2026年天津市教师职称考试（电教实验师）综合能力测试题及答案解析

2026年天津市教师职称考试（电教实验师）综合能力测试题及答案解析一、单项选择题（每题1分，共30分）1.在中学物理电学实验中，用数字万用表测量未知电阻时，若量程开关置于200Ω档，显示屏出现“1.”，最合理的下一步操作是A.改置2kΩ档重新测量B.改置20MΩ档重新测量C.更换表笔插头位置D.给被测电阻并联一只已知电阻再测答案：A解析：“1.”表示超量程，200Ω档上限约200Ω，被测电阻大于该值，应换更大档；2kΩ档上限2000Ω，优先尝试。2.利用DISLab光电门测小车瞬时速度时，为减小遮光片宽度Δs带来的系统误差，下列做法最有效的是A.增大小车质量B.减小遮光片宽度C.提高采样频率D.改用磁感应计时答案：B解析：瞬时速度v=Δs/Δt，Δs越小越接近真值，减小遮光片宽度直接降低系统误差。3.在“用示波器观察正弦信号”实验中，若荧光屏上波形幅度过大且超出刻度，应首先调节A.扫描微调B.Y轴增益C.触发方式D.水平位移答案：B解析：Y轴增益（Volts/Div）直接控制垂直幅度，幅度过大先调它。4.某教师将手机加速度传感器数据通过Phyphox实时投影，全班学生同步看到a-t图像，这一做法主要体现了数字化实验的哪项优势A.提高精度B.增强交互性C.降低设备成本D.减少操作步骤答案：B解析：实时共享、全员可见，突出交互与即时反馈。5.在“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验中，为消除电表内阻带来的方法误差，最合理的电路选择是A.电流表内接法B.电流表外接法C.电桥法D.电位差计补偿法答案：B解析：小灯泡电阻远小于电压表内阻，采用电流表外接法可使电压表分流误差可忽略。6.使用泰克TBS1052B示波器时，若探头衰减开关置于10×，而示波器菜单未做相应设置，则测得电压值将A.偏大10倍B.偏小10倍C.不变D.随机漂移答案：B解析：探头10×衰减，示波器未补偿，读数未乘以10，显示值仅为真实值的1/10。7.在“测量电源电动势和内阻”实验中，利用U-I图像求内阻时，若坐标轴起点不为零，则内阻r等于A.图像斜率B.图像斜率的绝对值C.纵截距D.横截距答案：B解析：U=E-Ir，斜率=-r，取绝对值。8.利用Arduino搭建自动浇花系统，土壤湿度传感器输出模拟值0-1023，若设定阈值600启动水泵，阈值对应湿度A.约40%B.约50%C.约60%D.约70%答案：C解析：600/1023≈0.586，即58.6%，最接近60%。9.在“探究电磁感应现象”实验中，若线圈匝数增加一倍，其他条件不变，则感应电动势A.不变B.增大一倍C.减小一半D.增大四倍答案：B解析：ε=-NΔΦ/Δt，N加倍，ε加倍。10.利用Tracker软件分析平抛运动视频时，为提高坐标精度，应优先A.提高视频分辨率B.增加拍摄帧率C.校准比例尺D.关闭自动对焦答案：C解析：比例尺校准直接决定空间坐标精度，是首要环节。11.在“用光敏电阻测量光照度”实验中，若发现输出电压随光照增强而下降，可推断该光敏电阻为A.正温度系数B.负温度系数C.N型半导体D.照度越大阻值越大答案：B解析：光照增强→载流子增多→阻值下降→分压减小，典型负系数特性。12.使用DISLab力传感器测量小车碰撞冲量时，采样频率设置为1000Hz，则理论上可分辨的最小碰撞时间为A.0.1msB.1msC.2msD.5ms答案：B解析：采样周期1ms，依据奈奎斯特定理，可分辨事件极限约1ms。13.在“探究牛顿第二定律”实验中，若轨道未调水平，小车受微小阻力，则a-F图像将A.过原点斜率不变B.过原点斜率变小C.纵截距为正D.横截距为正答案：D解析：需先克服阻力，F较小时a=0，出现横截距。14.利用Python+Matplotlib实时绘制温度曲线，若发现曲线出现明显锯齿，可优先采用A.提高采样频率B.降低采样频率C.滑动平均滤波D.增大坐标轴范围答案：C解析：滑动平均可有效抑制高频噪声，保持曲线平滑。15.在“测量声速”实验中，用双踪示波器观察发射与接收信号，若两波形峰峰间隔为4.0div，时基2ms/div，则时差为A.2msB.4msC.8msD.16ms答案：C解析：4.0div×2ms/div=8ms。16.若将手机磁传感器用于测量地磁场，需首先A.关闭GPSB.远离铁磁物质校准C.打开飞行模式D.调高屏幕亮度答案：B解析：铁磁物质引入偏差，校准需远离。17.在“探究单摆周期与摆长关系”实验中，若摆角达到15°，则周期测量值将A.偏小B.偏大C.不变D.随机答案：B解析：大角度非线性效应使周期略增大。18.使用LabVIEW做远程数据采集时，若前面板控件无响应，应首先检查A.前面板颜色B.循环终止条件C.串口波特率匹配D.波形图表背景答案：C解析：波特率不匹配导致通信失败，控件无数据更新。19.在“用霍尔传感器测磁场”实验中，若发现输出电压与磁场非线性，可能原因是A.供电电压3.3VB.探头未垂直磁场C.恒流源波动D.环境温度0℃答案：B解析：霍尔电压U=KIBcosθ，θ≠90°引入余弦非线性。20.在“测定玻璃折射率”实验中，若用激光笔入射，为准确确定入射角，应优先A.用白纸描点B.用铁架台固定激光C.用扩束镜D.用偏振片答案：B解析：固定激光束可稳定入射方向，提高角度重复性。21.在“用示波器测量相位差”实验中，若两正弦波形在水平方向间隔1.2div，时基1ms/div，信号频率500Hz，则相位差约为A.216°B.108°C.54°D.27°答案：B解析：周期T=2ms，1.2div对应1.2ms，相位差=1.2/2×360°=216°，但超过180°取360°-216°=144°，最接近108°为选项误差，重新计算：1.2ms/2ms×360°=216°，选项无216°，选最接近且小于360°的216°，但题目选项最大216°，故选A。答案：A解析：直接计算216°，不取补角。22.在“用Arduino制作电子温度计”时，若DS18B20读取温度始终为85℃，最可能A.传感器损坏B.上电复位未完成转换C.数据线接反D.供电电压5V答案：B解析：85℃为DS18B20默认上电未转换完成标志。23.在“探究弹簧劲度系数”实验中，若弹簧有明显自重，则测得k值将A.偏大B.偏小C.不变D.随机答案：B解析：自重导致伸长量增加，斜率变小，k偏小。24.使用Tracker分析自由落体时，若视频帧率为30fps，则理论上可测最小时间间隔为A.33.3msB.16.7msC.66.7msD.10ms答案：A解析：1/30≈0.0333s。25.在“用分光计测量光栅常数”实验中，若十字叉丝未对准谱线中心，则读数误差属于A.系统误差B.随机误差C.粗大误差D.环境误差答案：A解析：对准偏差具有重复性，属系统误差。26.在“用DISLab微气压计探究等温过程”时，若快速推拉活塞，则p-V图线将A.与等温线重合B.位于等温线上方C.位于等温线下方D.变为水平线答案：B解析：快速近似绝热，温度升高，p增大，图线在等温上方。27.在“用智能手机陀螺仪测角速度”实验中，若将手机固定于旋转平台，发现Z轴输出为零，可能原因A.陀螺仪损坏B.绕Z轴无角速度C.未开启高通滤波D.屏幕关闭答案：B解析：绕Z轴无旋转分量，输出自然为零。28.在“用示波器观察方波”时，若发现上升沿出现明显过冲，可优先A.减小Y轴增益B.换用100MHz探头C.探头地线换用弹簧地D.调高触发灵敏度答案：C解析：长地线引入电感，弹簧地缩短回路，抑制过冲。29.在“用Arduino控制舵机”时，若舵机抖动，优先检查A.供电电流是否充足B.舵机角度0°C.串口波特率D.板载LED答案：A解析：电流不足导致舵机无法稳定定位。30.在“用数字频率计测信号频率”时，若闸门时间1s，显示值稳定但末位±1，则误差属于A.量化误差B.触发误差C.时基误差D.随机误差答案：A解析：±1字误差为量化误差。二、多项选择题（每题2分，共20分，每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）31.下列哪些措施可有效降低电学实验中的接触电势差误差A.使用同种金属导线B.保持接线端清洁C.采用四线法测量D.提高电源电压答案：A、B、C解析：四线法消除接触电阻，同种金属降低热电势，清洁减少氧化膜。32.在“用智能手机声级计测环境噪声”时，下列因素可引起系统误差A.手机壳遮挡麦克风B.软件未校准C.背景人声D.温度变化答案：A、B、D解析：背景人声属随机干扰，其余引入系统偏差。33.关于DISLab光电门测速，下列说法正确的是A.遮光片宽度越小越接近瞬时速度B.两次挡光时间间隔可求加速度C.光电门间距需用卷尺测量D.环境红外光不影响测量答案：A、B、C解析：环境强红外可能误触发，D错误。34.在“用示波器测量小信号”时，为降低噪声，可采取A.设置带宽限制B.采用平均采样模式C.提高探头衰减比D.使用同轴电缆答案：A、B、D解析：提高衰减比降低幅度，不降低噪声。35.在“用Python+PyQt制作实验GUI”时，为提高实时性，可A.使用多线程B.使用多进程C.使用定时器D.使用sleep阻塞答案：A、B、C解析：sleep阻塞降低实时性。36.在“用光敏电阻制作简易照相机测光表”时，下列元件必须A.运算放大器B.基准电压源C.模数转换器D.机械快门答案：A、B、C解析：机械快门非必须。37.在“用分光光度计测溶液浓度”实验中，若标准曲线不过原点，可能原因A.比色皿差异B.空白溶液未校零C.光源漂移D.溶液浑浊答案：A、B、C、D解析：均可导致非零截距。38.在“用Arduino测量RC放电”时，为精确求时间常数τ，可A.采用线性拟合lnU-tB.采用单点0.37U0C.提高ADC位数D.采用外部16位ADC答案：A、C、D解析：单点测量误差大。39.在“用Tracker分析碰撞”时，需设置的参数包括A.比例尺B.坐标轴原点C.质量参数D.帧率答案：A、B、D解析：质量用于动量计算，非必须设置。40.在“用LabVIEW做PID温控”时，下列参数需整定A.KpB.KiC.KdD.采样周期答案：A、B、C、D解析：均影响系统响应。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）41.在“用数字电桥测电感”时，若测试频率升高，则测得Q值一定增大。答案：×解析：Q=ωL/R，R随频率变化复杂，不一定。42.使用DS18B20时，每个传感器有唯一64位序列号，可实现总线并联测温。答案：√43.在“用示波器观察李萨如图形”时，若两信号频率比为1:2且相位差90°，图形为倾斜8字形。答案：×解析：1:2且90°为抛物线。44.在“用智能手机GPS测重力加速度”属于直接测量。答案：×解析：GPS测位置，g需计算。45.在“用ArduinoUNO的analogRead()”时，默认参考电压5V，可外接更低参考提高分辨率。答案：√46.在“用分光计测折射率”时，若望远镜光轴与刻度盘不垂直，引入系统误差。答案：√47.在“用Tracker分析简谐运动”时，若视频拍摄角度倾斜，可用透视校正消除误差。答案：√48.在“用DISLab微气压计”时，若橡皮管漏气，p-V图线斜率绝对值变大。答案：×解析：漏气导致p下降，斜率变小。49.在“用Python的matplotlib.animation”实时绘图时，关闭交互模式可提高帧率。答案：×解析：交互模式关闭降低刷新。50.在“用光栅测波长”时，若光栅常数标称值误差±1%，则测得波长相对误差最小为1%。答案：√解析：波长与d成正比，系统误差下限1%。四、实验设计题（共3题，每题10分，共30分）51.设计一套基于Arduino与物联网的“远程光照度监测系统”，要求：(1)硬件清单（含传感器型号、通信模块）(2)软件流程图（含MQTT发布主题设计）(3)误差分析与校准方法(4)数据可视化方案（Web端或手机端）(5)低功耗策略（若采用电池供电）参考答案：(1)硬件：ArduinoNano33IoT（内置Wi-Fi）、BH1750数字光照传感器（I²C，0-65535lx）、18650锂电池+TP4056充电模块、0.96"OLED本地显示、AMS1117-3.3稳压、防水外壳。(2)流程：上电→初始化Wi-Fi→连接MQTTbroker→初始化BH1750→每30s读取光照→OLED本地显示→JSON打包→发布到主题“school/lab/light”→深度睡眠30s。(3)误差：BH1750最大误差±20%，采用标准照度计（精度±4%）三点校准（0lx、5000lx、50000lx），建立分段线性修正公式；温度漂移<0.5%/℃，可忽略。(4)可视化：Web端用Node-RED订阅MQTT，仪表盘显示实时数值、24h曲线、阈值报警；手机端用Blynk模板，推送超标消息。(5)低功耗：采用ArduinoLowPower库，深度睡眠电流0.8mA，关闭Wi-Fi模块电源，唤醒后快速连接（约3s），平均电流<2mA，3000mAh电池可续航约两个月。52.利用DISLab力传感器与智能手机陀螺仪，设计“测量不规则物体转动惯量”实验，要求：(1)实验原理与公式推导(2)装置示意图（文字描述即可）(3)详细步骤与数据采集方法(4)误差来源与减小措施(5)拓展：如何验证平行轴定理参考答案：(1)原理：将待测物体固定于轻杆，杆一端通过轴承悬挂，力传感器测量杆对轴心的径向力F，手机陀螺仪测角加速度β。由τ=Iβ，且τ=FL，得I=FL/β。(2)装置：铁架台+夹具固定轴承；轻杆穿过轴承，短端贴手机，长端固定物体；力传感器置于杆下方，探头与杆垂直接触；用细线绕杆，通过滑轮挂小砝码，提供瞬时拉力。(3)步骤：a.校准力传感器与陀螺仪零点；b.释放砝码，软件同步记录F-t与β-t；c.取线性区求平均β与F；d.测力臂L（杆上标记）；e.代入公式求I；f.更换不同质量物体重复。(4)误差：轴承摩擦→加润滑油、空载测摩擦修正；力传感器接触点滑动→用V型槽限位；陀螺仪噪声→多次平均；质量分布不均→用CAD求质心位置修正L。(5)拓展：在杆不同位置d加同质量小砝码，测I_d，作I_d-d²图，斜率应为m，截距为I_c，验证I=I_c+md²。53.设计“利用Python+OpenCV实现示波器屏幕自动读数”实验，要求：(1)软硬件环境(2)图像预处理算法（含去噪、透视校正）(3)刻度识别与像素-物理量转换(4)波形峰值、频率、相位差计算流程(5)精度验证与改进方向参考答案：(1)环境：Windows10，Python3.9，OpenCV4.5，手机拍摄示波器屏幕（分辨率4K），示波器显示1kHz正弦、方波校准信号。(2)预处理：高斯去噪→Canny边缘→Hough直线检测网格→四点透视校正→二值化→细化刻度线。(3)刻度识别：霍夫线聚类得水平10div、垂直8div，交点建立像素-div映射；通过OCR读取屏幕右下角“1V/div”“500μs/div”文本，自动获取量程。(4)波形计算：沿垂直方向求每列像素灰度质心→得波形坐标；峰值=最大最小差×Volts/div；频率=1/周期，周期通过零crossing计数；相位差用两波形峰值水平间隔×time/div×360°/周期。(5)验证：与示波器自动测量值对比，峰值误差<2%，频率误差<0.5%，相位差误差<3°；改进：采用亚像素边缘、机器学习OCR提高量程识别鲁棒性；增加色彩通道利用，提高抗反光能力。五、综合计算题（共2题，每题10分，共20分）54.在“用DISLab电流传感器测量电容放电”实验中，已知充电电压U0=5.00V，电容标称C=1000μF±5%，采样频率1000Hz，测得第50点电流I50=1.83mA，对应时刻t50=0.050s。(1)写出放电电流表达式；(2)求回路总电阻R；(3)若电流传感器内阻Ri=50Ω，求电容实际容量C实；(4)计算C实相对误差并判断是否在标称误差范围内。解答：(1)i(t)=I0e^(-t/τ)，其中I0=U0/R，τ=RC。(2)由i(0.050)=1.83mA，得1.83×10⁻³=(5.00/R)e^(-0.050/τ)，且τ=RC，联立：1.83×10⁻³=(5.00/R)e^(-0.050/RC)令x=1/R，则1.83×10⁻³=5xe^(-0.050×1000×10⁻⁶x)数值解得x≈0.200Ω⁻¹，故R≈5.00Ω。(3)传感器内阻50Ω远大于5Ω，说明R总=R+Ri=55Ω，重新代入：1.83×10⁻³=(5.00/55)e^(-0.050/(55C实))解得C实≈1.07×10⁻³F=1070μF。(4)相对误差=(1070-1000)/1000=+7.0%，超过标称±5%，不合格。55.在“用光栅测波长”实验中，光栅常数d=1/600mm，测得绿光二级衍射角θ=41.5°±0.5°，求波长λ及其不确定度u(λ)，并判断是否与标准值546.1nm吻合（置信概率95%，k=2）。解答：由dsinθ=kλ，k=2，λ=dsinθ/k=(1/600mm)sin41.5°/2=5.555×10⁻⁴mm×0.663/2=1.842×10⁻⁴mm=542.0nm。不确定度：u(θ)=0.5°=0.00873rad，u(λ)=λcotθu(θ)=542.0nm×cot41.5°×0.0