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
习题 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分) 1. 下列指标中，不能表征测量精度的是（） A. 正确度 B. 精密度 C. 准确度 D. 精确度 2. 仪表1：量程范围0～500℃，1.0级；仪表2：量程范围0～100℃，1.0级。两个仪表的绝对误差的大小是（）。 A. 1>2 B. 1=2 C. 1<2 D. 无法比较 3. 下列指标中，表征测量仪表对被测量变化的敏感程度的是（）。 A. 灵敏度 B. 分辨率 C. 线性度 D.变差 4. 69×102有几位有效数字？（） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 5. 在压力测量仪表的量程时，为保证安全性，压力较稳定时，最大工作压力不超过仪表量程的（）。 A. 1/3 B. 1/2 C. 2/3 D.3/4 6. 下列测温方法，属于非接触测温的是（） A. 热电偶测温 B. 热电阻测温 C. 膨胀式测温 D. 光学温度计 7. 在校正风洞内标定测压管时，待标定测压管设置在风洞的（）。 A. 收缩段 B.稳压段 C. 实验段 D. 过渡段 8. 下列不属于用于测温的热电阻材料该具备的条件的是（） A. 电阻温度系数α应尽可能小 B. 电阻率大，可以得到小体积元件 C. 价格便宜，工艺性好 D. 电阻温度特性尽可能接近线性 9. 下列哪种流量计属于容积式流量计？（） A. 转子流量计 B. 椭圆齿轮流量计 C. 涡轮流量计 D. 涡街流量计 10. 下列哪种流量计属于差压式流量计？（） A. 转子流量计 B. 椭圆齿轮流量计 C. 涡轮流量计 D. 涡街流量计 二、填空题（每空1分，共25分） 1.测量方法的分类中，按测量手段分 为：、、。 2.测量仪表的三个基本的功能 是：、、。 3.随机误差特 点：、、、。 4.热电偶电势由和组成。 5.标准节流装置取压方式中，目前应用最广泛的是： 和。 6.测量粘性的、腐蚀性的或易燃性的流体的流量时，应安装。 7.差压式流量计由、、三部 分组成。 8.在选择压力检测仪表的类型时，需要考虑的因素有：、 、、。 9.热阻式热流计的误差与、 和。
多项选择题(答案仅供参考) 1．请选出下列说法中的正确者（ CDE ） A ：当被测量可以进行重复测量时，常用重复测量的方法来减少测量结果的系统误差。 B ：对某一长度进行两次测量，其测量结果为10cm 和10.0cm ，则两次测量结果是一样 的。 C ：已知测量某电阻结果为：,05.032.85Ω±=R 表明测量电阻的真值位于区间 [85.27~85.37]之外的可能性很小。 D ：测量结果的三要素是测量量的最佳值（平均值），测量结果的不确定度和单位。 E ：单次测量结果不确定度往往用仪器误差Δ仪来表示，而不计ΔA . 2．请选择出表达正确者（ AD ） 3333 343/10)08.060.7(: /14.060.7:/1041.01060.7: /05.060.7:m kg D m kg C m kg B m kg A ?±=±=?±?=±=ρρρρ 3．请选择出正确的表达式： ( CD ) 3333 34/10)08.060.10( : (mm)1087.9)(87.9 :/104.0106.10 : )(10500)(5.10 :m kg D m C m kg B g kg A ?±=?=?±?==ρρ 4: 10.()551.010() A kg g =? 4．请选择出表达正确者（ A ） 333 3/04.0603.7: /14.060.7:/041.060.7: /04.060.7:m kg D m kg C m kg B m kg A ±=±=±=±=ρρρρ 5．请选择出表达正确者 ( BC ) 0.3mm 10.4cm h :D /10)08.060.7(:0.3cm 10.4h :B /1041.01060.7 :33334±=?±=±=?±?=m kg C m kg A ρρ 6．测量误差可分为系统误差和偶然误差，属于系统误差的有： ( AD ) Ａ：由于电表存在零点读数而产生的误差； Ｂ：由于测量对象的自身涨落所引起的误差； Ｃ：由于实验者在判断和估计读数上的变动性而产生的误差。 Ｄ：由于实验所依据的理论和公式的近似性引起的测量误差；
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4 3 23y 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 ?=； 4322 (2)3339N x x y x x x ??-==?=??， 3334(3)2248y N y y y y x ??==-?=-??- ()()[]21 23 2 289y 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=（2 0.083510? ± 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。
习题 一、单项选择题 1. 下列指标中，不能表征测量精度的是（ A ） A. 正确度 B. 精密度 C. 准确度 D. 精确度 2. 仪表1：量程范围0～500℃，1.0级；仪表2：量程范围0～100℃，1.0级。两个仪表的绝对误差的大小是（ A ）。 A. 1>2 B. 1=2 C. 1<2 D. 无法比较 3. 下列指标中，表征测量仪表对被测量变化的敏感程度的是（A ）。 A. 灵敏度 B. 分辨率 C. 线性度 D.变差 4. 69×102有几位有效数字？（B ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 5. 在压力测量仪表的量程时，为保证安全性，压力较稳定时，最大工作压力不超过仪表量程的（ D ）。 A. 1/3 B. 1/2 C. 2/3 D.3/4 6. 热电偶测温的基本原理（A） A. 热电效应 B. 2 热压效应 C. 热胀效应 D. 4 冷缩效应 7.测量仪表的主要性能指标有（ABD） A．精度 B. 稳定度 C. 输入电阻 D.灵敏度 8.可以表达精度的指标是(ABD) A.精密度 B.线性度 C.正确度 D.准确度 9. 下列测温方法，属于非接触测温的是（ D ） A. 热电偶测温 B. 热电阻测温 C. 膨胀式测温 D. 光学温度计 10. 下列不属于用于测温的热电阻材料该具备的条件的是（A ） A. 电阻温度系数α应尽可能小 B. 电阻率大，可以得到小体积元件 C. 价格便宜，工艺性好 D. 电阻温度特性尽可能接近线性 11. 下列哪种流量计属于容积式流量计？（B ） A. 转子流量计 B. 椭圆齿轮流量计 C. 涡轮流量计 D. 涡街流量计 12. 下列哪种流量计属于差压式流量计？（ A ） A. 转子流量计 B. 椭圆齿轮流量计 C. 涡轮流量计 D. 涡街流量计 二、填空题 1.测量方法的分类中，按测量手段分为：直接、间接、组合。 2.测量仪表的三个基本的功能是：物理量变换、信号传输、测量结果显示。 测量的目的是：准确及时地收集被测对象状态信息，以便对其过程进行正确的控制。 3.随机误差特点：有界性、对称性、抵偿性。 4.热电偶电势由接触电动势和温差电势组成。 5.标准节流装置取压方式中，目前应用最广泛的是：孔板式和文丘里。 6.差压式流量计由节流装置，导压管和差压计三部分组成。 7.在选择压力检测仪表的类型时，需要考虑的因素有：被测介质压力大小、被测介质性质、对输出信号的要求、 使用的环境。 8.按测量手段分，测量方法有直接测量、间接测量和组合测量。 9.按测量方式划分，测量方法有偏差式测量法、零位式测量法和微差式测量法。 10.气体湿度测量方法有干湿球法、露点法、电阻法和吸湿法
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
单项选择题 1．两个直接测量值为0．5136mm 和 10．0mm，它们的商是（ C） B : 0.0514 最少为三个有效数字 A : 0.05136 C : 0.051 D : 0.1 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”放后“ 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V 3.415678cm3(通过某一 关系式计算得到 )，不确定度为V0.064352cm3，则应将结果 表述为： ( D) A ： V=3.4156780.64352cm3B: V=3.4156780.6cm3 C: V=3.41568 0.64352cm3D: V=3.420.06cm3 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
大学物理实验报告----------制流电路、分压电路和电学实验基础知识 姓名：_______柳天一__________ 学号：______2012011201 _______ 实验组号：____3______________ 班级：______计科1204_________ 日期：______2013.3.23__________
实验报告 【实验名称】 制流电路、分压电路和电学实验基础知识 【实验目的】 1、了解电学实验的要求、操作规程和安全知识。 2、学习电学实验中常用仪器的使用方法。 3、学习连接电路的一般方法，学习用变阻器连成制流电路和分压电 路的方法。 【实验原理】 制流电路的特性： 制流电路如图3所示，图中E 为直流（或交流）电源；R 1为滑线变阻器，A 为电流表；R 2为负载（本实验采用电阻）；K 为电源开关。它是将滑线变阻器的滑动头C 和任一固定端（如A 端）串联在电路中，作为一个可变电阻，移动滑动头的位置可以连续改变AC 之间的电阻R AC ，从而改变整个电路的电流I 。 （a ） （b ） 1.分压电路的特性： 分压电路如图4所示，图中E 为直流（或交流）电源，滑线变阻器两个固定端A 、B 与电源E 相接，负载R 2接滑动端C 和固定端A （或B ）上，当滑动头C 由A 端滑至B 端，负载上电压由0变至E ，调节的范围与变阻器的阻值无关。 （a ） （b ） 2.制流电路与分压电路的选择： 图3 制流电路 图4 分压电路
(1) 调节范围 分压电路的电压调节范围大，可从E →0；而制流电路电压调节范围小，只能从 E E R R R →?+1 22。 (2) 细调程度 当2/21R R ≤时，在整个调节范围内调节基本均匀，但制流电路可调范围小；负载上的电压值小，能调得较精细，而电压值大时调节变得很粗。 (3) 功率损耗 使用同一变阻器，分压电路消耗电能比制流电路要大。基于两电路的差别，当负载电阻较大，调节范围较宽时选分压电路；反之，当负载电阻较小，功耗较大，调节范围不太大的情况下则选用制流电路。若一级电路不能达到细调要求，则可采用二级制流（或二段分压）的方法以满足细调要求。 【实验器材】 万用电表（指针式、数字式各一块），低压电源（直流型、交流型各一台），滑线变阻器，电阻箱，导线。 3.滑线变阻器： 滑动变阻器是根据接入电路的金属丝长短来改 变阻值大小，来达到控制电流的。 滑动片左右滑动即是在改变接入电路的金属丝 长短。 因为已知金属材料的电阻丝，其阻值跟电阻丝的 长度，横截面积，还有材质有关系。长度越长，阻值 越大；截面积越大，阻值越小，阻值与该种材料的阻 值系数成正比。 滑动电阻器结构图[1] 注意事项： 注意：要选择合适的滑动变阻器，每个变阻器都有规定的最大电阻和允许通过的最大电流，使用时要根据需要进行选择，不能使通过滑动变阻器的电流超过它允许通过电流的最大值，否则会烧坏变阻器。使用前应该将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大。接法：不管是有几个接线柱的滑动变阻器，在连入电路时，可采用“一上一下”的连接方法。“一上” 指上面金属棒两端的任一接线柱连入电路，“一下”指把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中。 滑动变阻器连入电路中的电阻值大小的判断，可采用“近小远大”的判断方法。即如果滑动变阻器的滑片在移动过程中逐渐接“近”连入电路的下接线柱，则变阻器连入电路的阻值将逐渐减“小”，灯泡就越亮，反之，若滑片移动过程中逐渐“远”离连入电路的下接线柱，则连入电路的阻值将逐渐增“大”，灯泡就越暗。 滑动变阻器在电路中的作用是：（1）保护电路，即连接好电路，电键闭合前，应调节滑动变阻器的滑片P ，使滑动变阻器接入电路部分的电阻最大。（2）通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流，从而改变与之串联的导体（用电器）两端的电压。在连接滑动变阻器时，要求：一上一下，各用一个接线柱；实际连接应根据要求选择下面的接线柱。 4.电阻箱：
1.测量和计量的相同点和不同点是什么？ 答：测量是通过实验手段对客观事物取得定量信息的过程，也就是利用实验手段把测量直接或间接地对另一个同类已知量进行比较，从而得到待测量值的过程，而计量是利用技术和法制手段实验单位统一和量值准确可靠的测量。计量可以看作测量的特殊形式，在计量过程中，认为所使用的量具和仪器是标准的，用它们来校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。 2.测量的重要意义主要体现在哪些方面？ 答：定性和定量精确计算来认识事物，建立公式、定理和定律。 3.计量的重要意义主要体现在哪些方面？ 答：确保各类量具、仪器仪表测量结果的准确性、可靠性和统一性，所以必须定期进行检验和校准。 4.研究误差的目的是什么？ 答：就是要根据误差产生的原因、性质及规律，在一定测量条件下尽量减小误差，保证测量值有一定的可信度，将误差控制在允许的范围之内。 5.测试和测量是什么样的关系？ 答：测试是测量和试验的全称，有时把较复杂的测量成为测试。 6.结合自己的专业，举例说明测试技术的作用主要体现在哪些方面？ 答：测试技术涉及传感器、试验设计、模型理论、信号加工与处理、误差理论、控制工程和参数估计等内容。例如:温度的变化可以引起温度敏感元件（如：热敏电阻）阻值的变化，其阻值的变化量是可以直接测量的。 7.举例说明各种不同测量方法的实际应用。 答:直接测量：用电压表测量管道水压，用欧姆表测量电阻阻值等。 间接测量：需要测量电阻R上消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系P=UI，经过计算间接获得功率P。 组合测量：测量电阻器温度系数的测量。 8.深入理解测量仪表的精度和灵敏度的定义？二者的区别？ 答：精度是指测量仪表的读数或者测量结果与被测真值相一致的程度。灵敏度表示测量仪表对被测量变化的敏感程度。 区别：精度是用精密度、正确度和准确度三个指标加以表征，而灵敏度是测量仪表指示值增量与被测量增量之比。 9.精密度、正确度、准确度三者的不同含义是什么？ 答：精密度说明仪表指示值的分散性，表示在同一测量条件下对同一测量进行多次测量得到的测量结果的分散程度。 正确度说明仪表指示值与真值的接近程度。 准确度是精密度和正确度的综合反应。准确度高，说明精密度和正确度都高。 10.结合例1.2.3（图1.2.3）深入理解在实际测量过程中，仪表输入电阻（输入阻抗）选择的重要性。 答：在此题中应选用输入阻抗尽可能大的电压表，输入阻抗大测量就小，否则造成的仪器误差会很大，所以在实际测量中，应选择合适的仪表输入电阻，否则会造成误差很大甚至使测量结果失去实际意义。 11.说明计量系统中单位制的概念。 答：由基本单位辅助单位和导出单位构成的完整体系称为单位制。 12.深入理解基本单位、辅助单位和导出单位构成的完整计量体系。 答：基本单位是那些可以彼此独立加以规定的物理量单位，共7个，分别为：秒、千克、开尔文、坎德拉、摩尔、米、安培。由基本单位通过定义定律及其他系数关系派生出来的单位称为导出单位。如：频率的单位赫兹定义为”周期为1秒的周期现象的频率”. 13.说明主基准、副基准、工作基准的各自用途。
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。
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？
1、测量的目的是什么答：准确及时地收集被测对象状态信息，以便对其过程进行正确的控制。 2、按测量手段分，测量方法有哪几种答：直接测量、间接测量和组合测量。 3、按测量方式划分，测量方法有哪几种答：偏差式测量法、零位式测量法和微差式测量法。 4、什么是偏差式测量方法答：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移表示被测量大小的测量方法。 5、什么是零位式测量方法答：又称为零示法或平衡式测量法。测量时用被测量与标准量相比较，用指零仪表指示被测量与标准量相等，从而获得被测量。 6、什么是微差式测量方法答：偏差式测量法和零位式测量法相结合，通过测量待测量与标准量之差来得到待测量量值。 7、测量方法选择需要考虑的因素有哪些答：①被测量本身的特性；②所要求的测量准确度； ③测量环境；④现有测量设备等。在此基础上选择合适的测量仪器和正确的测量方法. 8、是否可以认为，只有精密的测量仪器，才可以获得准确的测量结果答：不是。正确可靠的测量结果的获得，要依据测量方法和测量仪器的正确选择、正确操作和测量数据的正确处理。 9、测量仪表有什么作用答：测量仪表是将被测量转换成可供直接观察的指示值或等效信息的器具。 10、测量仪表有哪些类型答：模拟式测量仪表，数字式测量仪表。 的测量结果的获得，要依据测量方法和测量仪器的正确选择、正确操作和测量数据的正确处理。 11、测量仪表有哪些功能答：①变换功能；②传输功能；③显示功能。 12、测量仪表的主要性能指标有哪些答：①精度；[⑴精密度（δ）；⑵正确度（ε）；⑶准确度（τ）。]②稳定度；③输入电阻；④灵敏度；⑤线性度；⑥动态特性。 13、什么是测量精度答：精度是指测量仪表的读数或测量结果与被测量真值相一致的程度。 14、可以表达精度的三个指标是什么答：⑴精密度（δ）；⑵正确度（ε）；⑶准确度（τ）。 15、精密度说明了仪表的什么特性反映出哪项误差的影响答：精密度说明仪表指示值的分散性，表示在同一测量条件下对同一被测量进行多次测量时，得到的测量结果的分散程度。它反映了随机误差的影响。 16、正确度说明了仪表的什么特性反映出哪项误差的影响答：正确度说明仪表指示值与真值的接近程度。所谓真值是指待测量在特定状态下所具有的真实值的大小。正确度反映了系统误差。 17、准确度说明了仪表的什么特性反映出哪项误差的影响答：准确度是精密度和正确度的综合反映。准确度高，说明精密度和正确度都高，也就意味着系统误差和随机误差都小，因而最终测量结果的可信赖度也高。 18、什么是仪器的稳定度影响因素是什么答：稳定度也称稳定误差，是指在规定的时间区间，其他外界条件恒定不变的情况下，仪表示值变化的大小。影响因素有仪器内部各元器件的特性、参数不稳定和老化等因素。 19、灵敏度反映测量仪表的什么特性答：灵敏度表示测量仪表对被测量变化的敏感程度。另一种表述方式叫作分辨力或分辨率，定义为测量仪表所能区分的被测量的最小变化量，在数字式仪表中经常使用 20、什么是计量答：计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值可靠的测量。 21、国际单位制单位分为哪三种答：基本单位、导出单位和辅助单位。 22、计量基准有哪些分类答：主机准、副基准和工作基准。 23、什么是量值的传递与跟踪答：量值的传递与跟踪是把一个物理量单位通过各级基准、
一．填空题 1. 选用螺旋测微计测量时，注意用 棘轮 推进，防止损坏仪器，并注意记下零点读数，请问这零点读数是指 不夹被测物而使测杆和砧台相接 情况下的读数，利用它作 修正测量数值 用途 2. 请读出下面游标卡尺测到物体的长度及B 类不确定度A 图：±0.001cm B 图：±0.003cm （主尺上最小分度值为1mm ） 3. 在碰撞实验中，在实验开始之前必须对气轨作 水平 调节，计时器选 加速度a 功能，挡光片选 U 形。 4. 用数字毫秒计测量周期时选 P4功能，预置数等于2×周期数＋1 (请写出计算公式)。 5. 在液体粘度的测量这实验中使用的分析天平其极限误差为 ，( 6. 对测量值标准不确定度的B 类评定，一般先估计它的极限误差Δ，再取U B (x 7. 请问如以米为单位只测一次一物体的长度，用米尺测量时能读取到小数后第 四 位极限误差为 0.001m 、用50分游标卡尺测量时能读取到小数后第 五位极限误差为 0.00002m 、用螺旋测微计测量时能读取到小数后第 六 位极限误差为0.00001m 、用读数显微镜测量时能读取到小数后第 六 位极限误差为 0.00001m 。 8. 在本学期所做实验中， 弹性模量的测定和线胀系数的测定 实验利用了微小长度变化的测量。 9. 组合测量可用 图解法 、 分组计算法 、分组求差法 、 最小二乘法 四种数据处理方法求出最佳直线参数。 10. 甲测得一物体质量为1Kg ，平均值的实验标准偏差为0.05g ，乙测得物体的长度为10cm ，平均值实验标准偏差为0.05cm ，测说明 甲 测量的精密度高。 11. 改正m=155000cm ±1000cm 应写成±×105cm 12. 单位变换t=±= ±×102 s 13. 写成科学表达式x =±esu 应写成±×10－8 esu 14. 计算测量结果及其不确定度，用停表测量一个单摆的周期，每次累计50个周期，测量结果为(50T)=±，由此可得单摆的周期T= ± s ，T 2= ± 。 15. 计算不确定度已知一个正方体的边长a=±0.04mm ，则其一个面的周长4a 的不确定度为0.2mm ，一个面的面积a 2的不确定度为4mm 2，正方体的体积V=a 3的不确定度为3×102mm 3，V 1的不确定度为 2×10－8mm -3， 16. [本题的解题思路是必须理解课本10页公式(0－7－4)]写出不确定度表达式y=2ab/c 2，(a ≠b)，a 、b 、c 的不确定度为U(a) U(b)和U(c)，则y 的不确定度为
.. 浙江农林大学 2016- 2017学年第一学期考试卷（B 卷） 课程名称：大学物理实验 课程类别： 必修 考试方式： 闭卷 注意事项：1、本试卷满分100分。 2、考试时间 30分钟。 题号 一 二 三 总分 得分 评阅人 一、单项选择题（1-7题必做，8-13题任选做2题。每题只有一个正确答案，将 选择的答案填入以下表格中，填在题目上的将不给分，每题3分，共计27分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 1-7题必做： 1、利用示波器通过一系列的传感手段，可得到被检者的心电图。医生通过心电图，可以了解到被检者心跳的情况，例如，测量相邻两波峰的时间间隔，便可计算出1min 内心脏跳动的次数(即心率)。同一台示波器正常工作时测得待检者甲、乙的心电图分别如图 甲、 乙所示，相邻两波峰在示波器上所占格数已经标出。若医生测量时记下被检者甲的心率为60 次/min ，则可知乙的心率和这台示波器X 时间增益（衰减）选择开关置于（ ） A 、48 次/min, 50ms/div B 、75 次/min, 0.2s/div C 、75 次/min, 0.1s/div D 、48 次/min, 20ms/div 2、在牛顿环实验中，我们看到的干涉条纹是由哪两条光线产生的？（ ） A 、 3和4 B 、 1和2 C 、 2和3 D 、 1和4 得分 学院： 专业班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题 1 2 3 4 5 5 5 甲
3、已知300x f Hz =，李萨如图形为 “ ”，则y f 为（ ） A 、 400Hz B 、 450Hz C 、 200Hz D 、 100Hz 4、在空气比热容比测定实验中，我们用到的两种传感器是：（ ） A 、压强传感器和体积传感器 B 、压强传感器和温度传感器 C 、温度传感器和体积传感器 D 、压强传感器和时间传感器 5、密立根油滴实验中，基本电荷e 的计算，应对实验测得的各油滴电荷q 求（ ） A 、算术平均值 B 、 最小公倍数 C 、最小整数 D 、最大公约数 6、用量程为20mA 的1.0级毫安表测量电流。毫安表的标尺共分100个小格，指针指示为60.5格。电流测量结果应表示为 （ ） A 、(60.5±0.2)mA B 、(20.0±0.1)mA C 、(12.1±0.2) mA D 、(12.10±0.01)mA 7、传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的稳定后，会自动停止工作，其中空调机内使用了下列哪种传感器( ) A ．温度传感器 B ．红外传感器 C ．生物传感器 D ．压力传感器 8-13题任选做2题： 8、在0~100℃范围内，Pt100输出电阻和温度之间关系近似呈如下线性关系： )1(0AT R R T +=，式中A 为温度系数，约为3.85×10-3℃-1。则当Pt100输出电阻 为115.4Ω时对应温度为（ ） A 、0 ℃ B 、40 ℃ Ｃ、50 ℃ Ｄ、100 ℃ 9、分光计实验中为能清晰观察到“十”字光斑的像，需调节（ ） A 、前后移动叉丝套筒 B 、目镜调节手柄 C 、望远镜水平度调节螺钉 D 、双面反射镜的位置 10、在多普勒效应实验装置中，光电门的作用是测量小车通过光电门的（ ） A 、时间 B 、速度 C 、频率 D 、同时测量上述三者 11、如图三，充氩的夫兰克-赫兹管A I ～K G U 2曲线中, 氩原子的第一激发电位0U 为( ) A 、 45U U - B 、 1U C 、 13U U - D 、36U U -
1. 测量和计量的相同点和不同点是什么？ 答：测量是通过实验手段对客观事物取得定量信息的过程，也就是利用实验手段把测量直接或间接地对另一个同类已知量进行比较，从而得到待测量值的过程，而计量是利用技术和法制手段实验单位统一和量值准确可靠的测量。计量可以看作测量的特 殊形式，在计量过程中，认为所使用的量具和仪器是标准的，用它们来校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。 2. 测量的重要意义主要体现在哪些方面？ 答：定性和定量精确计算来认识事物，建立公式、定理和定律。 3. 计量的重要意义主要体现在哪些方面？ 答：确保各类量具、仪器仪表测量结果的准确性、可靠性和统 一性，所以必须定期进行检验和校准。 4. 研究误差的目的是什么？ 答：就是要根据误差产生的原因、性质及规律，在一定测量条件下尽量减小误差，保证测量值有一定的可信度，将误差控制在允许的范围之内。 5. 测试和测量是什么样的关系？ 答：测试是测量和试验的全称，有时把较复杂的测量成为测试。 6. 结合自己的专业，举例说明测试技术的作用主要体现在哪些方面？ 答：测试技术涉及传感器、试验设计、模型理论、信号加工与处理、误差理论、控制工程和参数估计等内容。例如:温度的变化可以引起温度敏感元件（如：热敏电阻）阻值的变化，其阻值的变化量是可
以直接测量的。 7. 举例说明各种不同测量方法的实际应用。 答: 直接测量：用电压表测量管道水压，用欧姆表测量电阻阻值等。 间接测量：需要测量电阻R上消耗的直流功率P,可以通过直接测量电压U,电流I，而后根据函数关系P=UI，经过计算间接获得功率P。 组合测量：测量电阻器温度系数的测量。 8. 深入理解测量仪表的精度和灵敏度的定义？二者的区别？答：精度是 指测量仪表的读数或者测量结果与被测真值相一致 的程度。灵敏度表示测量仪表对被测量变化的敏感程度。 区别：精度是用精密度、正确度和准确度三个指标加以表征，而灵敏度是测量仪表指示值增量与被测量增量之比。 9. 精密度、正确度、准确度三者的不同含义是什么？答：精密度说明仪 表指示值的分散性，表示在同一测量条件下 对同一测量进行多次测量得到的测量结果的分散程度。 正确度说明仪表指示值与真值的接近程度。 准确度是精密度和正确度的综合反应。准确度高，说明精密度和正确度都高。 10. 结合例1.2.3 （图1.2.3 ）深入理解在实际测量过程中，仪表输入电阻（输入阻抗）选择的重要性。 答：在此题中应选用输入阻抗尽可能大的电压表，输入阻抗大测量就小，否则造成的仪器误差会很大，所以在实际测量中，应选择合适的仪表输入电阻，否则会造成误差很大甚至使测量结果失去实际意义。
大学物理实验试题（一） 一、单项选择题（每小题3分，共10小题） （1）.在光栅测量波长的实验中，所用的实验方法是[ ] （A）模拟法（B）干涉法（C）稳态法（D）补偿法 （2）.用箱式惠斯登电桥测电阻时，若被测电阻值约为4700欧姆，则倍率选[ ]（A）（B）（C）10 （D）1 $ （3）.用某尺子对一物体的长度进行15次重复测量，计算得A类不确定度为0.01mm，B类不确定度是0.6mm，如果用该尺子测量类似长度，应选择的合理测量次数为 （A）1次（B）6次（C）15次（D）30次 （4）.用惠斯登电桥测电阻时，如果出现下列情况，试选择出仍能正常测 量的情况[ ] （A）有一个桥臂电阻恒为零（B）有一个桥臂电阻恒为无穷大 （C）检流计支路不通（断线）（D）电源与检流计位置互换 （5）.研究二极管伏安特性曲线时，正确的接线方法是[ ] （A）测量正向伏安特性曲线时用外接法；测量反向伏安特性曲线时用内接法（B）测量正向伏安特性曲线时用内接法；测量反向伏安特性曲线时用外接法（C）测量正向伏安特性曲线时用内接法；测量反向伏安特性曲线时用内接法 ) （D）测量正向伏安特性曲线时用外接法；测量反向伏安特性曲线时用外接法 （6）.在测量钢丝的杨氏模量实验中，预加1Kg砝码的目的是[ ] （A）消除摩擦力（B）使系统稳定 （C）拉直钢丝（D）增大钢丝伸长量 （7）.调节气垫导轨水平时发现在滑块运动方向上不水平，应该[ ] （A）只调节单脚螺钉（B）先调节单脚螺钉再调节双脚螺钉（C）只调节双脚螺钉（D）先调节双脚螺钉再调节单脚螺钉（8）.示波管的主要组成部分包括[ ]
（A）磁聚集系统、偏转系统、显示屏（B）电子枪、偏转系统、显示屏（C）电聚集系统、偏转系统、显示屏（D）控制极、偏转系统、显示屏 @ （9）.分光计设计了两个角游标是为了消除[ ] （A）视差（B）螺距差（C）偏心差（D）色差 （10）.用稳恒电流场模拟静电场实验中，在内电极接电源负极情况下，用电压表找等位点与用零示法找等位点相比，等位线半径[ ] （A）增大（B）减小（C）不变（D）无法判定是否变化 二、判断题（每小题3分，共10小题） （1）、准确度是指测量值或实验所得结果与真值符合的程度，描述的是测量值接 近真值程度的程度，反映的是系统误差大小的程度。（） （2）、精确度指精密度与准确度的综合，既描述数据的重复性程度，又表示与真 值的接近程度，反映了综合误差的大小程度。（） （3）、系统误差的特征是它的有规律性，而随机的特怔是它的无规律性。（）（4）、算术平均值代替真值是最佳值，平均值代替真值可靠性可用算术平均偏差、标准偏差和不确定度方法进行估算和评定。（） （5）、测量结果不确定度按评定方法可分为A类分量和B类分量，不确定度A 类分量与随机误差相对应，B类分量与系统误差相对应。（） ） （6）、用1/50游标卡尺单次测量某一个工件长度，测量值N=10.00mm，用不确 定度评定结果为N =（±）mm。（） （7）、在测量钢丝的杨氏弹性模量实验中，预加1Kg砝码的目的是增大钢丝伸长量。（） （8）、利用逐差法处理实验数据的优点是充分利用数据和减少随机误差。（）（9）、模拟法可以分为物理模拟和数学模拟，因为稳恒电流场和静电场的物理本 质相同，所以用稳恒电流场模拟静电场属于物理模拟。（） （10）、系统误差在测量条件不变时有确定的大小和正负号，因此在同一测量条 件下多次测量求平均值能够减少或消除系统误差。（） 三、填空题（每空3分，共10空） （1）．凡可用仪器或量具直接测出某物理量值的测量，称 1 测量； 凡需测量后通过数学运算后方能得到某物理量的测量，称 2 测量。（2）．有效数字的位数越多，说明测量的精度越 3 ；换算单位时， 有效数字的 4 保持不变。 （3）．由 5 决定测量结果的有效数字是处理一切有效数字问题的总的根据和原则。 （4）．迈克尔逊干涉仪实验中，在测量过程中，读数轮只能朝一个方向旋转，不能
1.下图为实验中用到的运放LM324的引脚排布图，下列有关该运放的说法错误的是：( ) A.运算放大器工作时，引脚4接电源负极，引脚11接电源正极 B.实验中利用运算放大器高电压增益的特性，将其用作电压比较器 C.该运放的最高输出电压略小于电源电压 D.引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端，引脚1为输出端 （提交答案：A 判题：√ 得分：10分） NTC热敏电阻阻值R随温度T变化的规律可近似表示为 ，其阻值大小与下列哪个参数无关 A.环境温度 B.材料常数 C.标称阻值即25℃时热敏电阻的阻值 D.直流稳压电源电压值 （提交答案：D 判题：√ 得分：10分） 下列不属于巨磁阻应用的是（） A.安保的门禁系统 B.汽车发动机转速测量 C.电脑硬盘磁头
D.商品二维码 （提交答案：A 判题：╳ 得分：0分） 巨磁阻效应与微观电子学的理论有关，下列关于电子自旋与散射的说法正确的是（） A.材料几何尺度越小，电子在边界上的散射几率越小 B.电子的自旋与外磁场平行耦合时，散射几率小 C.电子的散射几率越大，相对的材料电阻越大 D.电子的自旋与材料磁化方向反平行耦合时，相对的材料电阻大 （提交答案：C 判题：√ 得分：10分） .在多普勒效应综合实验中，测量室温是为了（） A.控制皮带的松紧 B.计算超声波速度 C.计算电路中电阻阻值 （提交答案：B 判题：√ 得分：10分） 关于多普勒效应下列说法正确的是( ) A.多普勒效应是英国物理学家牛顿首先发现的 B.发生多普勒效应时,波源的频率变化了 C.发生多普勒效应时,观察者接收的频率变化了 D.多普勒效应发生在波源与接收器相对静止的时候 （提交答案：B 判题：╳ 得分：0分）