r_i$，然后再逐次减砝码，对应地测量标尺读数为 $r_i’$，取 $r_i$和 $r_i’$ 的平均值为 $\frac{r_i+r_i’}{2}$，共测量了 $2p$ 次。
当用逐差法时，按顺序将测量值分成相等数量的两组 $(\bar{r_1}, \bar{r_2}, \dots, \bar{r_p})$ 和 $(\bar{r_{p+1}}, \bar{r_{p+2}}, \dots, \bar{r_{2p}})$。
取两组对应项之差：$(\bar{r_{p+i}}-\bar{r_i}), i=1,2,\dots,p$；再求平均，即 $\bar{b}=$ 【3】，相应地，它们对应砝码质量为 【4】。
答案： 【1】D（等间隔）；【2】B（线性）；【3】F（$\frac{1}{p}\sum\limits_{i=1}^p b_i$）；【4】H（$m_{p+i}-m_i$）
-
（5分）材料受力后发生形变。在弹性限度内，材料的胁强与胁变（即相对形变）之比为一常数，叫【1】，条形物体（如钢丝）沿【2】的弹性模量叫杨氏模量。
- 答案：【1】A（弹性模量）；【2】C（纵向）
-
（5分） 若材料所受到的应力为 $F/S$（即力 $F$ 与力所作用的法向面积 $S$ 之比），在应力作用下的应变为 $\Delta L/L$（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比），则在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即 $E = (F/S) / (\Delta L/L) = FL / S\Delta L_E$，被称为材料的 【1】，它是表征 【2】 的一个物理量，属于材料的固有属性。某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就 【3】。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。
- 答案：【1】A（杨氏模量）；【2】C（材料性质）；【3】E（大）
四、判断题（共6小题，满分23分，得分23分）
-
（4分）杨氏模量实验中，因为不能保证测试材料完全理想弹性，具有一定塑性，加载和去载过程中材料不会完全恢复，读数会稍有不同，所以在做加砝码测量后还要做减砝码测量。（√）
-
（4分）用静态拉伸法测杨氏模量中光杠杆的优点是可以简单准确地将微小形变放大，测量、读数简单。（√）
-
（4分）杨氏模量大，说明在压缩或拉伸材料时，材料的形变大。（×）
-
（4分）金属丝直径加倍，其他保持不变，每1kg砝码所引起的伸长量将变为原来的1/4倍。（√）
-
（4分）关于长度测量问题的回答（见原题干中的较长描述）是正确的。（√）
-
（3分）提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度，可以通过任意增加面镜到标尺的距离来增加光杠杆的放大倍数。（×）
10．等厚干涉
一、单选题（共16小题，满分83分，得分83分）
- （6分）牛顿环现象属于哪一类干涉（C）
- A. 既不是等厚也不是等倾干涉
- B. 等倾干涉
- C. 等厚干涉
- （5分）牛顿环现象是由于光的（C）产生的
- A. 波粒二象性
- B. 粒子性
- C. 波动性
- （5分）光的干涉条件要求两束光（C）
- A. 振动方向一致
- B. 频率相同
- C. 以上都要满足
- D. 相位差恒定
- （5分）等厚干涉牛顿环暗纹产生的条件是两束光光程差为（B）
- A. 波长的奇数倍
- B. 半波长的奇数倍
- C. 波长的偶数倍
- D. 半波长的偶数倍
- （5分）等厚干涉牛顿环明纹产生的条件是两束光的光程差为（B）
- A. 半波长的整数倍
- B. 波长的整数倍
- C. 半波长的奇数倍
- （5分）钠黄光是双线，钠光灯所产生的黄光的实际波长不包括（B）
- A. 589.6nm
- B. 589.3nm
- C. 589.0nm
- （5分）测量牛顿环时若测量的是弦长而不是直径对计算结果是否有影响（C）
- A. 无法确定
- B. 有影响
- C. 无影响
- （5分）关于显微镜目镜与物镜两个透镜的焦距，说法正确的是（B）
- A. 两个透镜焦距一样
- B. 物镜焦距短，目镜焦距长
- C. 物镜焦距长，目镜焦距短
- （5分）牛顿环干涉条纹是（C）种条纹
- A. 不确定
- B. 等间距条纹
- C. 非等间距条纹
- （5分）在实验中，为避免碰伤物镜和牛顿环，对显微镜进行调焦时应（C）调节
- A. 都可以
- B. 从上往下调节
- C. 从下往上调节
- （5分）牛顿环条纹间距的特点（C）
- A. 等间距
- B. 随着半径的增大而稀疏
- C. 随着半径的增大而稠密
- （5分）以下说法不正确的是（C）
- A. 牛顿环装置在使用前应该确保三个螺丝松弛，使中心暗斑位于中心并避免挤压损伤
- B. 调节清晰度过程中，物镜只允许自下而上的调节
- C. 钠光灯在使用过程中可随意频繁开、关
- D. 钠光灯尽量不要在通电发光时剧烈移动，尤其禁止碰撞或者激烈活动
- （6分）理论上牛顿环的中心是（B）
- A. 可亮可暗
- B. 暗斑
- C. 不可确定
- D. 亮斑
- （5分）牛顿环测量中如何防止空程误差，下列说法不正确的是（C）
- A. 测量过程中如读数错误，应从头开始测量
- B. 测量时单方向移动显微镜
- C. 快速移动显微镜
- （5分）牛顿环现象中，干涉光是如何形成的？（B）
- A. 分波阵面法
- B. 分振幅法
- （6分）影响观察牛顿环清晰度的因素有哪些？（B）
（1）目镜调节
（2）物镜到牛顿环的距离
（3）45°玻璃片的俯仰角，玻璃片是否正对钠光光源
（4）载物台底下背景光反射镜的角度
- A. （2）（3）（4）
- B. （1）（2）（3）（4）
- C. （1）（2）（4）
二、多选题（共1小题，满分7分，得分7分）
- （7分）等厚干涉（ABC）
- A. 学会通过干涉法计算球面的曲率半径
- B. 加深对等厚干涉的认识
- C. 了解牛顿环的应用
三、判断题（共2小题，满分10分，得分10分）
- （5分）需要读数的实验用显微镜，因有读数分划板，使用时先调目镜视度，将目镜分划调清楚，再调物镜调焦使成像清晰。（√）
- （5分）本实验中直径的平方差项是否存在B类不确定度？（√）
11. 金属比热容的测量
一、单选题（共9小题，满分45分，得分45分）
- （5分）关于比热容说法错误的是（A）
- A. 比热容是物质固有属性，与外界条件无关
- B. 比热容的大小与温度有关
- C. 比热容大小与质量无关
- （5分）关于牛顿冷却定律说法正确的是（B）
- A. 样品与环境温度差越小，单位时间内单位面积散失的热量越多
- B. 样品与环境温度差越大，单位时间内单位面积散失的热量越多
- C. 样品温度越低，单位时间内单位面积散失的热量与温度成正比
- D. 样品温度越高，单位时间内单位面积散失的热量与温度成正比
- （5分）热电偶电压表调零应该在什么状态下（A）
- A. 短路
- B. 断路
- C. 连通
- （5分）两个相互接触的物体没有发生热传递，它们具有相同的（B）
- A. 质量
- B. 温度
- C. 体积
- D. 内能
- （5分）两个互相接触的物体热量的自发传递方向是（D）
- A. 比热大的物体传给比热小的
- B. 质量大的物体传给质量小的物体
- C. 内能大的物体传给内能小的物体
- D. 温度高的物体传给温度低的物体
- （5分）单位时间内损失的热量与降温速率的关系为（B）
- A. 成反比
- B. 成正比
- C. 两者无关
- （5分）比较法测金属比热容过程中如果外界环境温度升高结果将会（D）
- A. 增大
- B. 减少
- C. 无法判断
- D. 不变
- （5分）本次实验比较法测量金属比热容采用的物理思想是（A）
- A. 控制变量法
- B. 曲线改直法
- C. 作图法
- （5分）质量相同的甲、乙两种金属，加热到相同的温度，然后放到质量相等、温度相同的水中，平衡后乙杯水温比甲杯水温高，两种金属比热容大小正确的是（A）
- A. C甲 < C乙
- B. C甲 > C乙
- C. 无法判断
- D. C甲 = C乙
二、多选题（共7小题，满分43分，得分43分）
- （6分）热量传递的方式主要包含（ABC）
- A. 辐射
- B. 传导
- C. 对流
- （6分）一个标准大气压下，冰水混合物的温度是（BD）
- A. 0K
- B. 273.15K
- C. 273.15℃
- D. 0℃
- （6分）公式$c_2 = c_1 \frac{M_1(\frac{\Delta \Theta}{t})_1}{M_2(\frac{\Delta \Theta}{t})_2}$成立的条件为（ABCD）
- A. 两个样品形状尺寸相同
- B. 两个样品表面状况相同，周围介质性质不变
- C. 两个样品温度相同
- D. 周围介质温度不变
- （7分）金属比热容实验目的包含（ABC）
- A. 理解牛顿冷却定律
- B. 测量铜的冷却曲线
- C. 测量金属比热容
- （6分）冷却法测量金属比热容的实验中，影响测量误差的因素有（BCDE）
- A. 环境温度变化
- B. 冷端温度变化
- C. 测温元件与被测样品达到热平衡需要时间，即温度传感器的响应时间会影响温度测量
- D. 秒表的计时误差
- E. 测试和参照样品的实验条件变化
- （6分）电烙铁使用应注意（ABC）
- A. 实验样品与烙铁铁芯不要相互摩擦
- B. 上移烙铁时要出现锁定按钮的横销锁在立柱槽的咯嗒声，拧紧锁紧螺钉
- C. 下移烙铁时要左移锁定按钮，拧松锁紧螺钉才能向下移动
- （6分）本次实验冷却定律研究实验采用的方法是（BC）
- A. 控制变量法
- B. 曲线改直法
- C. 作图法
三、判断题（共3小题，满分12分，得分12分）
- （4分）比热容只与物质材料相关，与温度无关（×）
- （4分）通过流体自然流动将热量分散到其它物体为自然对流（√）
- （4分）通过风扇或者气泵维持热体流动为强迫对流（√）
12. 弦振动实验
一、单选题（共14小题，满分56分，得分56分）
- （4分）弦线上的波属于（D）
- A. 混合波
- B. 纵波
- C. 面波
- D. 横波
- （4分）测量弦线上的波的波长采用的原理是（B）
- A. 多普勒效应
- B. 驻波原理
- C. 干涉原理
- D. 叠加原理
- （4分）当弦上形成驻波后，在哪些时刻弦线的弹性势能最大（C）
- A. 弦线的弹性势能时刻相同
- B. 各质点振动到平衡位置时
- C. 各质点振动到最大位移时
- （4分）当振源频率以及弦线的质量密度和张力均一定时，弦上的驻波波长可能有几个值（D）
- A. 多个
- B. 两个
- C. 三个
- D. 一个
- （4分）当拉紧的弦自由振动时，弦上的驻波频率可能有几个值（A）
- A. 多个
- B. 两个
- C. 三个
- D. 一个
- （4分）入射波和反射波形成驻波后，驻波波腹处的振幅为振源振幅的几倍（B）
- A. 4倍
- B. 2倍
- C. 3倍
- D. 1倍
- （4分）本实验中弦线张力是由什么控制的（B）
- A. 拉力计
- B. 砝码
- （4分）实验中，当弦的张力变大时，弦线上波的波长（B）
- A. 不变
- B. 增大
- C. 减小
- （4分）两个波节之间的距离为（B）
- A. 一个波长
- B. 半个波长
- （4分）弦自由振动时发出声音的音调由什么决定（B）
- A. 谐频
- B. 基频
- （4分）弦自由振动时发出声音的音色由什么决定（A）
- A. 谐频
- B. 基频
- （4分）弦自由振动时发出声音的强度由什么决定（A）
- A. 振幅
- B. 频率
- （4分）在波节处，入射波和反射波的位相差为（C）
- A. $2n\pi$
- B. $\frac{n\pi}{2}$
- C. $n\pi$
- （4分）弦线上的波节两侧附近的质点的相位差为（C）
- A. $2\pi$
- B. $0$
- C. $\pi$
二、多选题（共5小题，满分25分，得分25分）
- （5分）在弦上形成驻波的条件有（ABCD）
- A. 弦处于拉紧状态
- B. 入射波与反射波频率相同
- C. 入射波与反射波波速相同
- D. 入射波与反射波振幅相同
- （5分）本实验的实验目的是（ABC）
- A. 学习用对数进行数据处理的方法
- B. 观察弦上的驻波
- C. 验证驻波波长与振动频率、张力的关系
- （5分）弦线振动时的波速与哪些因素有关（CD）
- A. 弦线长度
- B. 振源频率
- C. 弦的线密度
- D. 弦的张力
- （5分）本实验中，弦线上的波长与哪些因素有关（BCD）
- A. 弦线长度
- B. 振源频率
- C. 弦的线密度
- D. 弦的张力
- （5分）弦在自由振动时的基频取决于（ABC）
- A. 弦的线密度
- B. 弦线长度
- C. 弦的张力
- D. 振动幅度
三、判断题（共5小题，满分19分，得分19分）
- （4分）形成驻波时，弦与振动簧片连接的一端为波节（×）
- （4分）驻波只是弦上的各质点在振动，并在不同波节之间传播能量（√）
- （4分）弦的长度等于半个波长的整数倍时才能形成驻波（√）
- （4分）特定长度的弦只能产生一个频率的声音（×）
- （3分）实验中取对数是为了化曲线为直线，以方便验证（√）
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