2026年合肥工业大学大学生物理实验竞赛试题

合肥工业大学大学生物理实验竞赛试题

一、选择题1.在杨氏双缝干涉实验中，若将入射光波长由λ增大为2λ，其他条件不变，则干涉条纹间距将（）[单选题]*A.减小为原来的1/2B.增大为原来的2倍C.保持不变D.增大为原来的4倍答案：B原因：干涉条纹间距公式为Δx=λD/d，其中D为屏与双缝的距离，d为双缝间距。波长λ增大为2λ，条纹间距Δx相应增大为原来的2倍。2.关于光的偏振现象，下列说法正确的是（）[多选题]*A.自然光通过偏振片后成为线偏振光B.反射光一定是部分偏振光C.布儒斯特角下反射光为完全线偏振光D.双折射现象中o光和e光均为线偏振光答案：A、C、D原因：自然光通过偏振片后振动方向与透振方向一致，成为线偏振光（A正确）；布儒斯特角下反射光为完全线偏振光（C正确）；双折射产生的o光和e光振动方向垂直，均为线偏振光（D正确）。反射光不一定是部分偏振光，例如布儒斯特角下反射光为完全偏振光（B错误）。3.用惠斯通电桥测量电阻时，若待测电阻Rx约为1kΩ，比例臂应选择（）[单选题]*A.1:1B.10:1C.100:1D.1:10答案：A原因：比例臂的选择应使比较臂电阻与待测电阻数量级相近，1:1比例臂可使比较臂调节范围覆盖1kΩ附近，提高测量精度。4.在霍尔效应实验中，若磁场方向与霍尔元件平面不垂直，测得的霍尔电压将（）[单选题]*A.偏大B.偏小C.不变D.可能为零答案：B原因：实际磁场分量垂直于元件的部分减小，霍尔电压与垂直磁场分量成正比，因此测量值偏小。5.用示波器观测频率为1kHz的正弦信号时，扫描时间基数应设置为（）[单选题]*A.0.1ms/divB.1ms/divC.10ms/divD.100ms/div答案：A原因：1kHz信号周期为1ms，选择0.1ms/div可在水平方向显示约10个完整周期，便于观测波形细节。6.关于弗兰克-赫兹实验，下列说法错误的是（）[单选题]*A.证实了原子能级的分立性B.电子与汞原子碰撞时能量转移是量子化的C.峰值间距对应汞原子第一激发电位D.实验曲线呈现周期性递增趋势答案：D原因：弗兰克-赫兹实验曲线呈现周期性起伏，而非单调递增（D错误）。其他选项均为该实验的正确结论。7.用牛顿环测量透镜曲率半径时，若改用波长更大的单色光，同级干涉环半径将（）[单选题]*A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小答案：A原因：牛顿环半径公式为r=√(kλR)，波长λ增大时，同级（k相同）干涉环半径r增大。8.在超声声速测定实验中，共振干涉法与相位比较法的主要区别在于（）[多选题]*A.信号接收方式不同B.波长计算方法不同C.频率测量精度要求不同D.声波发射原理不同答案：A、B原因：共振干涉法通过振幅极值测波长，相位比较法通过李萨如图形测波长（B正确）；前者接收信号幅值，后者接收相位差（A正确）。两种方法对频率精度要求相同（C错误），声波发射原理无差异（D错误）。9.用分光计测量三棱镜顶角时，若未对准平行光管狭缝像，会导致测量结果（）[单选题]*A.偏大B.偏小C.无影响D.随机波动答案：A原因：未对准狭缝像时，实际测量角度为顶角的补角，导致顶角测量值偏大。10.在密立根油滴实验中，若油滴所带电荷量从3e变为5e，其平衡电压需（）[单选题]*A.增大至5/3倍B.减小至3/5倍C.保持不变D.无法确定答案：B原因：平衡电压U与电荷量q成反比，q增大至5/3倍时，U需减小至3/5倍以维持油滴平衡。11.关于光电效应实验，下列操作正确的是（）[多选题]*A.更换滤光片前需切断光源B.测量截止电压时需零电流法C.汞灯预热时间不少于10分钟D.光阑孔径越大，饱和电流越大答案：A、B、C、D原因：切断光源可避免滤光片过热（A正确）；零电流法可准确测定截止电压（B正确）；汞灯需预热稳定（C正确）；光阑孔径增大，入射光强增加，饱和电流增大（D正确）。12.用霍尔元件测量磁场时，若工作电流存在5%的波动，对测量结果的影响属于（）[单选题]*A.系统误差B.随机误差C.粗大误差D.操作误差答案：B原因：电流波动导致测量值随机变化，属于随机误差范畴。13.在光纤传输特性实验中，数值孔径NA的物理意义是（）[单选题]*A.光纤端面最大接收角的正弦值B.光在纤芯中的折射率C.光纤的几何尺寸参数D.模式色散系数答案：A原因：数值孔径定义为NA=sinθ_max，θ_max为光纤端面能接收光线的最大入射角。14.用示波器测量两同频信号相位差时，若观察到椭圆图形长轴在Ⅰ、Ⅲ象限，则相位差范围为（）[单选题]*A.0°<φ<90°B.90°<φ<180°C.180°<φ<270°D.270°<φ<360°答案：A原因：李萨如图形长轴在Ⅰ、Ⅲ象限时，相位差φ满足sinφ>0且cosφ>0，即0°<φ<90°。15.在核磁共振实验中，若外磁场强度为0.5T，氢核的共振频率约为（）[单选题]*A.21.3MHzB.42.6MHzC.63.9MHzD.85.2MHz答案：A原因：氢核旋磁比γ=42.58MHz/T，共振频率f=γB_0≈21.3MHz（B_0=0.5T）。16.关于RLC串联谐振电路，下列说法错误的是（）[单选题]*A.谐振时阻抗最小B.品质因数Q与电感成正比C.通频带宽度与Q值成反比D.谐振频率与电阻无关答案：B原因：品质因数Q=ω_0L/R，与电感L和电阻R均相关（B错误）。其他选项均为RLC串联谐振的正确特性。17.在光栅衍射实验中，若入射光包含500nm和600nm两种波长，它们的二级主极大位置关系为（）[单选题]*A.500nm主极大角更大B.600nm主极大角更大C.两者重合D.无法比较答案：A原因：衍射角θ满足d·sinθ=kλ，相同级次k=2时，波