文档内容
第 41 届全国中学生物理竞赛决赛实验考试标准答案
题号 一 二 总分
得分
阅卷
复核
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。
得分 阅卷 复核
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：
实验考试 第 1 页/共5页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 8~9 mm。（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。 （（2分）
（2）哪种方式获得的牛顿环干涉条纹对比度较高？（ B ）（2分）
（3）激光笔的相干长度L 为 15.4 μm （3分） ；
m
激光笔的谱线宽度Δλ为 16.6 nm （1分） 。
实验考试 第 2 页/共5页得分 阅卷 复核
第二题（40分）
2.1（3 分）
（1）液体与毛细管璧的接触角为 19.0°~19.2° 。2分
（2）毛细管中液体是以下哪种状态 A 。1分
2.2（2 分）
（1）液滴在固体表面的接触角可以表示为（ C ）
2.3（11 分）
（1）实验中当电源电压为哪些值（ CD ），可以观察到水滴内部产生大量小气泡。2分
（2）上述现象说明电解反应主要由哪种因素导致？（ B ）2分
（3）在坐标纸中画出cos~U2的关系曲线：4分
2.3 附坐标纸
利用作图法计算碳酸丙烯酯的表面张力系数为 (3.90~4.50)10-2 N/m。2分
在0 V时，碳酸丙烯酯液滴的接触角为 73.1°~ 73.7° 。1分
2.4（9 分）
实验考试 第 3 页/共5页（1）给出透镜最优的液体材料组成（ B ）。2分
（2）三种透镜的类型为（ B ）。1分
有水体系透镜的焦距为 -45.5~ -46.5 mm。1分
混合体系透镜的焦距为 -50.5~ -51.5 mm。1分
无水体系透镜的焦距为 -67.1~ -68.1 mm。1分
（3）计算不同电压下液体透镜的焦距及焦距无穷大时对应的电压。3分
电压/V 0 48.8~49.2 75.0
焦距/mm -22.7~ -22.9 无穷大 16.9~17.1
2.5（6 分）
（1）当驱动电压为75.0 V，液体透镜NA等于 0.40 。1分
能够清晰看见哪些黑白条纹图案?（ AB ）。3分
（2）若要清晰看见800 lp/mm标准分辨率卡的黑白条纹图案，需要进行哪些操作? （ AD ）。2分
2.6（9 分）
（1）请画出S点经过该系统成像的光路图，并在CCD上标出像点S’的位置。2分
2.6附图 请在图中画出成像光路图并标出像点S’的位置
（2）筒镜的焦距为85.0 mm，适配的液体物镜焦距为 17.0 mm。2分
（3）物镜与筒镜之间的距离等于 248.5~249.5 mm，CCD成像单元被充分利用。2分
（4） t=1s、2s、3s对应的液体透镜驱动电压为U = 74.9~75.1 V、U = 76.3~76.5 V、U =
1 2 3
75.6~75.8 V。1.5分
在坐标纸上画出驱动电压与时间的关系示意图：1.5分
实验考试 第 4 页/共5页驱动电压与时间的关系示意图
实验考试 第 5 页/共5页
