大学物理实验练习(2)
大学物理实验练习（2）
（一）是非判断，改错题
判断改错题（对的打“√”，错的打“×”外，还要把正确的改在下面。
1．偶然误差的特征是确定性，即在同一条件下进行测量，误差的大小和正负保持不变，或者在条件改变时按一定的规律变化（ ）。
2．根据有效数字运算法则计算下题结果是否正确（ ）
1029.3004
.00421
.8?=+ 3．改错
（1）34.47米+10.280米－1.0036米=43.7461米 （2）（4.240+0.004）米+（8.10－0.02）米－（0.035+0.006）米=12.375+0.030米 （3）12.34cm ×0.0234cm=0.288756cm （4）
60000060
.116.121500
40=-?
（5）N=（10.8000±0.2）cm
4．冲击电流计是利用Q=Kd 测量电量的，式中d 是冲击电流计第一次最大偏转时的读数（ ）。
5．在下列各图下面写明电路“能”或“不能”测电源电动势Ex ，并在能测电动势的电路图的下面列出计算公式（图中：E 是工作电源，Es 是标准电池，Ex 是待测电源，V 是电压表，G 是检流计，R 1、R 2是已知固定电阻，R 、r 是滑线变阻器）。
6．某同学在做低电阻实验时所得的数据如下，他是用螺旋测微计测量电阻丝的直径，用分
7．用示波器观察信号波形（如锯齿波、尖脉部），除将波形发生器接“Y 输入”外必须把“扫描频率”旋钮置于“扫描挡位”（ ）。
8．“电容的测定”中使用的电路如右图（
）。
（二）选择题（只选一个答案，两个以上答案记0分）
1．如果多次测量的平均值为534.274毫米，误差为0.5毫米，测量结果应表示为（）。
A．534.3（mm）B．534.2±0.5（mm）
C．534.3=0.5（mm）D．534.27±0.5（mm）
2．某长度的一次测量值为10.545厘米，判断它是哪一把量具测出的（）。
A．米尺B．20分游标尺
C．50分游标尺D．千分尺
3．测某一约为1.5V的电压时，要求其结果的相对误差小于1.5%，则应选择下列哪种规格的伏特表？（）。
A．0.5级，量程为5V B．1.0级，量程为2V
C．2.5级，量程为1.5V
4．“三线摆测转动惯量”实验中，要求下盘扭转的角度很小，这主要是因为（
）。
A．转动过大、空气阻力过大，就影响测量精度
B．转动过大、下盘的动量大，使悬线L变长影响测量结果
C．实验理论简化的要求
D．提高实验的效率
5．测量液体粘滞系数时，要求让小球下落一段路程后，才能确定起始点，并同时计算时间这是因为（）。
A．我们有足够的时间作好测试准备
B．观察起来更方便，测得更准
C．让小球达到匀速运动以满足实验理论的要求
D．避免液面的影响
6．用惠斯登电桥测电阻时，如果出现了下述情况，试选择出仍能正常进行测量的情况（）。
A．电源正负级接反了
B．有一个桥臂阻值恒为“0”
C．有一个桥臂阻值恒为“无穷大”
D．检流计支路不通（断线）
7．在用电位差计测量未知电动势的操作过程中，若已调至补偿状态后切断工作回路的电源开关，这时电流计将（）。
A．偏向一侧B．左右摆动C．不偏转
8．用冲击电流计测量磁场感应强度时，其偏转量的正确读数方法是（）。
A．偏转到稳定的最大值B．摆动的平均值
C．首次偏转的最大值D．首次偏转的平均值
9．与冲击电流计并联的短路开关是用来（）。
A．防止电流过大，起保护作用
B ．改变电路电阻值，使偏转不至太大
C ．使电流计线圈的摆动迅速停止
D ．起分压作用，改变电流计灵敏度
30．用示波器调出稳定的李沙如图形，如右图所示，已知在X 偏转
板输入频率f x =50Hz ，求Y 偏转板的输入信号频率f y =？
31．阻尼开关的作用和原理是什么？
32．在冲击法测电容的实验中，已知冲击常数K=2.75×10c/mm ，冲击电压V=1.00V ，标准电容为0.5000uF ，光标的偏转量应为多少？
33．按右图线路，测量冲击电流计常数，简述主要操作
步骤。在测量中如果电流计线圈偏转过大如何办？如果电流计线圈来回摆动难以停到平衡位置如何办？（设右图中的互感器的互感系数为M ，冲击回路的总电阻为R ）
34．下面是长直螺线管内轴线上的磁场测定线路图，开关K 1、K 2和K 3在实验中分别起什么作用？
35．指出图中哪一个为偏向角？在怎样的条件下，偏向角为最小值？
34题图
35题图
36．在光栅实验中，用分光计测光栅常数时，你如何确定所观察到的明纹是零级条纹？在读取角度时要采取“左”“右”读角是为了什么？
37．为什么牛顿环是同心圆环，而劈尖干涉是平行直条纹？
38．为什么牛顿环实验中用单色光源？若用白色光源将会出现什么情形？ 39．双棱镜实验中要想调试出清晰的干涉条纹，必须满足哪些条件？
40．在双棱镜实验中，为什么要先调出清晰的彩色条纹再加滤色片？先加滤色片可以吗？ 41．双棱镜实验中的虚光源在何处？有几条虚光源？
42．测薄透镜焦距时，主要误差来源是什么？你采用什么方法减小这种误差？ （三）问答题
1．根据误差的性质及产生的原因，可将误差分为几种？ 2．系统误差具有什么样的特征？ 3．牛顿环曲率半径为λλ
m D D D D m D D R k m k k m k k m
k 4)
()(42
2-+=
=
+++-导出相对误差公式
?=?R
R 4．使用螺旋测微计时应当注意 5．滑线变阻器有哪两种基本用法？
6．分压器的接法有何特点？使用上要注意什么？
7．冲击电流计是用来测量什么物理量的？
8．冲击电流计和灵敏度流计的主要差别是什么？
9．分光计望远镜调节的要求是什么？如何实现？
10．使用分光计，要先进行调整，应达到哪些要求，才算调整好了？
11．测微目镜和读数显微镜中的螺距差是如何产生的？如何消除之？
12．在“三线摆”实验中，扭转角应大或小？为什么？
13．在用三线摆测转动惯量实验中，是如何测出圆环的转动量的？在m0示圆环的质量，r内、r外分别表示圆环的半径，它的转动量理论值（绕中心）是什么？
14．何为扬氏弹性模量？测定有何作用？
15．什么是液体的粘滞系数？在C、G、S制中，粘滞系数的单位是什么？
16．落球法测液体的粘滞系数实验中，当小球落入液体后共受了哪些力的作用？它们的方向如何？
17．在补偿法测电动势中，为减小偶然误差而采取多次测量，在多次测量的过程中能否改变工作电流？
18．用线式电位差计测电动势（如右图）中，滑线变阻器R1有什么作用？应如何使用？
19．什么叫模拟法？
20．为什么可以采用稳恒电流场模拟静电场？
21．在用模拟法测绘静电场时，怎样作等位线才能使误差最小？
22．在模拟法测绘静电场的实验装置中，当电源电压改变时，电场强度和电位是否变化？电力线和等位线的形状是否改变？
23．电表的改装与校准实验，在校准量程时，如果待改装表读数偏高或偏低，怎样调分流电阻或分压电阻？
24．有一改装好的量程为20伏的是电压表，校准刻度时的最大绝对误差为0.2伏，问该表的精度等级是几级？
25．为什么惠斯通电桥不能测低电阻？双臂电桥相对惠斯通电桥有哪些改进？为什么能消除接触电阻和导线电阻的影响？
26．显示电压波形时，为什么要在水平偏转板上加锯齿电压，而不能加其它波形的电压？
27．用示波器显示待测电压波形时，为什么要求锯齿电压的周期Tx是待测电压周期Ty的整数倍，在实验中如何操作？为什么还要整步？在
实验中如何操作？
28．为什么李沙如图形的切点数与频率为f y/f x=n x/n y这种关系。若已知水平偏转板上的正弦电压f x=60Hz荧光屏上李沙如图形右图所示。试问垂直偏转板上的待测正弦电压的频率f y为多少？
29．示波器的扫描频率大于或远小于Y轴正弦波信号频率时，屏上图形将是什么情况？
（四）其它类型题
1．低电阻测量中l
l d d t R R A B '
?+=-22)1(αρρ，求算术平均误差ρρ/?。
2．牛顿环曲率半径为λ
λm D D D D m D D R k m k k m k k m k 4)
()(422-+=-=+++，求R ?。
3．已知R R L L
r AD
AD '-'=，试写出其相对误差公式。
4．已知)002.0000.2(==T 秒，)001.0000.1(±=L 米，用单摆测重力加速度22/4T L g π=，试求出g g σ±。
5．试推出牛顿试验中测定曲率半径的相对误差和绝对误差的误差传递公式。
6．对某一物理量A 经过五次测量，记录下下表，试计算A 及标准误差，并写出测量结果表达式。
7．已知P=2VL/L ，实验测得L=2.00=0.02厘米，V=3.00±0.09伏，L=1.20=0.06安，试计算P 和算术平均误差P ?，并写出测量结果表达式。
8．写出毫安表和读数显微镜在下列状态时的读数
9．绘出滑线变阻器的分压接法。
10．下图为测电阻Rx 的电路，若测量时，无论如何移动D ，检流计始终偏向一边，试说明出现这种现象可能有哪些原因。
11．下图为惠斯通电桥，试证明电桥的平衡条件是：
2
1
R R Rs Rx =
12．用电位差计和下列电路测量电阻Rx ，试简述测量步骤，并列出计算公式。
10题图
11题图
12题图
13．“补偿法”测电动势的线路中有一个可以调节的“已知电源”，试画出试验电路中的这一
部分线路。
14．用双臂电桥测铝丝的电阻率，采用了公式)(/1t a b b '-'=ρρ l L d d //22''
，试说明式中各符号的意义，并推导出相对误差ρρ/?的误差传递公式。
15．在示波器上观察李沙如图形时，得到
两种图形，已知f x=50Hz，求f y。
16．已知正弦波形图，在其下方画出半波整流及全波整流波形图。
17．利用下图仪器和器材可以测量未知电阻Rx的大小。请将其连接成测量电路，简述测量步骤；并写出计算公式（Rs为已知的标准电阻，K为单刀双掷开关）。
18．显示电压波形时，主要调节哪些旋钮，并说明其作用。
19．有变压器一个，固定电阻一个，示波器一台，晶体二极管一只（如下图所示），试用导线将它们连接成一个能显示二极管特性曲线（通过二极管电流1和二极管两端电压的关系曲线）的电路。
20．若已知下图中电源变压器次级的正弦电压之大小为V，试简述示波器测量电阻两端电压V R的步骤，并写出计算公式。
题17图题19图
题20图
21．试绘出在用冲击法测电容量的实验中利用变极器改变电容器冲电电压极性的电路图。
22．在冲击法测磁场的实验中，冲击常数K≈5×109c/mm，互感系数M=0.1H，感应回路总电阻≈1000欧，测K时要首次最大求光标偏转d≈200mm，试确定通电流I K。
23．绘出换向开关（双刀双掷开关）和变极器的换向线路。
24．设计一种仅用分光计测量三棱镜顶角的方法（不另设光源和其它器件），画出光路图，并推导公式。
25．绘图表示出双棱镜产生干涉现象的区域，并指出相干光源的位置，计算波长的公式
B A X
a
B A
+
?'
=
2 /
λ中a'
2是什么含义。
二、参考答案
（一）是非判断、改错题
1．（X 系统误差） 2．（√） 3．（1）43.75；（2）12.31+0.02；（3）0.289；（4）6.0×10；（5）10.8+0.2 4．（√）
5．c 能测，其余不能。
Es Ls
Lx Ex =
6．（×） 2.420 1.380
40.0
21.0
7．（√） 8．（×）图略。 （二）选择题
1．（A ） 2．（B ） 3．(B) 4．（C ） 5．（C ）
6．（A ） 7．（A ）
8．（C ）
9．（C ）
（三）问答题
1．过失误差、系统误差、偶然误差三种。
2．系统误差的特征是确定性，即在同一条件（方法、仪器、环境、观测人）下进行测量，误差大小和正负保持不变或在条件改变时按一定的规律变化（如递增、周期性）。
3．)
()(2k m k k m k k
k m k m k D D D D D D D D -+?+?++++
4．（1）考虑零点校正；（2）使用保护旋钮带动鼓轮，而不直解旋转鼓轮；（3）用毕小轴与小粘间留空隙。
5．限流器和分压器
6．滑线变阻器的两固定端要和电源连成回路，另取一固定端和一滑动端接外电路，使用时注意先将电刷放在使输出电压为最小的位置。
7．是测量脉冲电流所迁移的电量。
8．前者与后者相比，其动圈的转动惯量大，因而自由振荡的周期长。前者是测量电量的，后者是测量电流的。
9．（1）调目镜使叉丝清晰；
（2）调节物镜和分化板距离使绿+字像清楚；
（3）用各半调节法使望远镜轴垂直于分光计的中心轴。 10．望远镜聚焦于无穷远；
平行光管发现平行光；
载物台、平行光管和望远镜光轴及载物台平面与仪器转轴垂直。
11．因为丝杆与螺套间反向运动时，因螺距的存在而出现的误差，同向读数则可避免。 12．扭转角应小（大约5度以内），是因简谐要求。 13．先测带孔圆盘的转动惯量。
再测带孔圆盘与圆环的转动惯量 圆环的转动惯量为I 1=I 0－I 圆环（绕中心）转动惯量理论值为
14．F/S ——应力；L L / ——应变；
根据虎克定律，在弹性限度内，应力与应变成正比，即 F/S=E ΔL/L 或E=（F/S ）/（ΔL/L ）=FL/ΔLS
式中E 称为杨氏弹性模量，它是表示固体材料抵抗形变能力的物理量。
15．因各层流体（稳定流动时）的速度不同，而产生层间的粘滞力（磨擦力）f=η(dv/dx)s ，η称为粘滞系数，只与液体的性质和温度有关，在C 、G 、S 制中粘滞系数为“泊”。
16．共受三个力：重力=（4/3）r 3
ρg 竖直向下
浮力=（4/3）r 3
ρ0g 竖直向上 阻力=6πηrv 竖直向上 17．不能改变工作电流。
18．保护电流计作用。先应使R 1为最大，滑动电键D 的位置，使电流计指针为零。 19．两个物理量之间满足一定的物理相似或数学相似，则可用对一个物理量的研究去表征另一个不易测量的物理量的方法叫模拟法。
20．因为在静电场中不存在流动电荷，其电势分布无法用磁电式电表直接测量，稳恒电流场与相应的静电场它们的电场在空间的分布规律有着相同的数学形式（或相似的物理规律），而稳恒电流场的电场在空间的分布规律有着相同的数学形式或相似的物理规律，而稳恒电流场电势分布可以用电表直接进行测量，所以可以用稳恒电流场模拟静电场。
21．作等位线时，使测量点比较均匀地分布在等位线两侧，并使测量点尽量靠近等位线。 22．电场强度和电位要变化，电力线和等位线的两侧，并尽量靠近等位线。
23．电表扩程：待改装表读数偏高，减小分流电阻；反之，增大分流电阻。改装成电压表：待改装表读数偏高，增大分压电阻；反之，减小分压。
24．标称误差=0.2/20×100%=1.0%
该表的精度等级是1.0级。 25．惠斯通电桥与双臂电桥的电路如下：
由于低电阻的阻值很小，电路中的接触电阻和导线电阻不能忽略，用惠斯通电桥测低电阻误差太大。若改成双臂电桥就可测量低电阻。
改进措施及其作用是：
（1）增加一个由R3、R4构成的比例臂，将待测电阻Rx 和标准电阻（比较臂电阻）Rs 接成四端电阻。这样就把除r 之外的接触电阻和导线电阻并入电源电路及阻值很大的R1、R2=R3、R4支路，使其对测量结果的影响可以忽略。
（2）理论可以证明，在保持R1/R2=R3/R4的情况下，将电桥调平衡，可消除r 对测量结果的影响。
26．因光点水平位移X 与水平偏转板上的电压Vx 成正比。锯齿电压与时间t 成正比，因此
X ∝t
因光点垂直位移与垂上偏转板上的电压成正比，即
Y ∝Vy
因此，可用光点在荧屏上的运动轨迹（Y －X 曲线）表示待测电压波形（Vy －t 关系曲线）。而其它电压与时间不成正比，因而加在水平偏转板上，荧光屏上显示的不是电压波形。
27．可使电子束在各次扫描周期的时间内扫描出的光迹重合。
调“扫描范围”、“扫描微调”。
Ty 、Tx 是由两个彼此独立的电路产生的电压周期，任意一个变化就会破坏Tx 与Ty 的整数倍关系，因而要通过整步才能使锯齿波电压周期随待测电压周期同步变化，保持二者的整数倍关系，使荧屏上的波形保持稳定。调“整步选择”、“整步增幅”。
28．由于切然的位置就是光点沿X 或Y 方向振动出现最大位移的位置，最大位移出现的次数就是振动次数，因而切点数之比就等同于同一时间内，光点沿X 和Y 两方向的振荡次数之比，故有fy/fx=n x /n y 的关系。因为fx=60Hz 、n x =2、n y =3，所以fy=40Hz 。
29．扫描频率信号频率时，看不到完整的信号电压波形。扫描频率远小于信号频率时，将出现密集的信号电压波形。
30．因为fy/fx=3/2，所以 fy=3fx/2=75Hz 。
31．作用是使光斑尽快静止，恢复初始位置，原理是楞次定律。
32．d=18.2cm 。 33．操作步骤：
（1）断开K2，将K1倒向，调节R1使互感器M 初级线圈通以适当电流I 。 （2）将K1迅速倒向2，读出冲击电流计首先偏转的最大读数。 （3）按K=2MI 0/d 。R 计算冲击常数K ；
断开K3可使线圈很快回到平衡位置；
当线圈转至平衡位置时按阻尼开关K2，可使线圈迅速停止摆动；减小电流I 0可减小线圈偏转最大角度。
34．K1：换向开关，使螺线管电流方向或互感器原线圈电流反向。
K2：回路转换开关，打向1，接通互感器，打向2，接通螺线管。 K3：阻尼开关，闭合时，G 中动圈所受阻尼力矩最大，动圈很快停下来。 35．/6为偏向角；当/I=/4时，偏向角为最小值。
36．取下光栅，如果原明纹处是一条亮线，则此明纹是零级条纹。采取“左”、“右”读数是为了消除刻度盘与分光计中心轴线之间偏心差。
37．等厚干涉条纹的形状由等厚区域分布而定，牛顿环中心厚度为零，零级暗纹为一小圆斑，四周等厚区域为环状。故牛顿环为同心圆环，而劈尖干涉零级暗纹为一条直线，故干涉条纹为直条纹。
38．R 的计算与波长λ有关，故用单色光源。
干涉条件与λ有关，若用白光光源时，牛顿环将为彩色同心圆环。 39．（1）单缝要足够细；（2）缝要平行于双棱镜的棱。
40．人眼对彩色分辨本领大于对深浅的分辨本领，故应后加滤色片。
41．虚光源应在单缝所在平面（或双棱镜两束透射光反向延长线交点所在平面），虚光源为两条。
42．主要误差来源是对透镜成象的清晰程度判断不准，可以采用将透镜（或屏）左右移动找清晰象的位置，然后取平均值的方法减小这种误差。
（四）其它类型题
1．
l
l
l l d d d d t t R R R R B B A A ?+''?+''?+?+'+?'+?+?=
?221ααρ
ρ
2．)(21
)22(41k k m k m k k k m k m k D D D D m D D D D m R ?-?=?+?=
?++++λ
λ
3．
R R L L L L L L L r r D A D A D A D A D A D A D A '?'
+?---+-?=?'''''''''''111 4．2222
22
2
2222m /s 02.044)()(=+=??+??=L T T L T
T
T q L g g σσππσσσ
22
2m /s 872.94==T
l g π 2m /s )02.087.9(±=±=g g g σ 5．
)
()(2k m k k m k k k m k m k D D D D D D D D R R
-+?+?=?++++ )(21
k k m k m k D D D D m R ?+?=
?++λ
6．cm 204.10=A
cm 008.04
5)(211
=?-=
∑
=A A k
i n σ
cm )008.0204.10(±=A
7．（1）80
.100.220.100.32222=??==
L VI P 瓦/厘米2
（2）10.02=?+?+?=?L
L I I V V P P
2.010.080.1=?=?P 瓦/厘米2
)2.08.1(±=P 瓦/厘米2
8．6.0mA 24.125mm
9．
10．（1）AB=BC 、CD 、DA 四段电路中一段断路。 （2）AD 和BC 或者CD 和AB 断
11．电桥平衡时G 两端电位相等，无电流通过G ，设此时流过Rx 和Rs 的电流为I 1，流过R 1
和R 2的电流为I 2
因为G 两端电位相等
所以RI I Rx I 21= R2I Rs I 21=
所以21/R R Rx/Rs =
12．用电位差计分别测现R 0和Rx 两端电位差V 0和V X
因为Vx/V 0=Rx/R 0
所以Rx=VxR 0/V 0 13．
14．公式中：
P ：铝的电阻率。 a 、b ：电阻箱的电阻值 ρ'：铜在0C 时的电阻经
α'：铜的电阻温度系数。
d 、d '：分别是铝丝、铜丝的直径
L 、L '：分别是电桥平衡时，铝丝、钢丝的长度。 因间接测量量是ρ是直接测量量的乘积和商，所以 l l l l d d d d t a t b b a a '
'?+?+''?+?+'+?+?+?=
?221ρ
ρ
15．（1）fy=25Hz ；（2）fy=150Hz 16．图略。 17．步骤：
（1）将“X 轴增幅”旋钮反时针旋到底。
（2）将K 倒向a ，调“Y 轴增幅”，使光迹为适当长度Ls 。 （3）将K 倒向b ，不调“Y 轴增幅”读出光迹长度Lx 。
因IRx/IRs=Lx/Rs
所以Rx=LxRs/Ls
18．主要调节的旋钮和旋钮的作用：
（1）“X 轴衰减”：旋至“扫描”位置，将锯齿波发生器输出的锯齿电压加至放大器，放大后加到水平偏转板，使荧光屏上显示电压波形。
（2）“扫描范围”和“扫描频率”：调节锯齿电压频率，使锯齿电压周期为待测电压周期的整数倍。
（3）“整步选择”：选择整步方式。 （4）“整步增幅”：调整步电压的大小，使整步效果良好，迫使锯齿电压周期随待测电压周期同步变化，以维持两电压周期的整数倍关系，使荧光屏上显示的电压波形稳定。
19．
“X 轴衰减”旋钮应置“10”或“100” 20．（1）将“X 轴增幅”旋钮反时针旋转到底。
（2）将“Y 轴输入”接a 、d ，调“Y 轴增幅”旋钮，使光迹为适当长度Lv 。 （3）不动“Y 轴增幅”旋钮，将示波器“Y 轴输入”接b 、c ，读出此时光迹长度L R ，则V R =VL R /L V 。 21．略。 22．IK=5mA 。
23．
24．
25．
大学物理实验习题
“大学物理实验”习题 绪 论 一、将下列各式的运算结果改写成正确形式： 1、34.740 + 10.28 - 1.0036 = 44.0164m 2、(4.241 ± 0.003) + (8.11 ± 0.01) + (0.047 ± 0.001) = 12.398 ± 0.014m 3、12.34 + 1.234 + 0.01234 = 13.5863kg 4、12.34 ? 0.234 =0.288756m 5、0.1234 ÷ 0.0234 = 5.2735m 6、123 ? 456 = 56088m 2 二、一圆柱体，高h = (10.00 ± 0.01) ? 10-2m ，直径d = (5.00 ± 0.01) ? 10-2m ，求体积及其不确定度。 三、写出下列仪器单次测量的误差： 1、最小刻度为1mm 的米尺； 2、最小刻度为2?C 的温度计； 3、最小刻度为0.02g 的天平； 4、精度为0.05mm 的卡尺； 5、1.0级，量程为150mA 的电流表； 6、2.5级，量程为7.5V 的电压表； 7、0.1级，使用阻值500Ω 的电阻箱。 四、用米尺测量物体长度，得到以下数据： L 1 = 1.45 ? 10-2 m ， L 2 = 1.43 ? 10-2 m ， L 3 = 1.46 ? 10-2 m ， L 4 = 1.44 ? 10-2 m ， L 5 = 1.45 ? 10-2 m ，L 6 = 1.44 ? 10-2 m ， L 7 = 1.46 ? 10-2 m ， L 8 = 1.44 ? 10-2 m ， L 9 = 1.45 ? 10-2 m ， L 10 = 1.47 ? 10-2 m 用不确定度表示测量结果。 五、用公式02 1 R R R R x = 计算待测电阻R x ，测得R 1 = (100.0 ± 0.1 ) Ω，R 2 = (200.0 ± 0.2) Ω，R 0 = (185.0 ± 0.2) Ω，求R x 及其不确定度。 六、以I 为横坐标，S 为纵坐标，在坐标纸上作图，并计算斜率。
大学物理实验绪论课习题及其参考答案
大学物理实验绪论课习题及其参考答案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
习 题 1、下列各量是几位有效数字？ （1）地球平均半径km R 22.6371= 6位 （2）s T 0010.2= 5位 （3）真空中的光速s m c /299792458= 9位 （4）cm l 00058.0= 2位 （5）地球到太阳的平均距离km s 810496.1?= 4位 （6）J 23109.2? 2位 2、按有效数字运算法则计算下列各式 （1）06546.06.547.255++ （2）218.311.855.90-- （3）0.145.12.91÷? ×102 （4）100)23.10025.100(÷- 2×10-3 （5）0.2001.22??π （6）) 001.000.1)(0.3103()3.1630.18(00.50+--? 3、按照误差理论和有效数字运算法则改正错误 （1）mm h 5.026.25±= mm h 5.03.25±=→ （2）015330'±'= θ 2.06.30±=→θ （3）nm 46.06.579±=λ nm 5.06.579±=→λ （4）2911/)1032.41067.1(m N Y ?±?=211/10)04.067.1(m N Y ?±=→ （5）m cm 5500= m cm 00.5500=→
（6）25.25.12= 2.25.12=→ （7）mA A I 10010000.0== mA A I 000.10010000.0==→ （8）06330.0是三位有效数字 位有效数字4→ 4、用一级千分尺测量一小球的直径，测得数据如下： 000.10:)(mm d i ，998.9，003.10，002.10，997.9，001.10，998.9，999.9，004.10，997.9。计算直径的算术平均值、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解：) (000.10)997.9004.10999.9998.9001.10997.9002.10003.10998.9000.10(10 110110 1 mm d d i i =+++++++++?=?=∑= 结果表示：)(004.0000.10mm d d d ±=±=σ 5、计算下列数据的算术平均值、绝对误差、相对误差以及正确表达测量结果。 356.2:)(m R i ，345.2，348.2，355.2，354.2，353.2。 解： )(352.2)353.2354.2355.2348.2345.2356.2(6 16161m R R i i =+++++?=?=∑= 结果表示：)(004.0352.2m R R R ±=?±= 6、一个圆柱体，测得其直径为mm d 006.0987.10±=，高度为 cm h 005.0526.4±=，质量为g m 006.0106.149±=，计算该圆柱体的密度、标准误差、相对误差以及正确表达测量结果。 解：)/(748.34432cm g h d m =??=πρ 7、计算下列各式的绝对误差、相对误差以及正确表达测量结果。
大学物理实验期末考试复习提纲
2011-2012年度第一学期大学物理实验期末考试复习提纲 一、考试时间：2012年1月4日下午16:20 — 18:00 二、考试地点（另行通知） 三、考试题型 1．填空题（20分，每空1分） 2．选择题（20分，每题2分） 3．作图题（10分，每题5分） 4．简答题（28分，每题7分） 5．计算题（22分，第1题10分，第2题12分）四、复习提纲 （一）误差理论与数据处理 1．测量的概念 2．测量的分类 3．误差的定义 4．误差的分类 5．随机误差的统计规律 6．不确定度的概念 7．不确定度的分类 8．直接测量和间接测量不确定度的计算 9．有效数字的概念 10．数值修约规则 11．有效数字的加减乘除运算 12．数据处理（作图法、逐差法、最小二乘法）（二）长度测量 1．游标卡尺与螺旋测微器分度值与零点误差 2．游标卡尺与螺旋测微器读数规则 （三）单摆 1．单摆周期公式 2．累积放大法（四）固体液体密度测量 1．物理天平的调节 2．静力称衡法 3．比重瓶法 （五）液体粘度的测定 1．斯托克斯公式 2．落球法 （六）牛顿第二定律验证 1．气垫导轨调平方法 2．牛顿第二定律验证方法 （七）杨氏模量的测量 1．光学放大法 2．拉伸法 （八）薄透镜焦距的测定 1．透镜成像特点 2．凸透镜焦距测量（自准直法、一次成像法、二次成像法） 3．凹透镜焦距测量（辅助透镜法） （九）牛顿环 1．光的干涉条件 2．牛顿环干涉图像特点 （十）电磁学实验的基础知识 1．伏安法（内接法、外接法、限流、分压） 2．电表读数规则 3．电表仪器误差 （十一）二极管伏安特性测定 1．二极管正向伏安特性 2．二极管反向伏安特性
大学物理实验习题及答案
第一部分：基本实验基础 1．（直、圆）游标尺、千分尺的读数方法。 答：P46 2．物理天平 1．感量与天平灵敏度关系。天平感量或灵敏度与负载的关系。 答：感量的倒数称为天平的灵敏度。负载越大，灵敏度越低。 2．物理天平在称衡中，为什么要把横梁放下后才可以增减砝码或移动游码。 答：保护天平的刀口。 3．检流计 1．哪些用途？使用时的注意点？如何使检流计很快停止振荡？ 答：用途：用于判别电路中两点是否相等或检查电路中有无微弱电流通过。 注意事项：要加限流保护电阻要保护检流计，随时准备松开按键。 很快停止振荡：短路检流计。 4．电表 量程如何选取？量程与内阻大小关系？ 答：先估计待测量的大小，选稍大量程试测，再选用合适的量程。 电流表：量程越大，内阻越小。 电压表：内阻=量程×每伏欧姆数 5．万用表 不同欧姆档测同一只二极管正向电阻时，读测值差异的原因？ 答：不同欧姆档，内阻不同，输出电压随负载不同而不同。 二极管是非线性器件，不同欧姆档测，加在二极管上电压不同，读测值有很大差异。 6．信号发生器 功率输出与电压输出的区别？ 答：功率输出：能带负载，比如可以给扬声器加信号而发声音。 电压输出：实现电压输出，接上的负载电阻一般要大于50Ω。 比如不可以从此输出口给扬声器加信号，即带不动负载。 7．光学元件 光学表面有灰尘，可否用手帕擦试？ 答：不可以 8．箱式电桥 倍率的选择方法。 答：尽量使读数的有效数字位数最大的原则选择合适的倍率。 9．逐差法 什么是逐差法，其优点？ 答：把测量数据分成两组，每组相应的数据分别相减，然后取差值的平均值。 优点：每个数据都起作用，体现多次测量的优点。 10．杨氏模量实验 1．为何各长度量用不同的量具测？
大学物理实验练习题(内附答案)
1. 某长度测量值为 2.130mm，则所用仪器可能是（D）。 A. 毫米尺 分度卡尺 分度卡尺 D.千分尺 2. 电表零点偏移所引起的测量误差属于（B）。 A. 随机误差 B. 系统误差 C. 疏失误差 、B、C都不是 3. 不确定度在可修正的系统误差修正以后，将余下的全部误差按产生原因及计算方法不同分为两类，其中（B）属于 A 类分量。 A．由测量仪器产生的误差分量 B．同一条件下的多次测量值按统计方法计算的误差分量 C．由环境产生的误差分量 D．由测量条件产生的误差分量 4. 对y ax b 的线性函数，利用图解法求a时，正确的求解方法是（C）。 A．a tg （为所作直线与坐标横轴的夹角实测值） B．a y（x 、y 为任选两个测点的坐标值之差） x C．a y（x 、y 为在所作直线上任选两个分得较远的点的坐标值之x 差） D． a y（x、y为所作直线上任选一点的坐标值） x 5. 判断下列结果表述正误 B. R （8.621 0.800） 102mm × C. R （8.621 0.008） m A. R 8.62108 8.02041 102 mm × B. R （8.621 80） 102 mm × D．R （8.621 0.0081） 102 mm × B．A= C．R= 4 D．f= 2.485 1040.09 10Hz × B．I=＋
C．T=＋× D．Y=＋× 1011P a × =2560 100mm =× 6. 模拟法描绘静电场实验中，在描绘同轴电缆的静电场图形时，电力线应该D）。 A．沿半径方向，起于圆心，终止于无穷远B．沿半径方向，起于圆心，终止于外圆环电极内表面C．沿半径方向，起于内圆柱电极外表面，终止于无穷远D．沿半径方向，起于内圆柱电极外表面，终止于外圆环电极内表面 7. 光电效应的研究实验中，微电流测量仪使用时的调零方法为（B）。 A．只要使用前调零即可 B．每改变一次量程都要调零 C．每改变一次电压都要调零 D．每次更换滤光片都要调零 8. 对某物进行直接测量。有如下说法，正确的是（D）。 A．有效数字的位数由所使用的量具确定 B．有效数字的位数由被测量的大小确定 C．有效数字的位数主要由使用的量具确定D．有效数字的位数由使用的量具与被测量的大小共同确定 9. 观测者习惯性的读数滞后所引起的测量误差属于（B）。A．随机误差 B. 系统误差 C．疏失误差 D．A、B、C都不是 10. 模拟法描绘静电场实验中，若画出的等势线不对称，可能的原因是 （C）。A．导线有一定的电阻 B．电源电压过高 C．导电基质不均匀 D．以上全部 11. 牛顿环的干涉条纹应当以凸透镜与平板玻璃的接触点为圆心的同心圆，实际上多数情况是出现一个大黑斑。下列说法正确的是（A）。 A．黑斑的出现对实验结果无影响 B．接触处有灰尘 C．黑斑的出现对实验结果有影响 D．以上说法都不对 12. 以下说法不正确的是（B）。
大学物理实验课后答案
实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。 霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。 2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？ 以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。 3．本实验为什么要用3个换向开关？ 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电 流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？ 若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。 2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？ 误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。 实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？ 答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。 2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？ 答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交
大学物理实验期末复习材料
绪论-《测量的不确定度与数据处理》 1、有效数字、有效数字的单位换算 有效数字：测量结果中所有可靠数字和一个欠准数统称为有效数字。 有效数字的单位换算：在单位换锁或变换小数点位置时，不能改变有效数字位数，而是应运用科学计数法，把不同单位用10的不同次幂表示。 2、测量不确定度：测量不确定度是与测量结果相关联的参数，表征测量值的分散性、准确性和可靠程度，或者说它是被测量值在某一范围内的一个评定。 测量结果的最佳估计值 11 n i i x x n ==∑ A 类不确定度 211()=()n i i A x x x U n n σ=-=?-∑ B 类不确定度 3B U ?=仪 合成不确定度 22A B U U U =+ 测量结果的表示 x x U =± 3、数据处理方法：作图法、逐差法 作图法：1）：图示法：选取合适的坐标纸，把两组互相关联的物理量的每一对测量值标记成坐标纸上的一个点，用符号“+”表示，叫做数据点，然后根据实验的性质，把这些点连成折线，或拟合成直线或曲线，这就是图示法。 2）：图解法解实验方程：线性方程，Y=mx+b 其参数的误差与所有测量数据的误差都有关，也与坐标纸的种类、大小以及作图者自身的因素有关。 3):曲线的改直 逐差法：自变量等间隔变化，而两物理量之间又呈现线性关系时，我们除了采用图解法，最小二乘法以外，还可采用逐差法。 逐差法要求自变量等间隔变化而函数关系为线性。 实验一 长度和固体密度的测量 1、 物理天平的调节过程及注意事项 调平：1）转动调平螺丝，使水准的水泡剧中。 2）调零：天平空载，游码置于横梁上的零位置，指针应在标尺中央或在中央附近对称摆动。 3）称横：观察天平是否平衡，若不平衡，适当增减砝码或移动游码，直至平衡。 注意事项： A 、常止动：为避免道口受冲击损坏，取放物体、砝码，调节平衡螺母以及不是
大学物理实验习题参考答案
习 题(参考答案) 2．指出下列测量值为几位有效数字，哪些数字是可疑数字，并计算相对不确定度。 (1) g ＝(9.794±0.003)m ·s 2 - 答：四位有效数字，最后一位“4”是可疑数字，%031.0%100794 .9003 .0≈?= gr U ； (2) e ＝(1.61210±0.00007)?10 19 - C 答：六位有效数字，最后一位“0”是可疑数字，%0043.0%10061210 .100007 .0≈?= er U ； (3) m ＝(9.10091±0.00004) ?10 31 -kg 答：六位有效数字，最后一位“1”是可疑数字，%00044.0%10010091 .900004 .0≈?= mr U ； (4) C ＝(2.9979245±0.0000003)8 10?m/s 答：八位有效数字，最后一位“5”是可疑数字 1．仪器误差为0.005mm 的螺旋测微计测量一根直径为D 的钢丝，直径的10次测量值如下表： 试计算直径的平均值、不确定度(用D 表示)和相对不确定度(用Dr 表示)，并用标准形式表示测量结果。 解： 平均值 mm D D i i 054.210110 1 ==∑=
标准偏差： mm D D i i D 0029.01 10)(10 1 2 ≈--= ∑=σ 算术平均误差： m m D D i i D 0024.010 10 1 ≈-= ∑=δ 不确定度A 类分量mm U D A 0029.0==σ， 不确定度B 类分量mm U B 005.0=?=仪 ∴ 不确定度mm U U U B A D 006.0005.00029.0222 2≈+=+= 相对不确定度%29.0%100054 .2006 .0%100≈?=?= D U U D Dr 钢丝的直径为：%29.0)006.0054.2(=±=Dr D mm D 或 不确定度A 类分量mm U D A 0024.0==δ ， 不确定度B 类分量mm U B 005.0=?=仪 ∴ 不确定度mm U U U B A D 006.0005.00024.0222 2≈+=+= 相对不确定度%29.0%100054 .2006 .0%100≈?=?= D U U D Dr 钢丝的直径为： %29.0)006.0054.2(=±=Dr D mm D ，%00001.0%1009979245 .20000003 .0≈?= Cr U 。 3．正确写出下列表达式 （1）km km L 310)1.01.3()1003073(?±=±= （2）kg kg M 4 10)01.064.5()13056430(?±=±= （3）kg kg M 4 10)03.032.6()0000030.00006320.0(-?±=±= （4）s m s m V /)008.0874.9(/)00834 .0873657.9(±=±= 4．试求下列间接测量值的不确定度和相对不确定度，并把答案写成标准形式。
大学物理实验理论考试题目及答案
题库B-12 单项选择题（答案仅供参考） 1．两个直接测量值为0．5136mm 和10．0mm ，它们的商是（ C ） 0.1 :D 0.051:C 0.0514:B 05136.0:A 最少为三个有效数字 2．在热敏电阻特性测量实验中，QJ23型电桥“B ”和“G ”开关的使用规则是：（ A ） A ：测量时先按“B ”，后按“G ”，断开时先放“G ”后放“B ” B ：测量时先按“G ”，后按“B ”，断开时先放“B ”后放“G ” C ：测量时要同时按“G ”和“B ”，断开时也要同时放“B ”和“G ” D ：电桥操作与开关“G ”和“B ”的按放次序无关。 3．在观察李萨如图形时，使图形稳定的调节方法有：（ B ） A ：通过示波器同步调节，使图形稳定； B ：调节信号发生器的输出频率； C ：改变信号发生器输出幅度； D ：调节示波器时基微调旋扭，改变扫描速度，使图形稳定。 观察丽莎如图时没有用扫描电压，所以ACD 不适用，只能通过调节两个输入信号使之 匹配 4．QJ36型单双臂电桥设置粗调、细调按扭的主要作用是：（ A ） Ａ：保护电桥平衡指示仪（与检流计相当），便于把电桥调到平衡状态； Ｂ：保护电源，以避免电源短路而烧坏； Ｃ：保护标准电阻箱； Ｄ：保护被测的低电阻，以避免过度发热烧坏。 5．选出下列说法中的正确者：（ A ） Ａ：QJ36型双臂电桥的特点之一，是它可以大大降低连接导线电阻的影响。 B ：QJ36型双臂电桥连接低电阻的导线用铜片来代替，从而完全消除了导线引入的误差。 C ：QJ36型双臂电桥设置“粗”、“细”调按钮，是为了避免电源烧坏。 D ：双桥电路中的换向开关是为了保护被测的低电阻，以避免过度发热而烧坏。 6.某同学得计算得某一体积的最佳值为3 415678.3cm V =(通过某一关系式计算得到)，不 确定度为3064352.0cm V =?，则应将结果表述为：( D ) A ：V=3.415678±0.64352cm 3 B: V=3.415678±0.6cm 3 C: V=3.41568±0.64352cm 3 D: V=3.42±0.06cm 3 7．几位同学关于误差作了如下讨论： 甲：误差就是出了差错，只不过是误差可以计算，而差错是日常用语，两者没有质的区别。 乙：误差和差错是两个完全不同的概念，误差是无法避免的，而差错是可以避免的。 丙：误差只是在实验结束后，对实验结果进行估算时需要考虑。 丁：有测量就有误差，误差伴随实验过程始终，从方案设计、仪器选择到结果处理，均离不开误差分析。 正确的选择是：( B ) A ：甲乙丙丁都对； B ：乙和丁对，甲和丙错；
大学物理实验理论考试题及答案
一、 选择题（每题4分，打“ * ”者为必做，再另选做4题，并标出选做记号“ * ”，多做不给分，共40分） 1* 某间接测量量的测量公式为4323y x N -=，直接测量量x 和y 的标准误差为x ?和y ?,则间接测 量量N 的标准误差为？B N ?= ； 4 322 (2) 3339N x x y x x x ??-= =?=??， 333 4 (3) 2248y N y y y y x ??= =-?=-??- ( ) ( ) []2 1 2 3 2 2 89y x N y x ? +?=? 2*。 用螺旋测微计测量长度时，测量值=末读数—初读数（零读数），初读数是为了消除 ( A ) （A ）系统误差 （B ）偶然误差 （C ）过失误差 （D ）其他误差 3* 在计算铜块的密度ρ和不确定度ρ?时，计算器上分别显示为“8.35256”和“ 0.06532” 则结果表示为：（ C ） (A) ρ=（8.35256 ± 0.0653） （gcm – 3 ）， (B) ρ=（8.352 ± 0.065） （gcm – 3 ）， (C) ρ=（8.35 ± 0.07） （gcm – 3 ）， (D) ρ=（8.35256 ± 0.06532） （gcm – 3 ） (E) ρ=（20.083510? ± 0.07） （gcm – 3 ）， (F) ρ=（8.35 ± 0.06） （gcm – 3 ）， 4* 以下哪一点不符合随机误差统计规律分布特点 （ C ） （A ） 单峰性 （B ） 对称性 （C ） 无界性有界性 （D ） 抵偿性 5* 某螺旋测微计的示值误差为mm 004.0±，选出下列测量结果中正确的答案：（ B ） A ． 用它进行多次测量，其偶然误差为mm 004.0； B ． 用它作单次测量，可用mm 004.0±估算其误差； B = ?==? C. 用它测量时的相对误差为mm 004.0±。 100%E X δ= ?相对误差：无单位；=x X δ-绝对误差：有单位。 6* 在计算数据时，当有效数字位数确定以后，应将多余的数字舍去。设计算结果的有效数字取4位，
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大学物理实验A(II)考试复习题 1．有一个角游标尺，主尺的分度值是°，主尺上29个分度与游标上30个分度等弧长，则这个角游标尺的最小分度值是多少？ 30和29格差1格，所以相当于把这1格分成30份。这1格为°=30′，分成30份，每份1′。 2．电表量程为：0～75mA 的电流表，0～15V 的电压表，它们皆为级，面板刻度均为150小格，每格代表多少？测量时记录有效数字位数应到小数点后第几位(分别以mA 、V 为记录单位)？为什么？ 电流表一格小数点后一位 因为误差, 电压表一格小数点后两位,因为误差，估读一位 ***3．用示波器来测量一正弦信号的电压和频率，当“Y轴衰减旋钮”放在“2V/div”档，“时基扫描旋钮”放在“div”档时，测得波形在垂直方向“峰－峰”值之间的间隔为格，横向一个周期的间隔为格，试求该正弦信号的有效电压和频率的值。 f=1/T=1÷×= U 有效=÷根号2= ***4.一只电流表的量程为10mA ，准确度等级为级；另一只电流表量程为15mA ，准确度等级为级。现要测量9mA 左右的电流，请分析选用哪只电流表较好。 量程为10mA ，准确度等级为级的电流表最大误差,量程为15mA ，准确度等级为级,最大误差,所以选用量程为15mA ，准确度等级为级 5. 测定不规则固体密度 时，，其中为0℃时水的密度，为被测物在空气中的称量质量，为被测物完全浸没于水中的称量质量，若被测物完全浸没于水中时表面附 有气泡，试分析实验结果 将偏大还是偏小？写出分析过程。 若被测物浸没在水中时附有气泡，则物体排开水的体积变大，物体所受到的浮力变大，则在水中称重结果将偏小，即m 比标准值稍小，可知0ρρm M M -=将偏小 6．放大法是一种基本的实验测量方法。试写出常用的四种放大法，并任意选择其中的两种方法，结合你所做过的大学物理实验，各举一例加以说明。 累计放大法 劈尖干涉测金属丝直径的实验中，为了测出相邻干涉条纹的间距 l ，不是仅对某一条纹测量，而是测量若干个条纹的总间距 Lnl ，这样可减少实验的误差。 机械放大法 螺旋测微器，迈克尔孙干涉仪读数系统
大学物理实验期末考试
“物理实验III-1”期末考试试卷（C卷） 一、填空、选择、简答题（任选4题，若多答则按前4题记分）（在选择的题上画圈）（8分） 1 单双臂电桥测量电阻值的适用范围是：( ) （A）单双臂电桥都可以测量任何阻值的电阻； （B）单臂电桥适用于测量中值电阻，而双臂电桥适用于测量低值电阻； （C）双臂电桥只适用于测量低值电阻；而单臂电桥测量电阻的范围不受限制； （D）单臂电桥只适用于测量低值电阻；而双臂电桥测量电阻的范围不受限制； 2 误差按照性质可分为两种类型，即_________和系统_________。 3 进行十一线电位差计实验时，在工作电流标准化的过程中，检流计始终单方向偏转，不指零，其原因为： （A）标准电池接反（B）检流计灵敏度不高 （C）电阻丝不均匀（D）工作电源过高 4 在上图中画出x偏转板上的信号波形： 5 探测线圈处于什么条件下毫伏表的读数最大？毫伏表读数最小，又说明什么问题？ 答： 6 在进行n次测量的情况下，任一次测量的标准偏差为： (A) (B)(C)(D) 7 用螺旋测微计计量长度时，测量值=末读数—初读数，初读数是为了消除( ) (A)系统误差(B)偶然误差(C)过失误差(D)其他误差
8 分光计的刻度上有720个分格，每一格为30’，角游标的30个分格对应着刻度盘上的29个分格，该游标的分度值为____________。 二、有效数字及运算（6分） 1.计算下列函数有效数的结果： (1) x=9.80, lnx=________ (2) x=5.84, =________ (3) x=0.5275, =________ 2.把下列各数按数字修约规则取为四位有效数字 (1) 21.495 _______ (2) 43,465 _______ (3) 8.1308 _______ 三、推导不确定度传递公式（8分） (1) N=x+y+2z (2) f = (a ≠b) 四、（６分）在单摆测重力加速度实验中，用2 24l g T π=计算重力加速度。已获得摆长l 与周期T 的测量结果为： (100.0100.010)l cm =± (2.00210.0020)T =±秒 写出表示重力加速度g 的测量结果，即： 要求推导出不确定度的方差传递公式 ?g g ?= 计算出不确定度?g ?=最后写出测量结果g g g =±?。
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大学物理实验习题解答长度的直接测量思考题 1.一把卡尺，游标上有50格，主尺一格为1mm ，它的最小分度值是多少？用它测量物体的长度时，读数的末位可否出现1,3,5,7,9这样的数？ 答：最小分度值是0.02mm ， 末位不可出现1,3,5,7,9这样的数。 2.分别用米尺、50分度游标卡尺和千分尺测量直径约1.5mm 的细丝直径，各可测得几位有效数字？ 答：米尺测得3位有效数字，50分度游标卡尺测得4位有效数字，千分尺测得5位有效数字。 用扭摆法测定物体转动惯量思考题 为什么在测滑块的摆动周期时，必须把滑块平躺着放在载物盘中测量，而不可以把滑块竖着放在载物盘的中心。答：因为我们在验证平行轴定理时要将滑块插入金属细杆内，为了保证在测滑块的摆动周期时的摆放方向和插入的方向一致，必须把滑块平躺着放在载物盘中测量，而不可以把滑块竖着放在载物盘的中心。热电偶的定标和测温思考题1.实验时，温度和电动势连续地改变，应如何操作和读数才能使测量数据较准？答：在温度快达到测定的温度时，应该用慢理速档进行加热，读数时应在同一个跳变点的瞬间进行，不应在一点温度点上进行。物体导热系数的测定思考题1.本实验必须满足什么条件？如何保证？答：实验必须满足：待测物体各部分的温度不随时间而变化。在实验中，应记下上下圆盘即发热盘和散热盘的温度和的数值，待的数值在10分钟内不变时即可认为1T 2T 2T 已达到稳定状态。2.样品圆盘B 与散热盘P 的几何尺寸、质量在实验前测还是实验后未经冷却就测？什么时候测量能节省时间？答：样品圆盘B 与散热盘P 的几何尺寸、质量在实验前测，因为实验过程中的加热会造成热胀从而影响测量值，再一个也可以节省实验时间。 用惠斯通电桥测电阻思考题1.电桥电路联接无误，合上开关，调节调节臂电阻，若： （1）无论如何调节，检流计指针都不动，电路中可能出现什么故障？ （2）无论如何调节，检流计指针始终向一边偏而无法平衡，电路中又可能出现什么故
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第二章部分训练题 1． 在系统误差、随机误差和粗大误差中，难以避免且无法修正的是（A.系统误差, B.随机 误差, C.粗大误差。） 答： B 2． 有一组等精度多次测量的数据：L=2.385mm 、2.384mm 、2.386mm 、2.384mm 、2.382mm 、 2.383mm 。它们的A 类不确定度为：（A. 0.0014mm B. 0.006mm C. 0.002mm D. 0.007mm ） 答： b 3． 根据第2题的数据，可以判断测量量具的最小量程是：（A. 0.001mm B. 0.01mm C. 0.004mm D. 0.02mm ） 答： b 4． 采用0.02mm 精度的游标卡尺测量长度时，其B 类不确定度为：（A. 0.022mm B. 0.03mm C. 0.01mm D. 0.012mm ） 答： d 5． 有一个电子秒表，其最小分辨值为0.01S ， 其仪器误差限应评定为：（A. 0.01S B. 0.02S C. 0.2S D. 0.006S ） 答： c 6． 有一只0.5级的指针式电流表，量程为200μA ，其仪器误差限为：（A. 0.1μA B.0.5μ A C. 2μA D. 1μA ） 答： d 7． 用一根直尺测量长度时，已知其仪器误差限为0.5cm ，问此直尺的最小刻度为多少？（A. 0.5cm B. 1cm C. 1mm D.0.5mm ） 答： b 8． 下列三个测量结果中相对不确定度最大的是? (A. X =(10.98±0.02)S B. X=(8.05± 0.02)S C. X=(4.00±0.01)S D. X=(3.00±0.01)S ) 答： d 9． 已知在一个直接测量中所得的A 类不确定度和B 类不确定度分别为0.04g 和0.003g ，则 合成不确定度是？ （A. 0.043g B. 0.04g C.0.0401g D. 0.004g ）答： b 10.长方体的三条边测量值分别为 x=(6.00±0.01)cm y=（4.00±0.02）cm z=(10.0± 0.03)cm 。 求体积的合成不确定度。（A. 0.063cm B. 13cm C.1.53cm D. 23 cm ） 答： d 11. 圆柱体的直径最佳估计值d =8.004mm, d 的合成不确定度)(d u c =0.005mm ，高度的最佳估计值h =20.00mm ，h 的合成不确定度)(h u c =0.02mm ，求体积的合成不确定度。（A. =)(V u C 100.53mm B. =)(V u C 100 3mm C. =)(V u C 2×310-3mm D. =)(V u C 2 3mm ） 答： d 12．以下有效数字运算错误的是： A. 125×80=10000 B. 23.4+12.6=36 C. 105×0.50=52 D. 4.2×3.5=14.7 答： ab 13.以下有效数字计算正确的是： A. 57.2+2.8=60 B. 125×8.0=1000 C. 34×50=170 D. 22÷22=1 答： c
大学物理实验期末复习材料
大学物理实验期末复习 材料 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
绪论-《测量的不确定度与数据处理》 1、有效数字、有效数字的单位换算 有效数字：测量结果中所有可靠数字和一个欠准数统称为有效数字。 有效数字的单位换算：在单位换锁或变换小数点位置时，不能改变有效数字位数，而是应运用科学计数法，把不同单位用10的不同次幂表示。 2、测量不确定度：测量不确定度是与测量结果相关联的参数，表征测量值的分散性、准确性和可靠程度，或者说它是被测量值在某一范围内的一个评定。 测量结果的最佳估计值 11n i i x x n ==∑ A 类不确定度 A x U σ= B 类不确定度 B U = 仪 合成不确定度 U =测量结果的表示 x x U =± 3、数据处理方法：作图法、逐差法 作图法：1）：图示法：选取合适的坐标纸，把两组互相关联的物理量的每一对测量值标记成坐标纸上的一个点，用符号“+”表示，叫做数据点，然后根据实验的性质，把这些点连成折线，或拟合成直线或曲线，这就是图示法。 2）：图解法解实验方程：线性方程，Y=mx+b 其参数的误差与所有测量数据的误差都有关，也与坐标纸的种类、大小以及作图者自身的因素有关。 3):曲线的改直 逐差法：自变量等间隔变化，而两物理量之间又呈现线性关系时，我们除了采用图解法，最小二乘法以外，还可采用逐差法。
逐差法要求自变量等间隔变化而函数关系为线性。 实验一长度和固体密度的测量 1、物理天平的调节过程及注意事项 调平：1）转动调平螺丝，使水准的水泡剧中。 2）调零：天平空载，游码置于横梁上的零位置，指针应在标尺中央或在中央附近对称摆动。 3）称横：观察天平是否平衡，若不平衡，适当增减砝码或移动游码，直至平衡。 注意事项： A、常止动：为避免道口受冲击损坏，取放物体、砝码，调节平衡螺母以及 不是用天平时，都必须放下横梁，止动天平。只有在判别天平是否平衡时才启动天平。 B、轻操作：启动、止动天平时，动作务须轻且慢，以使天平刀口不受撞击。 最好在天平指针摆到刻度尺中央时止动天平。 C、必须用镊子搬动砝码和拨动游码，不许用手直接抓取或拨动。称横完毕， 砝码必须放回盒中原位，不许放在秤盘及砝码盒以外的其他地方。 D、天平的负载不得超过其最大称量，以防损坏刀口或压弯横梁。也不应将 高温物体、酸、碱等腐蚀性物品直接放在秤盘中称横，以防被腐蚀。 2、螺旋测微器的读数 答案一：读数=固定刻度+可动刻度+估读值 (1) 读数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米刻线是否已经露出。 (2)读数时，千分位有一位估读数字，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，千分位上也应读为“0”。
大学物理实验课后答案
（1）利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点？ 答这种方法可以避免透镜光心位置的不确定而带来的测量物距和像距的误差。 （2）为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时，测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求？设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1％。 答设物距为20cm，毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm，其相对误差为 0.25％，故没必要用更高精度的仪器。 （3）如果测得多组u，v值，然后以u+v为纵轴，以uv为横轴，作出实验的曲线属于什么类型，如何利用曲线求出透镜的焦距f。 答直线；1/f为直线的斜率。 （4）试证：在位移法中，为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f？ 由f=(D+d)(D-d)/4D → D2-4Df=d2→ D(D-4f)=d2 因为d>0 and D>0 故D>4f 1.避免测量u、ν的值时，难于找准透镜光心位置所造成的误差。 2.因为实验中，侧的值u、ν、f都相对较大，为十几厘米到几十厘米左右，而误差为1%，即一毫米到几毫米之间，所以可以满足要求。 3.曲线为曲线型曲线。透镜的焦距为基斜率的倒数。 ①当缝宽增加一倍时,衍射光样的光强和条纹宽度将会怎样变化?如缝宽减半,又怎样改变? 答: a增大一倍时, 光强度↑；由a=Lλ/b ，b减小一半 a减小一半时, 光强度↓；由a=Lλ/b ，b增大一倍。 ②激光输出的光强如有变动,对单缝衍射图象和光强分布曲线有无影响?有何影响? 答:由b=Lλ/a.无论光强如何变化,只要缝宽不变,L不变,则衍射图象的光强分布曲线不变 (条纹间距b不变)；整体光强度↑或者↓。 ③用实验中所应用的方法是否可测量细丝直径？其原理和方法如何？ 答：可以，原理和方法与测单狭缝同。 ④本实验中，λ=632。8nm,缝宽约为5*10^-3㎝,屏距L为50㎝。试验证： 是否满足夫朗和费衍射条件？ 答：依题意： Lλ=（50*10^-2）*（632.8*10^-9）=3.164*10^-7 a^2/8=(5*10^-5)^2/8=3.1*10^-10 所以Lλ< 大学物理实验模拟试题一 一、填空题（总分42分，每空1分） 1． 测量结果的有效数字的位数由 和 共同决定。 2． 50分度的游标卡尺，其仪器误差为 。 3． 量程为10mA 电流表，其等级为1.0，当读数为6. 5mA 时，它的最大误差为 。 4． 不确定度σ表示 。 5． lg35.4= 。 6． 在分光计实验中，望远镜的调节用的是 法。 7． S 是表示多次测量中每次测量值的 程度，它随测量次数n 的增加变化很 ，N S 表示 偏离真值的多少，它随测量次数n 的增加变化很 。 8． 在杨氏模量实验中，若望远镜的叉丝不清楚，应调节望远镜 的焦距，若观察到的标尺像不清楚则应调节望远镜 的焦距。钢丝的伸长量用 法来测定。 9． 计算标准偏差我们用 法，其计算公式为 。 10．表示测量数据离散程度的是 精密度 ，它属于 偶然 误差，用 误差（偏差）来描述它比较合适。 11．用20分度的游标卡尺测长度，刚好为15mm,应记为 mm 。 12．根据获得测量结果的不同方法，测量可分为 测量和 测量；根据测量的条件不同，可分为 测量和 测量。 13．电势差计实验中，热电偶的电动势与温差的关系为 关系，可用 法、 法和 法来求得经验方程。 14．789.30×50÷0.100= 。 15．10.1÷4.178= 。 16．2252= 。 17．用分光仪测得一角度为300，分光仪的最小分度为1，，测量的结果为 。 18．对于连续读数的仪器，如米尺、螺旋测微计等，就以 作为仪器误差。 19．分光计测角度时由于度盘偏心引起的测量角度误差按正弦规律变化，这是 误差。 20．在示波器内部，同步、扫描系统的功能是获得 电压信号，这种电压信号加在 偏转板上，可使光点匀速地沿X 方向从左向右作周期性运动。 21．系统误差有 确定性 的特点，偶然误差有 随机性 的特点。 22．在测量结果的数字表示中，由若干位可靠数字加上 位可疑数字，便组成了有效数字。 23．在进行十进制单位换算时，有效数字的位数 。 24．静电场模拟实验应用了 法，它利用了静电场和 的相似性。 二、单项和多项选择题（总分30分,每题3分） 1． 下列测量结果正确的表达式是： A ．L=23.68＋0.03m B ．I=4.091＋0.100mA C ．T=12.563＋0.01s D ．Y=(1.67＋0.15)×1011P a ２．在下面的李萨如图中，如果在X 轴方向信号的频率是100Hz ，那么在Y 轴方向信号的频率是： 大学物理实验习题和答案 1．指出下列各测量量为几位有效数字： 提示：非零之后所有的0都是有效数字 （1）L=0.0001mm, 0.100mm, 1.0000mm 答：1位,3位,5位 （2）g=980.123cm.s-2 , 9.7944m.s-2 答：6位,5位 （3）m=5.6×10-1kg 答：2位 2. 改正下列错误，写出正确答案： 提示：测量值尾数要与不确定度对齐 （1）d=14.450±0.4 (cm) [改正：d=14.4±0.4 (cm)]（2）p=31690±200 (kg)[改正：p=(3.17±0.02 )x104(kg) （3）s=2.785×102±0.4(cm2) [改正：s=278.5±0.4(cm2) ] （4）ν=420(1±0.3%) m/s [改正：ν=420±2（m/s）] （5）h=27.3×104±2000(km)[改正：h=(2.73±0.02)×105 (km) ] （6）l=3768km=3768000m=376800000cm[改正：l=3.768x108cm] （7）R=12km±100m[改正：R=(12.0±0.1)k m]（8）E=(1.93×1011±6.76×109)(N/m2)[改正：E=(1.93±0.07)×1011(N/m2)] 3. 把下列各数按有效数字取舍规则取为四位有效数字： 提示：四舍六入五凑偶 （1）42.495 (2)64.465 (3)7.1308 （4）3.899501 答：（1）42.50 (2)64.46 (3)7.131（4）3.900 4. 用米尺测量某长度L,共测5次，读数均为14.6mm，试问这个测量有误差否?如果有，误差是哪种误差?误差值是多少?这个测量结果应如何表示? 提示：北京邮电大学大学物理实验习题1 (1)
(完整版)大学物理实验习题和答案(讲稿)