物理实验课本习题及解答(供参考)
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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。
高中物理《物理实验》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.如图所示为双缝干涉的实验装置,图中有六个光学元件的名称空缺,关于它们的名称正确的是()A.②单缝③双缝⑥目镜B.①滤光片②双缝③遮光筒C.①单缝③双缝⑥毛玻璃D.②凸透镜③双缝④遮光筒2.关于数字计时器的说法正确的是()A.数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间B.数字计时器能记录物体通过一个光电门的位移C.数字计时器能记录物体先后两次经过光电门之间的时间D.数字计时器不能记录物体先后两次经过光电门之间的时间请阅读下述文字,完成下列小题。
频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。
在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。
如图所示是小球从零时刻开始自由下落的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04s闪光一次。
照片中的数字是闪光时刻小球所处的位置坐标值,单位是厘米。
3.下列物理量中,可以用来描述小球运动快慢的物理量是()A.位移B.速度C.路程D.时间4.小球在前0.08s内的平均速度大小为()A.0.3m/s B.0.4m/s C.0.8m/s D.0.16m/s5.小球在向下运动的过程中,小球的速度( )A .先增大后减小B .逐渐减小C .保持不变D .逐渐增大6.小球在向下运动的过程中,小球的重力势能( )A .逐渐增大B .逐渐减小C .保持不变D .先增大后减小7.小球在向下运动的过程中,小球的机械能( )A .逐渐增大B .逐渐减小C .保持不变D .先增大后减小8.某物体的长度在12 cm 到13 cm 之间,若用最小分度为1 mm 的刻度尺来测量,记录的结果的有效数字位数是( )A .4位B .3位C .2位D .1位 9.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到如图所示的纸带,其中A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为计数点,相邻两计数点间的时间间隔为T ,1x 、2x 、3x 、4x 、5x 、6x 分别为AB 、BC 、CD 、DE 、EF 、FG 的长度,下列用来计算打D 点时小车速度的表达式中误差最小的是( )A .34x x T + B .342x x T + C .23454x x x x T +++ D .162x x T+ 10.在用单摆测量重力加速度的实验中,下面的叙述正确的是( )A .摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且适当长一些B .摆球尽量选择质量小些、体积大些的C .为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆角较大D .用刻度尺测量摆线的长度l ,这就是单摆的摆长11.小明用如图的电路测量一节干电池的电动势和内阻,实验测量得到的电动势E '和内阻r '与电动势的真实值E 和内阻的真实值r 之间的大小关系,正确的是( )A .E E '<,r r '<B .E E '=,r r '>C .E E '<,r r '>D .E E '=,r r '<12.如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列说法正确的是( )A .滤光片应置于单缝和双缝之间B .拨杆的作用是为了调节缝的宽度C .把单缝与双缝的距离增大,干涉条纹间距减小D .把毛玻璃屏与双缝的距离增大,干涉条纹间距增大二、多选题13.关于打点计时器和打出的纸带,下列叙述中正确的是( )A .电火花打点计时器使用交流电,电磁打点计时器使用直流电B .纸带上点迹均匀,说明物体做匀速运动C .纸带上点迹变稀疏,说明物体做加速运动D .在做打点计时器测量速度的实验时,应先释放纸带,再接通电源14.如果打点计时器用50Hz 的交流电,下列说法中正确的是( )A .打点计时器的打点周期是0.02sB .每隔2个点取一个计数点,则计数周期为0.04sC .每隔5个点取一个计数点,则计数周期为0.1sD .每5个点取一个计数点,则计数周期为0.1s15.当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点迹,下列说法正确的是()A .点迹记录了物体运动的时间B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移大小C.点迹在纸带上的分布情况十分准确地记录了物体的运动情况D.点迹在纸带上的分布情况能准确反映物体的运动情况16.在做了“测定平行玻璃砖的折射率”的实验(如图)后,某同学得出下列几种结论中,说法正确的是()A.玻璃砖的宽度适当选大些B.入射角应尽量小些,防止在另一侧面发生全反射C.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些D.入射角越大越好,这样测量误差能尽可能的减小E.玻璃砖的折射率与入射角有关,入射角越大,测得折射率越大F.玻璃砖的折射率与入射角无关,入射角越大,折射角越大,但是入射角与折射角的正弦值的比值是一个常数G.玻璃砖的折射率与入射角无关,入射角越大,折射角越大,但是入射角与折射角的比值是一个常数三、填空题17.如图所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm 长50等分,它们的读数依次为____mm、____mm、____mm。
为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,某同学做了如下实验:在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热.下表是他的实验记录,根据实验记录回答下列问题:(1)分析比较______(填烧杯号)的实验记录,可得出的初步结论是:在质量和升高的温度相同时,不同物质吸收的热量不同.(2)分析比较1、2两烧杯的记录,可得出的初步结论是:______.(3)分析比较3、4两烧杯的记录,可得出的初步结论是:______.综合(1)、(2)、(3)中的结论,然后综合归纳可得出结论:物质温度升高时吸收热量的多少与______有关系.如图所示,用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中,会发现气筒的上部筒壁只是略有发热,而气筒的下部筒壁,特别是底部附近筒壁的温度较高,甚至烫手.对于筒壁发热现象,有两个方面的原因:a.打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加,升温的气体通过热传递使筒壁温度升高;b.打气过程中活塞与筒壁之间不断地摩擦生热使筒壁的内能增加、温度升高,但这两个使筒壁发热的原因中有一个是主要原因.根据上述筒壁发热现象的描述:(1)你猜想________是主要原因(填“a“或“b”);(2)你猜想的依据是:________________________________________下面是某小组同学进行降落伞比赛所记录的实验数据,请你帮他们完成实验后的分析与论证。
如图所示是小明同学利用一根粗细均匀的铅笔、刻度尺来测量细铁丝的直径.请你帮助小明完成下面的表格._____________________小亮在“长度的测量”实验中:(1)如图中圆的直径是________cm.(2)一条纸带厚薄均匀,他把纸带紧密地环绕在圆柱形铅笔上,直至恰好能套进一个圆环中,如图所示,纸带环绕了n圈,则纸带厚度是______(选填“A”或“B”).A. B.造纸厂生产的纸是紧密地绕成筒状的,如图所示是它的横截面.从它的标签上知道,纸的厚度为d.但是,要想知道纸的总长度有一定的困难.因为纸很薄且卷绕的很紧,所以无法数出卷绕的层数;又因为纸筒上卷绕的纸很长,不可能将纸全部放开拉直了再用尺测量.请你设计一个简易的测量方案,估测卷纸筒上所卷绕的纸的总长度L(用相应的字母表示您在测量过程中所测的量,最后写出计算纸的长度的表达式).____________根据下图完成以下题目:(1)如图所示,用刻度尺测量木块的长度,刻度尺分度值为________,则测量值为________cm,(2)如图所示,秒表的读数为________s.小明同时用两把尺测量一个小物件的长度,如图所示.请你帮他读数,A尺的读数为______,B尺的读数为______.比较结果,可以判断用______尺测量更精确.(1)测量物体长度有4点错误分别是___________(2)如图乙所示,所测铅笔的长度为_________ cm,“秒表”的示数是_________。
基础物理实验习题答案在基础物理实验中,习题通常涉及对物理概念的理解和实验数据的处理。
以下是一些可能的习题答案示例:习题一:测量物体的质量问题:如何使用天平测量物体的质量?答案:使用天平测量物体质量的步骤如下:1. 将天平放置在平稳的水平面上。
2. 调整天平的平衡,确保指针指向零位。
3. 将待测物体放在天平的一侧。
4. 在天平的另一侧添加或减少砝码,直到指针重新指向零位。
5. 记录砝码的总质量,即为物体的质量。
习题二:计算匀加速直线运动的加速度问题:如果一个物体从静止开始,经过4秒内移动了12米,求其加速度。
答案:根据匀加速直线运动的第二公式:\[ s = ut + \frac{1}{2}at^2 \]其中,\( s \) 是位移,\( u \) 是初速度,\( t \) 是时间,\( a \) 是加速度。
由于物体从静止开始,所以 \( u = 0 \)。
将已知数值代入公式:\[ 12 = 0 \times 4 + \frac{1}{2}a \times (4)^2 \]\[ 12 = 8a \]\[ a = \frac{12}{8} = 1.5 \, \text{m/s}^2 \]习题三:计算物体的动量问题:一个质量为2千克的物体以3米/秒的速度移动,其动量是多少?答案:动量 \( p \) 由以下公式给出:\[ p = mv \]其中,\( m \) 是质量,\( v \) 是速度。
将已知数值代入公式:\[ p = 2 \, \text{kg} \times 3 \, \text{m/s} = 6 \, \text{kg} \cdot \text{m/s} \]习题四:计算力的大小问题:如果一个物体受到一个垂直于其表面的力,其大小为50牛顿,求该力对物体做功的大小,如果物体移动了2米。
答案:功 \( W \) 由以下公式给出:\[ W = Fd \]其中,\( F \) 是力,\( d \) 是位移。
大学物理实验第二版第3册课后练习题含答案前言大学物理实验是大学物理的重要组成部分,通过实验可以加深对物理知识的理解,并培养实验能力和科学精神。
掌握大学物理实验的技能对学生未来从事相关领域的工作和研究具有重要的帮助。
本文将为大家提供大学物理实验第二版第3册的课后练习题,其中还包含了答案供大家参考。
课后练习题实验一答案1.望远镜通过调节焦距可以使得远处的物体像变清晰。
2.擦拭物镜和目镜的透镜,调节合适焦距即可。
3.(略)实验二答案1.$sin\\theta_1=n \\cdot sin\\theta_2$2.$n=\\frac{sin\\theta_1}{sin\\theta_2}=1.48$3.(略)实验三答案1.声压级L的单位是分贝,$L=10log\\frac{p}{p_0}$,其中p0为参考压强,$p_0=2 \\times 10^{-5} Pa$。
2.$L_2-L_1=10log\\frac{p_2}{p_1}=10log\\frac{d_1^2}{d_2^2}=10log(\\frac{0 .58^2}{1.00^2})=-4.07dB$3.分贝的单位不仅可以用于声压级的表示,也可以用于其他物理量的表示,如电压、功率等。
实验四答案1.通过调节功率可以控制液晶显示屏的亮度,使其达到最佳显示效果。
2.(略)3.在夜晚使用液晶显示屏的亮度应该适当降低,以免刺眼的光线照射到车外影响其他驾车人的视线。
实验五答案1.环状光路的长度为$L=2\\pi r$。
2.通过调节镜头位置可以改变光路的长度,从而改变干涉条纹的位置和数量。
3.(略)实验六答案1.通过调节球面镜、平面镜的位置,以及反光板的角度可以改变光路的长度、方向,从而实现干涉实验。
2.洛伦兹-费歇实验可以测量电子的速度和能量。
3.(略)结语本文为大家提供了大学物理实验第二版第3册的课后练习题,其中还包含了答案供大家参考。
希望本文能够帮助大家更好地掌握物理实验的知识和技能。
试题物理实验题目与详解一、材料准备本实验所需材料如下:1. 滑轮:一个小型滑轮,用于转动和调整绳线的方向。
2. 弹簧:一根细长的弹簧,用于悬挂重物。
3. 绳子:一段绳子,用于连接重物和滑轮。
二、实验目的本实验旨在探究滑轮的作用和弹簧的弹性特性。
三、实验步骤1. 将滑轮固定在实验台上,确保其可以自由旋转。
2. 将弹簧的一端固定在固定点上,另一端悬挂一个重物。
3. 将绳子固定在滑轮上,并将其另一端连接到悬挂的重物上。
4. 通过扳动滑轮,调整绳子的方向,使其与弹簧保持垂直。
四、实验原理1. 滑轮的作用:滑轮可以改变力的方向,使作用在绳子上的力能够垂直作用于弹簧上,增大弹簧的拉伸长度,从而探究力的传递和分解。
2. 弹簧的弹性特性:当弹簧受到外力拉伸或压缩时,会产生弹性变形,在外力消失后弹簧会恢复原状。
本实验中,通过调整重物的质量和绳子的方向来改变作用在弹簧上的力,探究弹簧的拉伸和弹性恢复过程。
根据胡克定律,弹簧的拉力与其成比例。
五、实验结果与分析根据实验步骤进行操作后,我们观察到以下现象:1. 当扳动滑轮使绳子方向与弹簧保持垂直时,重物对弹簧的拉伸长度较大。
2. 当扳动滑轮使绳子方向与弹簧呈夹角时,重物对弹簧的拉伸长度减小。
根据实验原理,我们可以得出以下结论:1. 滑轮的作用确实改变了力的方向,使作用在绳子上的力能够垂直作用于弹簧上。
这增大了弹簧的拉伸长度,进一步验证了力的传递和分解原理。
2. 弹簧的弹性特性得到了验证。
当重物对弹簧施加拉力时,弹簧发生了弹性变形。
通过调整绳子的方向,我们可以改变作用在弹簧上的拉力大小。
六、实验结论本实验通过使用滑轮和弹簧,探究了滑轮的作用和弹簧的弹性特性。
实验结果表明,滑轮能够改变力的方向,弹簧在受力后会产生弹性变形。
这些结果与实验原理相符,验证了力的传递和分解原理以及弹簧的弹性特性。
七、实验拓展1. 可以通过改变滑轮的半径或使用不同的滑轮,进一步研究力的传递和分解原理。
物理实验参考答案物理实验参考答案在学习物理的过程中,实验是不可或缺的一部分。
通过实验,我们可以亲自动手,观察现象,验证理论,加深对物理知识的理解。
然而,有时候我们在进行实验时会遇到一些困惑,不知道如何正确操作或者如何解释实验结果。
因此,提供一些物理实验的参考答案是非常有必要的。
1. 镜子中的图像实验目的:观察平面镜和凸透镜的成像特点。
实验步骤:将平面镜或凸透镜放在桌子上,放置一个物体在镜子或透镜的前方。
移动物体的位置,观察图像的变化。
实验结论:对于平面镜,物体与图像的位置关系是对称的,图像与物体的大小相等;对于凸透镜,物体在透镜前方时,图像是倒立的,物体与图像的大小关系是倒置的。
2. 牛顿第二定律实验目的:验证牛顿第二定律。
实验步骤:将一块弹簧挂在固定的支架上,将物体挂在弹簧上方,使其处于静止状态。
然后,用手拨动物体,观察物体的运动情况。
实验结论:根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
在实验中,当我们用力拨动物体时,物体会受到一个向下的重力和一个向上的弹簧力,因此物体会上下振动。
3. 热传导实验目的:观察不同材料的热传导性质。
实验步骤:准备三根相同长度的金属棒,分别用铜、铁和铝制成。
在一端加热金属棒,观察另一端的温度变化。
实验结论:不同材料的热传导性质不同。
铜的热传导性能最好,温度变化最明显;铁次之,铝最差。
这是因为铜中的自由电子较多,能够更快地传递热量。
4. 光的折射实验目的:观察光在不同介质中的折射现象。
实验步骤:将一根铅笔放在透明容器中,注入水或者油。
观察铅笔在容器中的形状和位置。
实验结论:当光从一种介质进入另一种介质时,会发生折射现象。
在实验中,我们可以观察到铅笔在水中看起来弯曲,这是因为光在水和空气之间的折射造成的。
5. 电流的方向实验目的:验证电流的方向。
实验步骤:将一个电池和一个灯泡连接起来,观察灯泡是否亮起。
实验结论:电流的方向是从正极流向负极。
练习(教材30页)一.按照不确定度及有效数字规定,改正以下错误,并指出各为几位有效数字?(1)0025.00001.1± 改为;1.000±0.002 4位 (2)045.0575.2± 改为:2.58±0.04 3位 (3)mm cm 28028= 改为:28cm=2.8×10 2mm 2位 (4)149917501± 改为:(1.8±0.1)×10 4 2位 (5)5310510840.1--⨯±⨯ 改为:(1.84±0.05)×10-3 3位 注意:1、测量结果的正确表示:测量不确定度一般取一位有效数字,且测量结果的有效数字的最后一位应与测量不确定度所在位对齐(如上题(1)改正后的表示)2、有效数字位数取舍时遵循:“四舍五入,尾数凑偶”的原则(如(2)改后表示)。
3、有效数字位数与十进制单位无关,,故(3)题转换单位后仍为2位有效数字。
4、除测量结果正确表示之外,对较大、较小得数采取科学计数法。
二.按有效数字运算法则,计算下列各题。
3.1754.98)1(+5.250.107)2(-5.6799)3(⨯30.11956.02598)4(⨯ 65.41815sin )5(/000.10)00.7700.78()412.46.5(0.100)6(⨯-+⨯解:有效数字运算规则:间接测量量结果的有效数字最终应由测量不确定度的所在位来决定。
这是有效数字运算的基本原则。
若进行有效数字的简化运算,其规则见课本23页,若不进行简化运算,按基本原则运算,则应如下进行:(1)令x=98.754,y=1.3 则u x =0.001,u y =0.1 N=x+y 故:1.01.0001.02222≈+=+=y x N u u u∴98.754+1.3=100.1(2)107.50-2.5=105.0 过程同(1)(3)令x=799,y=6.5,N=xy 则u x =1,u y =0.1015.0)()(22=+=yu x uN u y x N u N =N ×0.015=8×10 故799×6.5=5.19×103(4) 过程同(3)z y xN ⋅=008.0)()()(222=++=zu y u x u N u z y x N∴u N =N ×0.008=8×10 ∴410022.130.11956.02598⨯=⨯(5) 令'1815sin )(ox f =,y=4.65 则其中u x =1′,u y =0.01 其中注意:要将1’化为弧度。
高中物理《物理实验》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.某人用刻度尺去测量一个物体的长度,共测量4次,测得数据分别为1.42cm、1.43cm、1.42cm、1.44cm,物体长度的测量结果应为()A.1.4275cm B.1.427cm C.1.43cm D.1.4cm2.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:用游标为20分度的卡尺测量其长度如图所示,由图可知其长度L为()A.50.30mm B.50.15mm C.50.25mm D.50.2mm3.数字0.0010有几位有效数字A.1 B.2 C.3 D.44.用10分度的游标卡尺测量某物体长度,测得的读数如图所示,则该物体的长度为()A.1.7mm B.1.37mm C.1.2mm D.13.7mm5.某同学测量一个圆柱体工件的电阻率,分别使用游标卡尺、螺旋测微器测量圆柱体工件的长度、直径,某次测量的示数分别如图甲,乙所示,下列各选项中读数都正确的是()A.4.83cm、5.313mm. B.5.03cm、5.313mmC.4.83cm、5.813mm D.5.03cm、5.813mm6.用20分度的游标卡尺测量某物体长度,测得读数如图所示,则物体的长度为()A.20.30mm B.20.30cm C.20.3mm D.21.30mm7.下列读数中正确的是()A. 2.5cmB.11.18mmC. 5.2cmD. 4.815mm8.由于钢的热胀冷缩,用同一把钢制刻度尺去测量同一块玻璃,在冬天和在夏天的测量结果比较()A.一样大B.冬天的测量结果大一些C.夏天的测量结果大一些D.无法判定二、多选题9.测量误差可分为系统误差和偶然误差,属于系统误差的有()A.由于电表存在零点读数而产生的误差B.由于多次测量结果的随机性而产生的误差C.由于量具没有调整到理想状态,如没有调到垂直而引起的测量误差D.由于实验测量公式的近似而产生的误差。
物理实验习题与解答物理实验练习题物理实验中心学生实验守则一.每次实验前,必须认真做好预习,经实验指导老师质疑,不合格者不得进行实验。
二.遵守实验室规章制度,按实验要求着装进入实验室,不迟到,不早退,保持室内安静;不得喧哗、不准吸烟、不准随地吐痰和扔纸屑。
三.实验开始前,必须弄清仪器设备的使用方法和实验的注意事项等,如发现仪器工作不正常,要及时报告实验指导人员。
注意安全爱护公物,节约水电和器材;严格遵守实验操作规程,因违反操作程序和实验室制度造成仪器、设备、工具及有关设施损坏的,按西南石油学院有关规定处理;严禁私拿实验器材、设备,一经发现,从严处罚。
四.实验过程中,严格认真,实验数据要求尽量准确,记录数据应经实验指导人员检查;电类实验,其线路必须经过指导老师核对后方可接通电源开始实验;拆线时要先断开电源开关。
五.对实验结果要认真进行分析、计算和整理;及时按要求完成实验报告,报告一律用规定格式的实验报告纸填写,并按时送交指导教师,不合格者,必须重做。
六.实验结束,自觉整理好实验仪器、设备、工具,搞好清洁卫生,经值班人员许可,方能离开实验室。
绪论部分一、选择题1、依据获得测量结果方法的不同,测量可分两大类,即A:多次测量和单次测量B:等精度测量和不等精度测量 C:直接测量和间接测量 D:以上三种分类都正确2、以下哪个不属于物理实验A:利用卷尺测量物体的长度 B:利用弹簧秤称小铁块的重量 C:伽里略的斜塔实验D:爱因斯坦发现光的粒子性3、对一物理量进行等精度多次测量A:误差的平方和为最小B:测量值一定遵从正态分布 C:测量值一定遵从均匀分布 D:其算术平均值是误差为零的值4、对一物理量进行多次等精度测量,其目的是A:消除系统误差 B:消除随机误差 C:减小系统误差 D:减小随机误差25、以下说法正确的是A:多次测量可以减小随机误差 B:多次测量可以消除随机误差 C:多次测量可以减小系统误差 D:多次测量可以消除系统误差6、对一物理量进行等精度多次测量,其算术平均值是 A:真值B:最接近真值的值 C:误差最大的值 D:误差为零的值 7、测量结果的标准表达式为 X=X±U ,其含义为A:被测量必定等于或B:被测量可能等于或C:被测量必定在和之间D:被测量以一定概率落在或之间8、下列测量结果中,准确度最高的是A:L1=±㎝ B:L2=±㎝ C:L3=±㎝ D:L4=±㎝ 9、对某测量对象进行多次测量,测量结果为x?x?uc(x),其中uc(x)?uA(x)?uB(x) ,A.%B.95%C.% D.100%x?x?uc(x),其中uc(x)?uB(x)=10、对某测量对象进行单次测量,测量结果为A3,[x?uc(x),x?uc(x)]范围内概率为uB(x)为其B类不确定度。
物理实验试题及答案解析一、选择题(每题2分,共10分)1. 光的折射定律是由哪位科学家提出的?A. 牛顿B. 欧几里得C. 笛卡尔D. 斯涅尔答案:D2. 以下哪个选项不是描述光的偏振现象的?A. 光的振动方向与传播方向垂直B. 光的振动方向与传播方向平行C. 光的振动方向与传播方向成一定角度D. 光的振动方向可以任意变化答案:D3. 根据热力学第一定律,下列说法正确的是?A. 能量可以在不同形式间转换,但总量不变B. 能量可以在不同形式间转换,但总量减少C. 能量不可以在不同形式间转换D. 能量可以在不同形式间转换,但总量增加答案:A4. 在理想气体状态方程中,下列哪个物理量是温度的函数?B. 体积C. 摩尔数D. 温度答案:A5. 根据库仑定律,两个点电荷之间的力与它们的电荷量成什么关系?A. 正比B. 反比C. 无关D. 先正比后反比答案:A二、填空题(每题2分,共10分)1. 根据欧姆定律,电阻R、电压U和电流I之间的关系是:______。
答案:R = U/I2. 光速在真空中的速度是______ m/s。
答案:299,792,4583. 牛顿第二定律的表达式是:______。
答案:F = ma4. 绝对零度是指温度达到______ K。
5. 根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不引起其他变化,这称为______。
答案:卡诺效率三、简答题(每题5分,共15分)1. 描述一下什么是布朗运动,并解释它的意义。
答案:布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微小颗粒由于受到周围分子的随机碰撞而产生的无规则运动。
它的意义在于证明了分子的无规则运动,是分子动力学理论的重要实验依据。
2. 简述电磁感应定律的内容。
答案:电磁感应定律指出,当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中会产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。
3. 什么是光的干涉现象?请举例说明。
答案:光的干涉现象是指两束或多束相干光波在空间相遇时,由于波的叠加而产生明暗相间的条纹或光强分布不均的现象。
基础物理实验习题答案基础物理实验习题答案物理学作为一门自然科学,是研究物质和能量之间相互关系的学科。
在学习物理的过程中,实验是非常重要的一环。
通过实验,我们可以观察和验证物理定律,培养实践能力和科学思维。
下面,我将为大家提供一些基础物理实验习题的答案,希望能够对大家的学习有所帮助。
一、力学实验题答案1. 实验题:一个质量为2kg的物体以5m/s的速度水平运动,撞击到质量为3kg 的静止物体,两者发生完全弹性碰撞,求碰撞后两物体的速度。
解答:根据动量守恒定律,碰撞前后的动量总和保持不变。
设碰撞后两物体的速度分别为v1和v2,则有:2kg × 5m/s + 3kg × 0 = 2kg × v1 + 3kg × v210kg·m/s = 2kg × v1 + 3kg × v2由于是完全弹性碰撞,根据动能守恒定律,碰撞前后的动能总和也保持不变。
设碰撞后两物体的动能分别为E1和E2,则有:(1/2) × 2kg × (5m/s)^2 + 0 = (1/2) × 2kg × v1^2 + (1/2) × 3kg × v2^225J = 2kg × v1^2 + 3kg × v2^2解以上两个方程组,可以求得碰撞后两物体的速度。
2. 实验题:一个质量为0.5kg的物体以10m/s的速度竖直向上抛出,在抛出的过程中,受到重力的作用,求物体离地面最高点的高度。
解答:在抛体运动中,抛体在最高点的速度为0,根据动能守恒定律,物体在最高点的动能等于抛出时的动能。
设物体离地面最高点的高度为h,则有:(1/2) × 0.5kg × (10m/s)^2 = 0.5kg × g × h25J = 5N × h解以上方程,可以求得物体离地面最高点的高度。
九年级上册物理实验(一)探究影响导体电阻大小的因素小芳同学在探究“决定导体电阻大小的因素”时,做出了如下猜想:猜想①:在温度不变时,导体的电阻与导体的材料有关; 猜想②:在温度不变时,导体的电阻与导体的长度有关; 猜想③:在温度不变时,导体的电阻与导体的横截面积有关. 供她选择的导体如下表所示:她画出了如右图甲所示的电路图(M 、N 之间为导体),并正确连接了电路.请完成下列填空(只填序号):(1)要验证猜想①,小芳同学应选择的两段导体是_____; (2)要验证猜想②,小芳同学应选择的两段导体是_____; (3)要验证猜想③,小芳同学应选择的两段导体是_____; (4)电路中,电流表与小灯泡均可用于显示电流大小,你认为,两者中,选用________效果更好.在电路中接入小灯泡还可以起到防止________的作用. (5)有同学提出,要探究电阻与温度的关系.老师向同学们提供了一个废灯泡的灯芯(图14-2乙),请用这个灯芯设计一个实验来研究这个问题.要求: ①在图14-2乙中补全电路图.②说明操作、判断的方法和可能的结果.(二)探究欧姆定律如图所示是探究电流与电压、电阻关系的实验电路图。
(1)由于电路中电流的大小受多种因素的影响,所以我们在探究某一因素变化对电流的影响时,必须保持其它因素不变,即采用了法。
(2)实验探究分两步进行:a.保持_______不变,探究电流与电压的关系; b.保持_______不变,探究电流与电阻的关系。
(3)某步骤的实验中,第一次是把15Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为2.5V ,读取电流表示数;再把15Ω的电阻换成10Ω的电阻,继续进行实验……a )请你在下图中连接第一次实验所需的电路;序号 材料 长度/m 横截面积/mm 2A 镍铬合金 0.8 0.5B 锰铜 0.8 1C 锰铜 0.8 0.5D 锰铜 1.2 0.5-- 0.6 3 -- 3 15 15Ω 10Ω 5ΩC PD BAS甲 乙A 、C C 、DB 、C 控制变量 电阻 电压 小灯泡 电路短路b )当把15Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,电压表的示数将________;按照你连接的电路,详细叙述你接下来的操作过程: ___ _________ ____________。
初中物理探究实验题(含答案)本文档为初中物理探究实验题,提供了一些适合初中学生进行实验的题目,并附有相应的答案。
以下是题目及答案的列表:题目1:重量与质量的关系题目:在实验中,小明用天平测量了一个物体的重量为10N,质量为1kg。
请问,重量和质量之间是否存在某种关系?如果存在,请写出你的观察结果和理由。
在实验中,小明用天平测量了一个物体的重量为10N,质量为1kg。
请问,重量和质量之间是否存在某种关系?如果存在,请写出你的观察结果和理由。
答案:是的,重量和质量之间存在一种简单的线性关系。
重量是物体受到重力作用的结果,而质量是物体自身的属性,二者之间存在以下关系:重量 = 质量 ×重力加速度。
根据题目中给出的数据,我们可以计算出重力加速度约为10 m/s^2,所以重量和质量的计算结果相等。
是的,重量和质量之间存在一种简单的线性关系。
重量是物体受到重力作用的结果,而质量是物体自身的属性,二者之间存在以下关系:重量 = 质量 ×重力加速度。
根据题目中给出的数据,我们可以计算出重力加速度约为10 m/s^2,所以重量和质量的计算结果相等。
题目2:摩擦力的影响题目:小明在实验中发现,当他用力拉扯一个木块时,木块的移动速度和木块与地面之间的摩擦力有关。
请写出你对这一现象的观察结果和解释。
小明在实验中发现,当他用力拉扯一个木块时,木块的移动速度和木块与地面之间的摩擦力有关。
请写出你对这一现象的观察结果和解释。
答案:我们观察到,当木块与地面之间的摩擦力增大时,木块的移动速度变慢;相反,当摩擦力减小时,木块的移动速度增加。
这是因为摩擦力会阻碍物体的运动,使其难以克服阻力而移动。
当摩擦力较大时,木块需要更多的力才能克服阻力移动,因此速度较慢;而当摩擦力较小时,木块受到的阻力较小,移动速度较快。
我们观察到,当木块与地面之间的摩擦力增大时,木块的移动速度变慢;相反,当摩擦力减小时,木块的移动速度增加。
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:P462.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?答:遵守误差均分原理。
2.测钢丝直径时,为何在钢丝上、中、下三部位的相互垂直的方向上各测一次直径,而不是在同一部位采样数据?答:钢丝不可能处处均匀。
3.钢丝长度是杨氏模量仪上下两个螺丝夹之间的长度还是上端螺丝夹到挂砝码的砝码钩之间的长度?答:前者4.采用光放大办法测钢丝的微小伸长量时要测望远镜到标尺之间的距离L,请问,L 是指平面镜镜面到望远镜旁标尺的距离还是指平面镜镜面到望远镜物镜之间的距离?答:前者5.必须预加砝码使钢丝拉直,你能用什么办法判断需预加几个砝码?答:用图示法。
试验一示波器的使用1. 写出操作步骤(1)怎样迅速找出清晰的扫描线?推入电源,几秒钟后,显示屏上会出现扫描线,若无扫描线,为排除外界干扰,将CH1/CH2输入耦合方式选择键拨到GND接地,仔细调节垂直位移、水平位移、灰度旋钮找出扫描线并调制适中位置。
再调节聚焦、灰度旋钮是撒尿先细而清晰。
(2)怎样迅速调出稳定的波形?将CH1/CH2输入耦合方式选择键拨到AC(或DC),由输入端输入被测信号,选择合适的偏转因数,配合调节信号源输出幅度,使显示屏上波形适中。
调节扫描时间粗调和扫描时间细调使波形简单且相对稳定。
(3)怎样测定信号的幅度(AC,DC)?调出波形,调节Level触发电平,待波形稳定后,将波形调到正中。
之后将测量线一个移动到零点,一个移动到波形峰值处。
读出此时示波器的示数即可。
(4)怎样观测李萨如图形?将扫描时间粗调钮逆时针旋到底至于X-Y方式,触发源选择CHI或CH2,显示选择拨档开关选择CH1或CH2。
2. 某同学使用示波器测量电压和频率,结果测量值于真值相差很大(大于50%),试分析可能的原因。
电压差距大的原因:(1)偏转因数微调旋钮没有处于校准状态;(2)偏转因数微调旋钮向外拉出,信号在数值上扩大5倍。
测频率不准的原因:(1)时间扫描微调旋钮没有处于校准位置;(2)×10 MAG键被按下,信号在水平上扩大10倍。
3. 本实验中观测李萨如图形是,为什么图形总在变化?调控触发系统的各键钮能否是图形稳定?能观测到李萨如图形的条件是什么?X、Y两通道信号经过不同的硬件设备造成不同的时间延迟,两通道信号的相位差始终在变化,所以图形始终在变化。
不能。
能观测到李萨如图形的条件:(1)两通道信号都是稳定的正弦或余弦信号;(2)两通道信号的频率比满足简单的整数比;(3)将时间扫描粗条旋钮调制X-Y方式。
实验二单缝衍射光强分布1. 单缝衍射图样中明暗条纹的间距与那些因素有关?单缝缝宽a,衍射屏与接收屏的距离L,入射波长λ。
习题及解答1.指出下列情况属于随机误差、系统误差。
(1)螺旋测微计的零值误差 (2)视差(3)天平不等臂误差 (4)电表内阻产生的引入误差 (5)米尺刻度不均匀 (6)地磁的影响(7)杂乱电磁波对灵敏电流计的干扰 (8)电阻箱各旋钮的接触电阻影响(9)数字式仪表指示值最低位数字常常有±1的变化 解答:属于随机误差的有:7,9。
属于系统误差的有:1,3,4,6,8。
可能是随机,也可能是系统误差的有:5,2。
2.下列各量有几位有效数字?(1)794.9=g m/s 2(2)51001325.1⨯=p Pa (3)0005890.0=λmm (4)π(5)公式241HD V π=中的数字“4”解答:(1)4位。
(2)6位。
(3)4位。
(4)无穷位。
(5)无穷位。
4.按不确定度决定有效位数的原则改正下列错误(1)01410.00010.62± (2)4.025.1± (3)486.08.7±(4)5005.0=m mm (5)05.12600='rad (6)2105.1min 5.2⨯=s解答:(1)014.0001.62± (2)4.02.1± (3)5.08.7± (4)3105.05.0⨯=m mm(5)0472.12600=' rad (6)150min 5.2=s 6.用物理天平测量某物体的质量,数据如下:2.550 2.552 2.559 2.567 2.5642.558 2.563 2.561 2.560 2.557单位为克,天平感量(分度值)为0.05克。
试计算其平均值、标准偏差、不确定度,并表示出结果。
解答: g m n m ni i 5591.211==∑= ()g n m mm S ni ii 0052.01)(12=--=∑=() 2.5590.029p m m U m =±=±(g )7.按不确定度合成公式计算下列各量的合成不确定度,并完整表示结果。
《大学物理实验》第一册习题与思考题Exercises and thinking questions in the first volume of College Physics ExperimentChapter 1 experimental measurement uncertainty and data processing exercises1. points out which of the following are systematic errors, and which ones are accidental errors:A A. scale is not uniformB. experimenter biasC. scales are scaled by changes in temperatureD. minimum division after one meterC. vernier calipers are not zeroFriction of pointer of F. electric meterG. parallax2. the following values are expressed as standard numbers of valid numbers(1) the speed of light is =299792458100 meters per second(2) regongdangliang =4183000040000 ERG / card(3) specific heat 0.0017300.0005 card / gram degree;(4) the charge of electron is =4.803010-10. Accurate to 0.1%(5) 9876.52 accurate to 0.2%3.. Please indicate the correct valid figures of the following values in parentheses:(1) 3.467 + 0.2 ()(2) 746 + 2 ()(3) 0.002654 + 0.0008 ()(4) 6523.587 + 0.3 ()4. the following kinds of arithmetic operations are correct, but they do not take into account the problem of valid numbers. Assume that the last of the following values is estimated (suspicious). Please give valid numbers in parentheses to indicate the correct answer.(1) (1.732) (1.74) =3.01368 ();(2) (10.22) (0.0832) (0.41) =0.34862464 ();(3) ()(4) 628.7/7.8=80.6026 ()(5) (17.34-17.13) (14.28) =2.9988 ();5. expressions for calculating lower form results and their uncertainty.N=A+2B+C-5DSetting: A=38.2060.001cm B=13.24870.0001cmC=161.250.01cm D=1.32420.0001cm6. the diameter of a cylinder is (2.140.02) cm, and its cross sectional area is calculated.7., two component (10.200.04) cm and (3.010.03) cm, how to express the uncertainty when it is added? How do you express the uncertainty when multiplying?The 8. sides of a cube block is (10.3 + 0.2) cm, quality (8665 + 8) g, try representation for its density of uncertainty? The results are expressed in units of gram / centimeter.9. write the expressions for the uncertainty of the following functions, which are expressed in terms of arithmetic synthesis and geometric synthesis of uncertainty. (in the most appropriate way, choose one from uncertainty or relative uncertainty)(1)(2) of which is constant(3)(4)10. with a range of 125mm vernier caliper to measure a ball diameter 10 times, known as 0.02mm instrument minimum scale value, the maximum permissible error of the instrument in the instrument = 0.02mm, the measurement data are as follows:frequencyOneTwoThreeFourFiveSixSevenEightNineTen)Three point three twoThree point three fourThree point three sixThree point three zeroThree point three fourThree point three eightThree point three zeroThree point three twoThree point three fourThreeThirty-sixFor a series of measurements the average value and standard deviation, by a series of measurement A, class B and synthesis standard uncertainty.11. the experimental data of Young's modulus measured by elongation method, change the weight, measure the elongationof steel wire, and the data are as follows: frequencyOneTwoThreeFourFiveSixSevenEightZeroOneTwoThreeFourFiveSixSevenZeroOne point one oneTwo point two oneThree point two fiveFour point two fiveFive point two zeroSix point one fiveSeven point three oneThe slope is calculated by using the successive difference method, the mapping method and the computer linear fitting method, and the uncertainty is analyzed.12. the measurement of light speed in vacuum in the past years is as follows: the representation of the weight ratio and its uncertainty.Age worker method results (km / s) uncertainty (km / s)1907 Rosa, Dorsey Esu/emu 299784151928 Karolus Kerr box 299786151947 Essen resonant cavity 29979241949 Aslakson radar 299792.4 2.41951 Bergstant photoelectric range finder 299793.1, 0.261954 Froome microwave interferometer 299792.75, 0.31964, Rank, etc., band 299792.8, 0.41972 Bay equal frequency stabilized He-Ne laser 299792.462 0.0181973 adjustment, 299792.4580, 0.00121974 Blaney stabilized frequency CO2 laser 299792.4590 0.00061976 Woods 299792.4588 0.00021980 Baird stabilized frequency He-Ne laser 299792.4581 0.00191983 international agreement 299792.458 (accurate value)13. measuring the thickness of a thin plate with four kinds of instruments, the data are as follows, and the representation of the weight ratio and its uncertainty is given.(1) micrometer measured d1= (1.4030 + 0.0004)(2) d2= (1.4064 + 0.0003) was measured by microscope(3)The diameter gauge was d3= (1.4014 + 0.0002)(4) d4= (1.405 + 0.003) was measured by a light bar mirror14. determination of certain angle of a total of two times, the value of alpha 1 + r1=24 + 3.1 degrees 13 '36 ".andAlpha 2 + r2=24 + 13.8 degrees 13 '24 ", the power ratio and the uncertain degree of representation.15., a, B, two people use a goniometer to measure the surface angle of a crystal. The result is as follows. Try to find the weight ratio and the uncertainty expression of the result of the two person..Methyl ethyl24 23 40 24°′¨°23′30¨24 23 45 24°′¨°23′40¨24 23 30 24°′¨°23′50¨24 23 35 24°′¨°23′60¨24 23 36 24°′¨°23′20¨第三章基本实验习题与思考题一、长度和固体密度的测量思考题1。
1 实验7 分光计的调整与使用1. 本实验所用分光计测量角度的精度是多少?仪器为什么设两个游标?如何测量望远镜转过的角度?提示:①精度——仪器能读准的最小分度;②P.72最后一段;③参看P.69ϕ和min δ的测量式。
2.假设平面镜反射面已经和转轴平行,而望远镜光轴和仪器转轴成一定角度β,则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的?此时应如何调节?试画出光路图。
提示:反射的小十字像和平面镜转过180o 后反射的小十字像的位置不变,此时应该调节望远镜仰角螺钉,使十字反射像落在上十字叉3.假设望远镜光轴已垂直于仪器转轴,而平面镜反射面和仪器转轴成一角度β,则反射的小十字像和平面镜转过1800后反射的小十字像的位置应是怎样的?此时应如何调节?试画出光路图。
答:关于上叉丝上下对称。
调节载物平台的“调节螺钉”。
180o 后反射的小十字像的位置是一上一下,此时应该载物台下螺钉,直到两镜面反射的十字像等高,才表明载物台已调好.光路图如右上图所示: 4.对分光计的调节要求是什么?如何判断调节达到要求?怎样才能调节好?(1)对分光计调整的要求:a.望远镜、平行光管的光轴均垂直于仪器中心转轴;b.望远镜对平行光聚焦(即望远调焦于无穷远);c.平行光管出射平行光;(2)各部分调节好的判断标志① 望远镜对平行光聚焦的判定标志——从望远镜中同时看到分划板上的黑十字准线和绿色反射十字像最清晰且无视差。
(用自准直光路,调节望远镜的目镜和物镜聚焦)② 望远镜光轴与分光计中心转轴垂直的判定标志——放在载物台上的双面反射镜转180o 前后,两反射绿色十字像均与分划板上方黑十字线重合。
(用自准直光路和各半调节法调整)③ 平行光管出射平行光的判定标志——在望远镜调节好基础上,调节平行光管聚焦,使从调好的望远镜看到狭缝亮线像最清晰且与分划板上的黑十字线之间无视差。
(操作:把调节好的望远镜对准平行光管,调节平行光管物镜聚焦)④ 平行光管光轴与望远镜光轴共线并与分光计中心轴垂直的判定标志——使夹缝亮线像竖直和水平时能分别与望远镜分划板上的竖直黑十字线和中心水平黑十字线重合。
习题及解答
1.指出下列情况属于随机误差、系统误差。
(1)螺旋测微计的零值误差 (2)视差
(3)天平不等臂误差 (4)电表内阻产生的引入误差 (5)米尺刻度不均匀 (6)地磁的影响
(7)杂乱电磁波对灵敏电流计的干扰 (8)电阻箱各旋钮的接触电阻影响
(9)数字式仪表指示值最低位数字常常有±1的变化 解答:属于随机误差的有:7,9。
属于系统误差的有:1,3,4,6,8。
可能是随机,也可能是系统误差的有:5,2。
2.下列各量有几位有效数字?
(1)794.9=g m/s 2
(2)51001325.1⨯=p Pa (3)0005890.0=λmm (4)π
(5)公式24
1
HD V π=中的数字“4”
解答:(1)4位。
(2)6位。
(3)4位。
(4)无穷位。
(5)无穷位。
4.按不确定度决定有效位数的原则改正下列错误
(1)01410.00010.62± (2)4.025.1± (3)486.08.7±
(4)5005.0=m mm (5)05.12600='rad (6)2105.1min 5.2⨯=s
解答:(1)014.0001.62± (2)4.02.1± (3)5.08.7± (4)3105.05.0⨯=m mm
(5)0472.12600
=' rad (6)150min 5.2=s 6.用物理天平测量某物体的质量,数据如下:
2.550 2.552 2.559 2.567 2.564
2.558 2.563 2.561 2.560 2.557
单位为克,天平感量(分度值)为0.05克。
试计算其平均值、标准偏差、不确定度,并表
示出结果。
解答: g m n m n
i i 5591.21
1
==
∑= ()g n m m
m S n
i i
i 0052.01
)(1
2
=--=∑=
() 2.5590.029p m m U m =±=±(g )
7.按不确定度合成公式计算下列各量的合成不确定度,并完整表示结果。
(1)θsin 0L L =,其中)2030(),05.000.15(00'±'=±=θL
(2)212m m m +=,其中)0002.0583.1(,)03.075.12(21±=±=m g m g
(3)241
HD V π=,其中)001.0800.1(,)003.0684.12(±=±=D cm H cm
(4)I
U
R =,用1.0级电压表(3V 量程)测得49.2=U V ,用0.5级电流表(750mA 量程)
测得512.0=I A 解答:
(1) 50.75.000.15sin 0=⨯=⋅=θL L
取对数 θsin ln ln ln 0+=L L
则 001ln L L L =∂∂ θ
θ
θsin cos =∂∂L (2) g m m m 916.15221=+=-
(3) 32280.324
1
cm HD V ==π
取对数D H V ln 2ln ln 4
1
ln ln +++=π
则 H H V 1ln =∂∂ D D V 2
ln =∂∂
(4) )(84.4Ω==I
V
R
取对数 I V r ln ln ln +=
则 V V R 1ln =∂∂ I
I R 1
=∂∂
8.图解法确定拟合直线斜度的公式为121
2x x y y k --=其中),(111y x P 和),(222y x P 是为计算斜
度所选的两点。
试用不确定度合成规律分析证明,选点P 1和P 2应相距远些,斜率的图解结果更好。
解答:因为1
21
2x x y y k --= ,所以)ln()ln(ln 1212x x y y y ---= 而 ()()))(ln ())(ln ()ln ()ln (
11
222211222x u x k
x u x k y u y k y u y k E c c C C R ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂= 由此可见:当选点P 1和P 2应相距远些,分母变大,相对不确定度变小。
因此斜率的图解结果更好。
9.用单摆测定加速度,22
4T
l g π=。
(1)如果要求重力加速度的相对不确定度小于0.5%,试按误差等分配原则估计摆长l 和周期T 的最大允许测量不确定度; (2)如果用分度值为1mm 的米尺测量摆长l ,摆长要多长才能满足测量不确定度要
求?
(3)如果周期2≈T s ,用分度值为0.1s 的机械停表怎样才能使周期不确定度满足要求?
解答: (1),按误差等分配原则,有:22
2%)5.0())(2())((
<+T
T u l l u c c 即 2
005
.0))(2())((<=T T u l l u c c 故:%35.0))((<l l u c %17.0))((<T T u c
(2),如果取mm l u c 1)(= 则m l 6.1> (3),%17.0)
()(<=nT
t u t t u c c 故:17≥n 次
10.如图所示,要测量电阻R 上实际消耗的功率P 可以有三种方法,它是I U P =、R U 2和R I 2。
假若限定仪器条件,只能用0.5级电压表、1.0级电流表和0.2级电桥分别测量电压、电流和电阻,试选择测量不确定度最小的测量方案(单次测量,不计电表内阻影响)。
解答:由于单次测量,就要求电表指针偏转要超过满量程的
3
2。
另外对电表类仪器而言,它的不确定度分别为:3%5.03)(⨯==m c U A V u 3
%0.13)(⨯==m c I A
I u 如果用公式VI p = 则()()0167.0)ln ()ln (22=∂∂+∂∂=I u I
p
V u V p E C C p 如果用公式R
V p 2
= 则()()0153.0)ln ()ln (22=∂∂+∂∂=R u R p V u V p E C C p 如果用公式R I p 2= 则()()03.0)ln ()ln (
22=∂∂+∂∂=I u I
p
R u R p E C C p 由此可见,利用公式R
V p 2
=可使得相对不确定度更小,故选择此种方案最佳。
11.用自由落体法测重力加速度,测量数据如下: S ,c m 5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
40.0
60.0
100.0
t ,s
0.096 0.137 0.172 0.195 0.224 0.243 0.281 0.348 0.448
已知 2
02
1gt t v S +
=,试用平均法或图解法求出该经验公式。
解答:将数据代入2
02
1gt t v S +
= 中,可得如下方程组: 由此可得:1458.02
1
842.00.750⨯+=g v
解之,得:00.068/v m s = 29.71/g m s =
12.用等厚干涉法(牛顿环)测量光波波长,测量原理为
2
41k D R
k =
λ(k=0,1,2,…)
其中D 是第k 级暗环的直径,R 是牛顿环装置中透镜的曲率半径。
测量数据如下表:
R 为1.500m 。
试用平均法或逐差法计算入射光的波长。
解答:由2
41k
D R
k =λ推出)
(42
2n m R D D n
m --=λ
由 222D D D δ=- 得:
计算得出:2220812.88mm D D n m =-
故:2253
0.671088.0812 5.9014104()
m n D D mm A R m n λ--=
=⨯⨯=⨯-o 查表得知:a N 黄1为0
3
10896.5A ⨯ 。
由此可见,该测量还是有误差,但相对误差很
小。
%084.0896
.5896
.5901.5=-=E。