第41届全国中学生物理竞赛决赛实验试题解答与评分标准.pdf

第41届全国中学生物理竞赛决赛实验考试标准答案

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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。

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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）21.251~21.255mm；（1分）

（2）29.028~29.032mm。（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：

1

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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856~870mm。（4分）

（2）曲率半径R的不确定度为8~9mm。（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172~174nm。（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15.4μm（3分）；

m

激光笔的谱线宽度Δλ为16.6nm（1分）。

2

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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