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2025年物理试题调研实验题及答案

考试时间：60分钟，满分：100分

一、实验题（每空2分，共20分）

1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器使用的是交流电源，频率为50Hz，某同学打出的一条纸带如图1所示，图中的点迹并不均匀，为了更精确地研究小车的运动情况，他应该选择哪部分纸带进行研究？请简述原因。

答：应该选择点迹逐渐变得均匀的部分进行研究。原因是只有在这一部分，小车的速度才接近于匀速运动，从而能够更精确地研究小车的运动规律。

2.在“验证牛顿第二定律”的实验中，小车的质量为M，所挂钩码的质量为m，实验时需要测量的物理量有哪些？请列出实验步骤并简述实验原理。

答：需要测量的物理量有小车的加速度a和所挂钩码的力F。实验步骤如下：

（1）调整好实验装置，确保小车可以在光滑的水平面上运动。

（2）在钩码上挂上不同质量的砝码，记录每次挂上砝码后的总质量。

（3）用打点计时器记录小车在不同力作用下的运动情况，得到纸带。

（4）分析纸带，计算出小车在不同力作用下的加速度a。

（5）根据所挂钩码的质量m和重力加速度g，计算出所挂钩码的力F。

（6）分析数据，验证F与a的关系是否满足F=ma。

3.在“测量金属丝的杨氏模量”实验中，若已知金属丝的长度为L，直径为d，悬挂重物后伸长量为ΔL，请写出杨氏模量E的表达式，并简述实验原理。

答：杨氏模量E的表达式为E=4FLπd^2/ΔL。实验原理是通过悬挂重物使金属丝产生形变，测量金属丝的伸长量ΔL，根据胡克定律计算出金属丝的应力与应变之比，即为杨氏模量。

4.在“研究光的衍射现象”实验中，若观察到单缝衍射图样，请简述单缝宽度对衍射图样的影响。

答：单缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射图样的中央亮纹越宽，两侧的暗纹和亮纹分布越疏。这是因为单缝宽度越小，光波通过单缝时发生衍射的可能性越大。

5.在“测量电源电动势和内阻”实验中，若使用电压表和电流表进行测量，请写出电源电动势E和内阻r的表达式，并简述实验原理。

答：电源电动势E和内阻r的表达式分别为E=U+Ir和r=(U1-U2)/(I2-I1)。实验原理是通过改变外电路的电阻，测量不同情况下的电压U和电流I，根据闭合电路欧姆定律，计算出电源的电动势和内阻。

二、实验题答案（每空2分，共20分）

1.选择点迹逐渐变得均匀的部分进行研究，因为只有在这一部分，小车的速度才接近于匀速运动。

2.需要测量的物理量有小车的加速度a和所挂钩码的力F。实验步骤见上述解答，实验原理是通过分析F与a的关系验证牛顿第二定律。

3.杨氏模量E的表达式为E=4FLπd^2/ΔL。实验原理是通过测量金属丝的形变，计算出应力与应变之比，即为杨氏模量。

4.单缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射图样的中央亮纹越宽，两侧的暗纹和亮纹分布越疏。

5.电源电动势E和内阻r的表达式分别为E=U+Ir和r=(U1-U2)/(I2-I1)。实验原理是通过测量不同情况下的电压U和电流I，计算出电源的电动势和内阻。