大学物理实验 唐文强 韦名德 杨端翠等编(课后练习题目和答案)

物理实验部分习题参考答案：一、题目：⒈按照误差理论和有效数字运算规则改正错误：⑴ cm 02.0345.10）（±=d⑵ s 5.40.85）（±=t⑶ 2911N/m )1079.51094.1(⨯±⨯=Y⑷ m 2mm 2000=⑸ 5625.125.12=⑹ 233101)00.6(6161⨯===ππd V⑺ 6000006.116.121500400=-⨯3. 按有效数字运算规则计算下列各式：⑴ =++6386.08.7537.343⑵ =--54.76180.845.88⑶ =⨯+-⨯25100.10.51092.6⑷ =÷⨯0.17155.32.91⑸ =÷-+001.2)47.0052.042.8(⑹ =⨯⨯0.3001.32π⑺ =÷-22.100)230.10025.100(⑻ =+--⨯)001.000.1)(0.3103()3.163.18(00.50 5.计算下列数据的算术平均值、标准偏差及平均值的标准偏差，正确表达测量结果（包括计算相对误差）。

⑴ cm /i l ：3.4298，3.4256，3.4278， 3.4190，3.4262，3.4234，3.4263，3.4242，3.4272，3.4216;⑵ s /i t :1.35，1.26，1.38，1.33，1.30，1.29，1.33，1.32，1.32，1.34，1.29，1.36； ⑶ g /i m ：21.38，21.37，21.37，21.38，21.39，21.35，21.36。

6.用算术合成法求出下列函数的误差表达式（等式右端未经说明者均为直接测得量，绝对误差或相对误差任写一种）。

⑴ z y x N 2-+=； ⑵ )(222B A k Q +=,k 为常量； ⑶ F D c B A N 21)(12--=； ⑷ b a ab f -=， （b a ≠）；⑸ A B A f 422-=； ⑹ 21212⎪⎭⎫ ⎝⎛=r r I I ； ⑺ t VV α+=10，α为常量； ⑻ ri n sin sin =。

大学物理实验习题和答案（整理版）第一部分：基本实验基础1．（直、圆)游标尺、千分尺得读数方法。

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得关系。

答:感量得倒数称为天平得灵敏度。

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:保护天平得刀口。

３．检流计１．哪些用途？使用时得注意点？如何使检流计很快停止振荡？答:用途:用于判别电路中两点就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:先估计待测量得大小，选稍大量程试测,再选用合适得量程。

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,读测值差异得原因？答:不同欧姆档,内阻不同,输出电压随负载不同而不同。

二极管就是非线性器件,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得区别?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,接上得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.箱式电桥倍率得选择方法。

答：尽量使读数得有效数字位数最大得原则选择合适得倍率。

9.逐差法什么就是逐差法，其优点?答：把测量数据分成两组,每组相应得数据分别相减，然后取差值得平均值。

优点:每个数据都起作用,体现多次测量得优点。

10.杨氏模量实验1.为何各长度量用不同得量具测?答:遵守误差均分原理。

2．测钢丝直径时，为何在钢丝上、中、下三部位得相互垂直得方向上各测一次直径，而不就是在同一部位采样数据？答:钢丝不可能处处均匀。

3.钢丝长度就是杨氏模量仪上下两个螺丝夹之间得长度还就是上端螺丝夹到挂砝码得砝码钩之间得长度?答:前者4.采用光放大办法测钢丝得微小伸长量时要测望远镜到标尺之间得距离L，请问,L就是指平面镜镜面到望远镜旁标尺得距离还就是指平面镜镜面到望远镜物镜之间得距离?答:前者5.必须预加砝码使钢丝拉直,您能用什么办法判断需预加几个砝码?答：用图示法。

教育技术专业《大学物理实验》课后部份习题答案控制电路的研究（PASCO 综合性实验）1．在限流和分压实验中，当连接完电路准备通电前，应使滑动头C 移到哪一端？为什么？（P191思考题） 答：如图1所示，在限流实验中，当连接完电路准备通电前，应使滑动头C 移到B 端，使限流有效电阻最大，可让回路中电流从小变到大。

如图2所示，在分压实验中，当连接完电路准备通电前，应使滑动头C 移到A 端，使分压有效电阻最小，可控制电压从小变到大。

2． 有人说，分压电路是用来控制电压，限流电路是用来控制电路电流的，你认为这种说法对吗？（P191思考题）答：这种说法太片面。

因为，分压电路控制范围：V 是0E →，I 是00E R →。

限流电路控制范围：V 是00R E E R R →+，I 是00E E R R R →+。

所以，无论是分压还是限流控制电流，都能进行控制电路的电压和电流，只是在具体电路中，控制程度不同。

霍尔效应效应及其磁场的测量1、什么是霍尔效应？采用霍尔效应测量磁场时，要测量哪些物理量？答：①导体或半导体薄膜材料在外加电场作用下，载流子产生定向运动，运动的电荷在磁场中受到洛仑兹力作用使电荷产生横向的偏转，由于样品有边界，所以偏转的载流子将在边界积累起来，产生一个横向电场，这种现象就是霍尔效应。

②霍尔电压B I K U S H H =，对于一定的霍尔元件，其灵敏度H K 是一个常量，已测量；因此，采用霍尔效应测量磁场时，需要测量霍尔电流S I 和对应的磁感应强度B 两个物理量。

2、使用霍尔效应测量磁场时，如何消除其副效应的影响？答： 使用霍尔效应测量磁场时，可以采用对称测量法消除副效应的影响。

选择电流和磁场的四种取向组合),(S I B ++、),(S I B -+、),(S I B --、),(S I B +-测得四组电压值1U 、2U 、3U 、4U ，再根据下式算出霍尔电压值44321U U U U U H -+-=。

《大学物理学》课后习题参考答案习 题11-1. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为)ωt sin ωt (cos j i +=R r其中ω为常量．求：（1）质点的轨道；(2)速度和速率。

解：1） 由)ωt sin ωt (cos j i +=R r 知t cos R x ω= t sin R yω=消去t 可得轨道方程 222R y x =+2） j rv t Rcos sin ωωt ωR ωdtd +-==i R ωt ωR ωt ωR ωv =+-=2122])cos ()sin [(1-2. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为j i r )t 23(t 42++=，式中r 的单位为m ，t 的单位为s .求：（1）质点的轨道；（2）从0=t 到1=t 秒的位移；（3）0=t 和1=t 秒两时刻的速度。

解：1）由j i r)t 23(t 42++=可知2t 4x = t 23y +=消去t 得轨道方程为：2)3y (x -=2）j i rv2t 8dtd +==j i j i v r 24)dt 2t 8(dt 11+=+==⎰⎰Δ3） j v 2(0)= j i v 28(1)+=1-3. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为j i rt t 22+=，式中r 的单位为m ，t 的单位为s .求：（1）任一时刻的速度和加速度；（2）任一时刻的切向加速度和法向加速度。

解：1）j i rv2t 2dtd +==i va2dtd ==2）212212)1t (2]4)t 2[(v+=+= 1t t 2dtdv a 2t+==n a ==1-4. 一升降机以加速度a 上升，在上升过程中有一螺钉从天花板上松落，升降机的天花板与底板相距为d ，求螺钉从天花板落到底板上所需的时间。

解：以地面为参照系，坐标如图，升降机与螺丝的运动方程分别为20121at t v y += （1） 图 1-4 20221gt t v h y -+= （2）21y y = （3）解之t=1-5. 一质量为m 的小球在高度h 处以初速度0v 水平抛出，求： （1）小球的运动方程；（2）小球在落地之前的轨迹方程； （3）落地前瞬时小球的td d r，td d v ，tv d d . 解：（1） t v x0= 式（1）2gt 21h y -= 式（2）j i r )gt 21-h (t v (t)20+=（2）联立式（1）、式（2）得 22v 2gx h y -=（3）j i rgt -v t d d 0= 而 落地所用时间 gh 2t =所以j i r 2gh -v t d d 0= j v g td d -= 2202y 2x )gt (v v v v-+=+=212220[()]g t dvdt v gt ==+1-6. 路灯距地面的高度为1h ，一身高为2h 的人在路灯下以匀速1v 沿直线行走。

大学物理实验教材课后思考题答案一、转动惯量：1．由于采用了气垫装置，这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度，可以忽略不计。

但如果考虑这种阻尼的存在，试问它对气垫摆的摆动（如频率等）有无影响？在摆轮摆动中，阻尼力矩是否保持不变？答：如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在，气垫摆摆动时频率减小，振幅会变小。

（或者说对频率有影响，对振幅有影响）在摆轮摆动中，阻尼力矩会越变越小。

2．为什么圆环的内、外径只需单次测量？实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素？答：圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多，使用相同的测量工具测量时，相对误差较小，故只需单次测量即可。

（对测量结果影响大小）实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。

（或者阻尼力矩的影响、摆轮是否正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等）3．试总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点？答：原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小了阻尼力矩。

三、混沌思考题1.有程序（各种语言皆可）、K值的取值范围、图 +5分有程序没有K值范围和图 +2分只有K值范围 +1分有图和K值范围 +2分2.（1）．混沌具有内在的随机性：从确定性非线性系统的演化过程看，它们在混沌区的行为都表现出随机不确定性。

然而这种不确定性不是来源于外部环境的随机因素对系统运动的影响，而是系统自发产生的（2）．混沌具有分形的性质（3）．混沌具有标度不变性（4）．混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性：对具有内在随机性的混沌系统而言，从两个非常接近的初值出发的两个轨线在经过长时间演化之后，可能变得相距“足够”远，表现出对初值的极端敏感，即所谓“失之毫厘，谬之千里”。

答对2条以上+1分，否则不给分，只举例的不给分。

四、半导体PN 结（1）用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量11610~10--A 电流，有哪些优点?答：具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。

大学物理实验作业习题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN作业习题第一部分：力学部分1、长度、密度测量⑴使用游标时，怎样识别它的精度？⑵如何从卡尺和螺旋测微计上读出被测的毫米整数和小数？⑶用静力秤衡法测固体密度，在秤浸入液体中的固体质量时，能否让固体接触烧杯壁和底部，为什么？⑷如要测定一块任意形状的固体的密度，试选择一种实验方法，写出测量的步骤。

2 、三线悬盘测刚体转动惯量⑴为什么实验时必须要求两盘水平，三根悬线长度相等？⑵如何启动三线摆才能防止晃动？⑶为什么三线摆的扭转角不能过大？⑷仪器常数m0、m1、m2应选用什么仪器测量a和b分别表示什么距离为什么周期T要通过测量50周的时间50T计算得到，直接测量行吗为什么3、碰撞和动量守恒⑴分析实验过程中的守恒原理，动量和能量是否遵守同一守恒定律、你能给出什么结论？⑵比较以下实验结果：把光电门放在远离及靠近碰撞位置；碰撞速度大和小；正碰与斜碰导轨中气压大与小。

4 、拉伸法测杨氏模量⑴仪器调节的步骤很重要，为在望远镜中找到直尺的象，事先应作好哪些准备，试说明操作程序。

⑵如果在调节光杠杆和镜尺组时，竖尺有5度的倾斜，其它都按要求调节。

问对结果有无影响影响多大如果竖尺调好为竖直而小镜有5度的倾斜，对结果有无影响⑶本实验中各个长度量用不同的仪器（螺旋测微计、钢卷尺等）来测量是怎样考虑的，为什么？⑷利用光杠杆把测微小长度△L变成测D等量，光杠杆放大率为2D／l，根据此式能否以增加D减少1来提高放大率这样做有无好处有无限度应怎样考虑这个问题⑸加砝码后立即读数和过一会读数，读数值有无区别，从而判断弹性滞后对测量有无影响。

由此可得出什么结论？5、焦利氏秤测液体的表面张力系数⑴焦利氏秤的弹簧为什么要做成锥形？⑵实验中应注意哪些方面因素才能减小误差？6 、落球法测液体的粘滞系数⑴本实验中可能引起误差的因素有哪些？⑵本实验所采用的测液体粘滞系数的方法是否对一切液体都适用？⑶什么是雷诺系数？说明其物理意义，结合以上实验，分析其影响。

大学物理杨先卫上册课后答案1、31．在炎热的夏天，下列能有效降低室内气温的办法是（）[单选题] *A．关闭门窗，不让外界的热空气进来B．在地上洒一些水(正确答案)C．打开电风扇D．打开电冰箱的门，散出冷空气2、地面上的木箱必须持续用力推才能不停地向前运动，说明力是维持物体运动的原因[判断题] *对错(正确答案)答案解析：木箱受摩擦力3、63．下列说法中正确的是（）[单选题] *A．空气中细小的灰尘就是分子B．弹簧能够被压缩，说明分子间有间隙C．由于分子非常小，人们无法直接用肉眼进行观察(正确答案)D．把一块铜锉成极细的铜屑就是铜分子4、举重运动员把杠铃举在空中停三秒，此时运动员对杠铃的举力做功[判断题] *对错(正确答案)答案解析：有力无距离，不做功5、48．如图所示是甲和乙两种液体物质的质量和体积的关系图像，下列说法正确的是（）[单选题] *A．甲物质的密度比乙小B．体积为60cm3的乙物质的质量为48g(正确答案)C．质量为25g的甲物质的体积为30cm3D．甲和乙两种液体等体积混合后的密度小于1g/cm36、3．海绵受挤压发生形变，桌面受挤压不会发生形变．[判断题] *对错(正确答案)7、6．2015年诺贝尔物理学奖颁给了发现中微子振荡的两位科学家。

中微子是一种比电子还小的基本粒子。

下列微粒中最小的是( ) [单选题] *中子原子中微子(正确答案)质子8、4．两个物体只有接触才存在作用力和反作用力．[判断题] *对错(正确答案)9、2．银行有存储贵重物品的业务，需要记录“手纹”、“眼纹”、“声纹”等，以便用自己独有的特征才能取走东西，防止盗领，这里的“声纹”主要记录的是人说话的（[单选题] *A．音调B．响度C．音色(正确答案)D．三者都有10、孔明灯俗称许愿灯，放孔明灯是我国的一种民俗文化。

如图58所示，孔明灯在点燃后加速上升的过程中，忽略其质量的变化，则孔明灯的（）A．重力势能减少，动能减少B．重力势能减少，动能增加C．重力势能增加，动能减少D．重力势能增加，动能增加(正确答案)11、下列估测最接近实际情况的是（）[单选题]A．一个鸡蛋的质量约为500gB．教室里课桌的高度约为8m(正确答案)C．一支普通牙刷的长度约为40cmD．做一遍眼保健操的时间约为20min12、57．为了揭示大自然的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索。

大学物理实验（一）_华东师范大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.以下不属于系统误差的有：（）答案:用电流表测量一稳定电流，每一次读数均不同2.单摆摆球经过（）时开始计时。

答案:平衡位置3.凯特摆是利用物理摆的（）避免和减少了某些不易测准的物理量对实验结果的影响，提高了测量重力加速度的精度。

答案:共轭点4.在测定杨氏模量的实验中，光杠杆预调节过程不正确的是：（）答案:上下移动望远镜和直标尺，使望远镜中能够看清标尺的刻度线5.液体表面张力系数与以下哪些因素无关（）答案:液体表面张力6.霍尔效应里，电压和所加电流成什么关系？（）答案:线性7.电场线与等势线是什么关系？（）答案:正交8.在“用牛顿环测量平凹透镜曲率半径”的实验中，由于叉丝没有和载物台的移动方向平行，引起的误差属于（）答案:系统误差9.三棱镜折射率随波长的变化关系是（）。

答案:三棱镜折射率随波长的增加而减小10.对改装的多量程电压表进行校准，并绘制校准曲线，如下说法正确的是（）答案:需要对扩展后电压表的多个量程进行校准校准曲线需要画成折线11.物体内部温度不均匀时，就会有热量从高温处传递到低温处。

在垂直于热传导方向上一单位截面，单位时间内通过该截面的热量与此处的温度梯度成正比，比例系数称为（），在国际单位制中，其单位为（）。

答案:导热系数W/(m×K)12.在透镜焦距的测定实验中采用了哪些方法测量凸透镜的焦距？（）答案:自准直法两次成像法成像公式法13.关于混合法测定固体比热容，属于热力学系统的有（）答案:金属块内筒温度计14.对于公式，如果要验证该公式，则如下叙述正确的是：（）答案:若采用作图法处理数据，则S为横坐标，为纵坐标保持滑块的初速度不变，改变S的距离，测量通过不同距离后的15.实验中增加测量次数是为了减小数据结果的系统误差。

（）答案:错误16.理想情况下，摆球的质量和材质、摆线的长度和材质都会影响单摆的周期。

习题18-1．杨氏双缝的间距为mm 2.0，距离屏幕为m 1，求：（1）若第一到第四明纹距离为mm 5.7，求入射光波长。

（2）若入射光的波长为 A 6000，求相邻两明纹的间距。

解：（1）根据条纹间距的公式：m d D kx 0075.0102134=⨯⨯⨯=∆=∆-λλ 所以波长为： A 5000=λ（2）若入射光的波长为 A 6000，相邻两明纹的间距：mm d D x 31021060001410=⨯⨯⨯==∆--λ 18-2．图示为用双缝干涉来测定空气折射率n 的装置。

实验前，在长度为l 的两个相同密封玻璃管内都充以一大气压的空气。

现将上管中的空气逐渐抽去，（1）则光屏上的干涉条纹将向什么方向移动；（2）当上管中空气完全抽到真空，发现屏上波长为λ的干涉条纹移过N 条。

计算空气的折射率.解：（1）当上面的空气被抽去，它的光程减小，所以它将通过增加路程来弥补，所以条纹向下移动。

（2）当上管中空气完全抽到真空，发现屏上波长为λ的干涉条纹移过N 条。

可列出：λN n l =-）（1解得： 1+=lN n λ 18-3．在图示的光路中，S 为光源，透镜1L 、2L 的焦距都为f , 求（1）图中光线SaF 与光线SOF 的光程差为多少？。

（2）若光线SbF 路径中有长为l , 折射率为n 的玻璃, 那么该光线与SOF 的光程差为多少？。

解：（1）图中光线SaF 与光线SOF 的几何路程相同，介质相同，所以SaF 与光线SoF光程差为0。

（2）若光线SbF 路径中有长为l , 折射率为n 的玻璃, 那么光程差为几何路程差与介质折射率差的乘积，即 ）（1-n l 18-4．在玻璃板（折射率为50.1）上有一层油膜（折射率为30.1）。

已知对于波长为nm 500和nm 700的垂直入射光都发生反射相消，而这两波长之间没有别的波长光反射相消，求此油膜的厚度。

解：油膜上、下两表面反射光的光程差为2 ne2ne=(2k+1)λ/2=(k+1/2)λ (k=0，1，2，…) ①当λ1=5000A时，有 2ne=(k 1+1/2)λ1=k 1λ1+2500 ② 当λ2=7000A时，有 2ne=(k 2+1/2)λ2=k 2λ2+3500 ③ 因λ2＞λ1，所以k 2＜k 1;又因为λ1与λ2之间不存在λ3满足 2ne=(k 3+1/2)λ3式即不存在 k 2＜k 3＜k 1的情形，所以k 2、k 1应为连续整数，即 k 2=k 1-1 ④ 由②、③、④式可得：k 1=(k 2λ2+1000)/λ1=(7k 2+1)/5=[7(k 1-1)+1]/5得 k 1=3 k 2=k 1-1=2可由②式求得油膜的厚度为 e=(k 1λ1+2500)/(2n)=6731 A18-5．一块厚μm 2.1的折射率为50.1的透明膜片。