2011年全国中学生物理竞赛湖北赛区物理实验竞赛试题及解答

2011年全国中学生物理竞赛湖北赛区物理实验竞赛 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RL。（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RL；（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： QUOTE 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。（1分） 【试题一参考解答】 1.确定黑匣子内电路的 将—个电阻R与黑匣子串联后接到音频信号发生器的两端，在C点接一交流电压表(如图1-1)，当电压表连接2时，测量UBC为总电压；当连接1时，测量UAC为电阻R两端的电压。若UBC始终为3V，当改变信号源频率时，用电压测UAC，根据串联谐振电路的特征，谐振时阻抗Z=R，则发生谐振时UAC有最大值，则黑匣内电路为串联谐振电路，若UAC有最小值，则“黑盒”内电路为并联谐振电路。 2.测量串联电路黑匣子内部元器件参数 将一个阻值为30Ω的电阻与黑匣子串联后接到音频信号发生器的两端，在C点接一电压表，电压表的另一端与2连接时，由电压表测出UBC为总电压，使UBC始终为3V，将电压表接道电阻R的两端，调节信号源频率，UAC随频率改变而变化，当UAC出现最大值UACmax时的频率即为该电路的谐振频率f0.而两拐点的频率f1、f2,出现在 处。 由公式： 求得Q值。 ①．求RL 值: 由 得： ②．求L 值: 由 得：L 值 ③. 求C 值: 由 得：C 值 _1378449466.unknown _1378454224.unknown _1378456989.unknown _1378747630.unknown _1378454617.unknown _1378449011.unknown _1378449211.unknown