大学物理实验习题2
- 格式:doc
- 大小:881.00 KB
- 文档页数:29
大学物理实验习题和答案(整理版)篇一:大学物理实验练习题答案1、何谓绝对误差,何谓相对误差?测量值与真值之间的差值为绝对误差。
绝对误差与真值之比为相对误差。
2、测量结果的完整表示有几部分?已知、A,试写出测量量A的测量结果。
测量结果的完整表示包括平均值和绝对误差两部分。
AA3、指出下列各数是几位有效数字。
(1)0.0001;(1位有效数字)(2)0.100;(3位有效数字)(3)1.00;(3位有效数字)(4)783.25000;(8位有效数字)(5)4.23;(3位有效数字)(6)0.0423;(3位有效数字)(7)375.0;(4位有效数字)(8)0.405.(3位有效数字)4、把下列各数取成三位有效数字。
(1)2.09522.10(2)0.752490.753(3)31.05331.1(4)5.31645.32(5)0.004014.01103(6)7.86567.875、改正下列错误,写出正确答案(1)m(437260300)kgm(437.30.3)103kg(2)l(21.2520.4)cml(21.30.4)cm(3)h(34.21043000)kmh(34.20.3)104km(4)a(1.2430.025)m/2a(1.240.03)m/2(5)v(5.43250.01)m/v(5.430.01)m/(6)G5342kg5342000gG5342kg5.342106g6、用有效数字的运算规则运算下列各式。
(1)453.25+786.3-437.237;(2)7.851038.011047.3102;(3)(6.0534.5)2.64/3.4;(4)co(37012)(5)lg3.43解:(1)453.25786.3437.237453.3786.3437.2802.4(2)7.851038.011047.31027.98.07.3109461.361094.6107;(3)(6.0534.5)2.64/3.4(6.14.5)2.6/3.41.2(4)co(37012)0.7965(5)lg3.430.5357、已知某13.24某2、ln某。
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?本实验所用分光计测量角度的精度是:1'.为了消除因刻度盘和游标盘不共轴所引起的偏心误差,所以仪器设两个游标。
望远镜从位置Ⅰ到位置Ⅱ所转过的角度为2)_()('1'212ϕϕϕϕϕ+-=,注:如越过刻度零点,则必须按式)(120360ϕϕ--来计算望远镜的转角。
★2、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。
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。
光路图如下:★3、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? 调节要求:①望远镜、平行光管的光轴均垂直于仪器中心转轴;②望远镜对平行光聚焦(即望远调焦于无穷远);③平行光管出射平行光;④待测光学元件光学面与中心转轴平行。
判断调节达到要求的标志是:①望远镜对平行光聚焦的判定标志;②望远镜光轴与分光计中心转轴垂直的判定标志;③平行光管出射平行光的判定标志;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。
调节方法:①先进行目测粗调;②进行精细调节:分别用自准直法和各半调节法进行调节。
4、在分光计调节使用过程中,要注意什么事项?①当轻轻推动分光计的可转动部件时,当无法转动时,切记不能强制使其转动,应分析原因后再进行调节。
旋转各旋钮时动作应轻缓.②严禁用手触摸棱镜、平面镜和望远镜、平行光管上各透镜的光学表面,严防棱镜和平面镜磕碰或跌落。
③转动望远镜时,要握住支臂转动望远镜,切忌握住目镜和目镜调节手轮转动望远镜。
④望远镜调节好后不能再动其仰角螺钉。
5、测棱镜顶角还可以使用自准法,当入射光的平行度较差时,用哪种方法测顶角误差较小?ϕ21=A 的成立条件是入射光是平行的,当入射光的平行度较差时,此公式已不再适用,应用自准直法测三棱镜的顶角,用公式ϕ-=1800A 来计算,误差较小。
一、稳态法测物体的导热系数1.什么叫稳定导热状态?如何判断实验达到了稳定导热状态?稳定导热状态:盘A与盘C温度不随时间变化,B盘的导热速率等于C盘的散热速率判断实验达到稳定导热状态:一定时间内(如10min)盘C的温度变化不超过0.2℃. 2.待测样品盘是厚一点好还是薄一点好?薄一点好,这样可以减少样品盘侧面的热量损失,可以近似认为该盘热量仅由接触面传递,减少误差3.导热系数的测量公式成立的前提条件是什么?(1)盘B的厚度足够小,使得可以近似地认为盘B的侧面没有热量损失。
(2)加热盘,样品盘,散热盘均为理想的圆柱状/(3)热电偶的插头与盘A盘B紧密接触,能正确显示其温度(4)盘A与盘C都是热的良导体做的(5)样品盘与散热盘和发热盘紧密接触,中间没有热量损失(6)外界环境较稳定二、偏振与双折射1.自然光、线偏振光、椭圆偏振光的定义?自然光——在垂直于光的振动方向上等概率的包含各个横向光振动,各光振动彼此独立,无固定相位联系。
线偏振光——光矢量方向不变,大小随相位变化,在垂直于光波传播方向的平面上光矢量端点的轨迹是一条直线。
椭圆偏振光——光矢量随时间做有规律的变化,光矢量的末端在垂直于传播的方向上的轨迹是椭圆2.怎样用实验方法来区分自然光,线偏振光,椭圆偏振光?用偏振片进行观察啊:○若光强随偏振片的转动没有变化,这束光是自然光或者圆偏振光,这时,在偏振片之前放置1/4玻片,再转动偏振片。
如果强度仍没变化则是自然光:如果出现两次消光,则是圆偏振光,因为1/4玻片可以把圆偏振光变为线偏振光○如果用偏振片观察时,光强随偏振片的转动但没有消失,则这束光是部分偏振光或椭圆偏振光。
这时可以将偏振片停留在透射光强最大的位置,在偏振片前插入1/4玻片,使玻片的光轴与偏振片的投射方向平行,再次转动偏振片若出现两次消光,即为椭圆偏振光;若还是不出现消光,则为部分偏振光。
○如果随偏振片的转动出现两次消光,则这束光是线偏振光3.如何获得圆偏振光和椭圆偏振光线偏振光经过1/4玻片时,当偏振光的电矢量振动方向和玻片的光轴呈45°角时,得到圆偏振光。
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 )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(通过某一关系式计算得到),不确定度为,则应将结果表述为:( D )A:V=3.415678(0.64352cm3 B: V=3.415678(0.6cm3C: V=3.41568(0.64352cm3 D: V=3.42(0.06cm37.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。
实验二十七 动力学共振法测定材料的杨氏弹性模量【预习题】1.外延测量法有什么特点?使用时应注意什么问题?答:所谓外延测量法,就是所需要的数据在测量数据范围之外,一般很难测量,为了求得这个数,采用作图外推求值的方法。
具体地说就是先使用已测数据绘制出曲线,再将曲线按原规律延长到待求值范围,在延长线部分求出所要的值。
使用外延测量法时应注意:外延法只适用于在所研究范围内没有突变的情况,否则不能使用2.悬丝的粗细对共振频率有何影响?答:在一定范围内,悬丝的直径越大时,共振频率反而越小。
因为共振频率与阻尼的关系为2202βωω-=,悬丝直径大时,阻尼相应较大,即β大,则共振频率应该较小。
当然,悬丝直径也不可过粗,太粗的悬丝对于棒振动时振幅的影响很大,即2222204)(p p mA ωβωω+-=变小,而不利于信号的拾取。
【思考题】1.在实际测量过程中如何辨别共振峰真假?答:理论上认为,“改变信号发生器输出信号的频率,当其数值与试样棒的某一振动模式的频率一致时发生共振,这时试样振动振幅最大,拾振器输出电信号也达到最大”。
实验中,并非示波器检测到信号峰值处频率都为样品棒的共振频率,由样品支架和装置其它部分的振动也会导致示波器检测到极值信号。
因此正确真假判别共振信号对于测量相当重要。
真假共振峰的判别方法有好几种,如预估法和撤耦法,预估法指利用已知的金属杨氏模量,利用公式估算出共振频率,撤耦法指用手托起试样棒,此时拾振信号应消失,反之为假信号。
预估法和撤耦法结合起来用比较好:预估法可判断出共振频率的大致范围,而撤耦法则可做进一步精确判断。
另外,还可以在不放铜棒的情况下先做一个粗略检测,即将可能的干扰信号频率做一个排除。
2.如何测量节点的共振频率。
答:从实验装置图中可以看出,试样振动时,由于悬丝的作用,棒的振动并非原理中要求的自由振动,而是存在阻尼下的受迫振动,所检测共振频率随悬挂点到节点的距离增大而增大。
若要测量(27-1)式中所需的试样棒基频共振频率,只有将悬丝挂在节点处,处于基频振动模式时,试样棒上存在两个节点,它们的位置距离分别为0.224L 和0.776L 处。
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(或误差)一定遵从正态分布C:测量值(或误差)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5、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(x-U)或(x+U)B:被测量可能等于(x-U)或(x+U)C:被测量必定在(x-U)和(x+U)之间D:被测量以一定概率落在(x-U)或(x+U)之间8、下列测量结果中,准确度最高的是()A :1L =102.3±0.2 ㎝B :2L =103.52±0.05㎝C :3L =1.246±0.005㎝D :4L =0.0056±0.0002㎝9、对某测量对象进行多次测量,测量结果为)(x u x x c ±=,其中)()()(22x u x u x u B A c += , ()(x u A 、)(x u B 分别为其A 类不确定度、B 类不确定度。
问被测量的真值落在)](),([x u x x u x c c +-范围内概率为 ( )A .68.3%B .95%C .57.7%D .100%10、对某测量对象进行单次测量,测量结果为)(x u x x c ±=,其中)()(x u x u B c ==3A,)(x u B 为其B 类不确定度。
大学物理实验习题21、选择题1的引言部分,根据获取测量结果的不同方法,测量可分为两类。
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:以上三种分类正确2。
下列哪一项不属于物理实验a:用卷尺测量物体的长度b:用弹簧秤称一个小铁块的重量c:伽利略的斜塔实验D:爱因斯坦发现了光的粒子性质3,对物理量进行多次等精度测量a:误差平方和最小为B:测量值(或误差)必须遵循正态分布c:测量值(或误差)必须遵循均匀分布d:算术平均值为4,误差为零。
对一个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:减少系统误差d:减少随机误差5,以下陈述是正确的:a:多次测量可以减少随机误差b:多次测量可以消除随机误差c:多次测量可以减少系统误差d:多次测量可以消除系统误差6,并且可以对一个物理量进行多次等精度测量。
算术平均值为a:真值B:最接近真值的值c:最大误差值d:零误差值7。
测量结果的标准表达式为x = x u,其含义为A:待测值必须等于(x-u)或(x+u) b:待测值可以等于(x-u)或(x+u) c:待测值必须介于(x-u)和(x+u)d:待测值在(x-u)或(x+u) 8之间,在以下测量结果中有一定的概率。
最高精度为))))))))(((a:L1 = 102.3 0.2 \1321 b:L2 = 103.52 0.05 \13211x?Uc(x),其中uc(x)?uA(x)?UB(x)、(uA(x)和uB(x)分别是它们的a类不确定度和b 类不确定度。
询问测量的真实值是否在22[x范围内?uc(x),x?uc(x)]范围内的概率为()a . 68.3%b . 95%c . 57.7%d . 100%10。
对于测量对象的单次测量,测量结果为x?x?Uc(x),其中uc(x)?uB(x)=A3,[x?uc(x),x?uc(x)]范围内的概率为uB(x),是其b类不确定性。
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。
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(或误差)一定遵从正态分布C:测量值(或误差)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5、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(x-U)或(x+U)B:被测量可能等于(x-U)或(x+U)C:被测量必定在(x-U)和(x+U)之间D:被测量以一定概率落在(x-U)或(x+U)之间8、下列测量结果中,准确度最高的是()A :1L =102.3±0.2 ㎝B :2L =103.52±0.05㎝C :3L =1.246±0.005㎝D :4L =0.0056±0.0002㎝9、对某测量对象进行多次测量,测量结果为)(x u x x c ±=,其中)()()(22x u x u x u B A c += , ()(x u A 、)(x u B 分别为其A 类不确定度、B 类不确定度。
问被测量的真值落在)](),([x u x x u x c c +-范围内概率为 ( )A .68.3%B .95%C .57.7%D .100%10、对某测量对象进行单次测量,测量结果为)(x u x x c ±=,其中)()(x u x u B c ==3A,)(x u B 为其B 类不确定度。
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3415678.3cm 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 3C: V=3.41568±0.64352cm 3 D: V=3.42±0.06cm 37.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。
大学物理实验模拟试题二及答案一、填空题(总分50分,每空1分)1. 测量四要素是 , , , 。
2. 绝对误差为 。
修正值为 。
3.误差按来源分类可分为 , , , 。
4. 在计算标准偏差时,S 表示 ,表示 。
5. 计算公式L=2лR ,其中R=0.02640m ,则式中R 为 位有效数字,2为位有效数字,л为 位有效数字。
6. 分光计由 , , , 组成。
7. 在牛顿环实验中应注意消除 误差。
8. 在杨氏模量实验中用 法消除系统误差。
9. 示波器的最基本组成部分是 , , , 。
10.电势差计的基本原理是 。
它的三个重要组成部分是 ,, 。
11.用一只准确度级别为1.0级,量程为30mA ,最小分度为1mA 的电流表测电流。
如果电表指针正好指在21mA 上,应读作mA 。
12.用米尺测量某一长度L=6.34cm ,若用螺旋测微计来测量,则有效数字应有 位。
13.使用逐差法的条件是:自变量是严格 变化的,对一次逐差必须是 关系。
14.天平砝码的准确性产生的误差为 误差,用 类不确定度来评定。
15.在分光计的实验中采用 法来消除偏心差。
16.作图连线时,一般应连接为 直线或曲线, 通过每个测量数据点。
而校正图线应该连接为 线, 要通过每个测量数据点。
17.偶然误差的分布具有三个性质,即 性, 性, 性。
18.对于不连续读数的仪器,如数字秒表、分光计等,就以 作为仪器误差。
19.在伏安法测非线性电阻的实验中,由于电流表内接或外接产生的误差为 误差。
20.在示波器的水平和垂直偏转板上分别加上两个正弦信号,当二电压信号的频率比为比时荧光屏上出现稳定 的图形,称为 图形。
21.作薄透镜焦距测量的实验中,首先要进行 调节,这是因为薄透镜成像公式在的条件下才能成立。
二、选择题(总分20分,每题2分)1. 下列测量结果正确的表达式是:A .L=23.68+0.009mB .I=4.09+0.10mAC .T=12.56+0.01sD .Y=(1.67+0.5)×1011P a2.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?3.在电势差计的实验中,校正工作电流时平衡指示仪的指针始终偏向一边,可能的原因是:A.没开工作电源 B.接标准电源的导线不通C.平衡指示仪的导线极性接反 D.工作电源电压偏高或偏低4.在示波器实验中,时间轴X轴上加的信号为A.正弦波 B.方波 C.三角波 D.锯齿波5.下列不确定度的传递公式中,正确的是:--NSA.B.C. (a 为常数)D.6.用分度值为0.02mm 的游标卡尺测长度,正确的数据记录为:A.67.88mm B .5.67mmC .45.748mmD .36.9mm7.用示波器观察波形,如果看到了波形,但不稳定,为使其稳定,可调节:A."扫描频率"调节 B."扫描频率"与"聚焦"配合调节C."触发电平"调节 D."扫描频率"与"触发电平"配合调节8.下列正确的说法是A.多次测量可以减小偶然误差 B.多次测量可以消除系统误差C.多次测量可以减小系统误差 D.多次测量可以消除偶然误差9.在牛顿环实验中,下列哪种措施可以减下误差?A.将半径的测量变成直径的测量 B.用单色性好的光源C.用逐差法处理数据 D.测量时保持显微镜的测距手轮单向移动E.以上全部10.在静电场模拟实验中,若画出的等势线不对称,可能的原因是:A.电压表的分流作用 B.电极与导电基质接触不良或不均匀C.导电基质不均匀 D.以上全部三、计算题(总分30分,每题10分)1.用复摆公式,通过测量周期T来测量摆长L。
页眉内容《大学物理实验》习题集一、物理实验基本仪器的使用与训练4.1 长度测量仪器与训练实验1 在用米尺测量长方体的体积实验中,对长宽高分别测量了十次,将这些测量数据按测量序数和测量值的对应关系记入列表中,现问求体积时是否可以将测量序数相同时所对应的长宽高值相乘,共得到十组体积,然后对十个体积求平均来获得要求的体积值?2 一般常见的米尺精度为,游标卡尺精度为,千分尺精度为。
3 千分尺是精确读数仪器,能否估读?4 米尺测量时其起始位置选取在尺子的端头,试问这样测量对结果有影响吗?5 螺旋测微器为什么叫做千分尺?4.2 复摆的研究1 影响复摆周期大小的因素有哪些?2 复摆有哪些物理特性?3 如何理解回转半径RG?4 本实验是利用复摆的物理特性来测量重力加速度的?5 本实验在理论推导过程中作了哪些近似?近似以后对实验结果有何影响?4.4.1 电表的改装与校准1 一表头为1毫安,内阻为150欧姆,把它改装成10毫安的电流表,在表头上并联多大的分流电阻?2 一表头为1毫安,内阻为150欧姆,把它改装成5伏的电压表,在表头上串联多大的扩程电阻?3 在把电流表改装成电压表实验中,都需要哪些器材?4 欧姆表的标度尺与电流表和电压表有什么不同?5 为什么要做改装电流表和电压表的校正曲线?4.4.2示波器的调整和使用实验1 波器荧光屏上无光点出现,有几种可能,怎样调节使光点出现?2 示波器的主要功能是什么?示波器的组成?3 示波器为什么能显示周期信号的变化过程?4 如果锯齿信号周期是正弦信号周期的一半,屏上是什么图形?5 李萨如图形不稳定,怎么调节?4.4.6.1 单臂电桥测热敏电阻的温度系数1 半导体热敏电阻具有怎样的温度特性?2 平衡电桥和非平衡电桥有何异同点?3 电桥选择不同量程时,对结果的准确度(有效数字)有何影响?4 如何利用非平衡电桥测电阻?5 非平衡电桥测电阻应注意什么?4.4.6.2 直流双臂电桥测金属导体电阻率1 直流双臂电桥与惠斯登电桥有那些异同之处?2 实验中采用何种措施提高测量灵敏度?3 双臂电桥平衡的条件是什么?4 四端电阻器的电流端和电压端是如何区分的?5 在测量电阻过程中应尽量使通电时间短,为什么?4.5.1 分光仪的使用及三棱镜顶角的测定1 在望远镜调焦时,为什么当观察到反射回来的绿“十”字像清楚时,说明望远镜已聚焦于无穷远处?2 分光仪调节好的具体要求是什么?3 调节的原理是什么?怎样才能调节好?4 为什么分光仪要设两个游标?计算角度时,应注意什么?5 分光仪有哪几部分组成?各部分作用是什么?6 调整望远镜光轴垂直仪器转轴时,若观察到的现象是:平面镜A面反射的绿色十字像在上十字叉丝下方2mm处,而平面镜转过1800后至B面,绿色十字像在上十字叉丝下方10mm 处。
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。
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(或误差)一定遵从正态分布C:测量值(或误差)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5、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(x-U)或(x+U)B:被测量可能等于(x-U)或(x+U)C:被测量必定在(x-U)和(x+U)之间D:被测量以一定概率落在(x-U)或(x+U)之间8、下列测量结果中,准确度最高的是()A :1L =± ㎝B :2L =±㎝C :3L =±㎝D :4L =±㎝9、对某测量对象进行多次测量,测量结果为)(x u x x c ±=,其中)()()(22x u x u x u B A c += , ()(x u A 、)(x u B 分别为其A 类不确定度、B 类不确定度。
问被测量的真值落在)](),([x u x x u x c c +-范围内概率为 ( )A .%B .95%C .%D .100%10、对某测量对象进行单次测量,测量结果为)(x u x x c ±=,其中)()(x u x u B c ==3A,)(x u B 为其B 类不确定度。
问被测量的真值落在)](),([x u x x u x c c +-范围内概率为( )A .%B .95%C .%D .100% 11、在正常情况下,下列读数错误的是 ( )A :分度值为20mv 的电压表测得电压值为250mvB :分度值为1´的角游标测得值为'4733οC :分度值为的游标卡尺测得某物体的长度为D :分度值为的读数显微镜读数为 12、下面的测量结果表达式正确的是 ( )A :03.0335.18±=x (单位)B :11030.034.18-⨯±=x (单位)C :031.033.18±=x (单位)D :03.034.18±=x (单位)13、下列结果表达式中,正确的是 ( ) A :N=(±)×1110 2-⋅m NB :N=(±)×11102-⋅m NC :N=×1110±×1010 2-⋅m ND :N=(±)×1110 2-⋅m N14、下列读数肯定错误的是: ( ) A .最小分度值为的游标卡尺测得某物体长度为 B .最小分度值为1mm 的刻度尺测得某物体长度为 C .最小分度值为的物理天平测得某物体质量为 D .最小分度值为的读数显微镜测得某物体长度为15、某水银温度计的一小格为℃. 按“1/10”估读法,用此水银温度计测量温度时下列数据中正确的是 ( ) A .36℃ B .℃ C .℃ D .℃16、量程为3000mv ,表盘分格数为150,以下读数可能正确的是 ( )A .940mvB . C. D .17、用分度值为毫米的千分尺测量某物体长度,如下图所示,则被测长度为 ( )A .B .C .D .18、待测物体长度约为12cm,要求测量结果有5位有效数字,应选用 ( ) A .千分尺 B.米尺 C.游标卡尺 D.卷尺19、测某一约为的电压时,要求其结果的相对误差小于%,则应选择下列哪种规格的伏特表 ( )A .级,量程为5VB .级,量程为2VC .级,量程为20、对b ax y += 的线性函数,利用图解法求a 时,正确的求解方法是 ( )A :αtg a = (α为所作直线与坐标横轴的夹角实测值)B :xya ∆∆= (y x ∆∆、为任选两个测点的坐标值之差) C :xya ∆∆= (y x ∆∆、为在所作直线上任选两个分得较远的点的坐标值之差) D :xya =(y x 、为所作直线上任选一点的坐标值) 二、填空题1、在直接测量的多次测量中,通常是指对 物理量,用 仪器,在 条件下进行的重复测量。
2、在长度测量中,由于被测量和测量要求的不同而采取不同的测量方法。
其中用米尺测量采用的是 测量法,螺旋测微计和读数显微镜采用 测量法,光杠杆测长度的微小变化量用 测量法.3、 物理实验的内容包括四大类: , , , 。
4、 地磁场对测量的影响属于 误差,视差在很大程度上属于 误差,使用未经调试的仪器进行测量所产生的误差基本属于 误差5、 对于多次测量,测量结果表达式U X X ±=中(其中U 为扩展不确定度),置信概率约为 ,即被测量真值落在区间 的可能性为 。
6、 在测量方法正确,置信概率相同的情况下,不确定度愈小,表示测量结果 ,反之不确定度愈大,测量的质量愈低,它的 ,使用价值就 。
7、测量不确定度是表明被测量值 的参数,而误差表明了测量结果与真值的 。
8、()i S x =x 在(x -)(i x S , x +)(i x S )区间的概率为 ,其中最佳值为 。
9、通常以测量值的 作为被测量值的估计(即测量结果),以 作为测量结果的A 类标准不确定度。
10、正态分布图形的4个特点 、 、 、 ;其中标准误差σ的几何意义是: ;标准误差σ越小,曲线越向纵轴(0)x ∆=收缩,即是说标准误差σ越小的测量,其数据越相互接近, ;反过来,σ越大,测量数据 。
11、单次测量的B 类不确定度可以用仪器误差限A 来估算。
对于准确度级别为a 的电压(流)表 ; 对于准确度级别为a 的电阻箱、电桥、电势差计 ; 对于最小分度值为a 的米尺、千分尺 。
12、原则上B 类不确定度有很多个分量组成。
找出一个产生误差的原因,就有一个 ,各分量之间的合成采用 合成。
在实际测量中,B 类不确定度来自于各种不同类型的仪器、不同的测量方法、方法的不同应用以及测量理论模型的不同近似等方面。
在教学中我们考虑的重点是 所产生的测量不确定度。
13、间接测量的不确定度采用 方式合成,如:2.1X X Y -=, 则 =)(Y u c 。
14、对于等精度多次测量值i x ,要计算其总的不确定度,应先求x = ,再求 ;后求 。
最后通过方和根合成 。
15、测量密度的公式为Vm=ρ,若m 的标准不确定度为)(m u c ,V 的标准不确定度为)(V u c ,则ρ的标准不确定度)(ρc u = ;其相对标准不确定度ρE = 16、在利用电子秒表测时间,电子秒表内的石英晶体振荡频率每日仪器误差小于10-5s ,但实验者在判定计时开始和结束时会有~的反映误差,这个时候B 类不确定度应该以 为准17、在我们的教材中,有列表法、作图法、 等五种数据处理方法18、在数据处理中列表法有两种作用,一个是 ,另一个是 ,列表的要点是 。
19、逐差法的基本条件是 ,逐差法的优越性是 。
20、直接测量读数的有效数字位数不仅与 有关,还与 有关;对实验数据后几位进行取舍时,应采用 法则。
21、(1)=m 8.0 mm (2)='2600 rad (3)= (角度值) (4)=17.955mm cm (5)=︒'30160 rad (6) = s (7)150s = min22、分光计游标读数装置中,设主盘的最小分度是30ˊ,游标刻度线共30条,则该游标的最小度值为 。
23、任何仪器,由于技术上的局限性,总存在误差。
仪器误差就是由于测量仪器本身刻度不准,结构、灵敏度和分辨率等因素的限制而导致的误差。
实验室常用的量程在mm 100以内的一级千分尺。
其副尺上的最小分度值为m m 01.0,而它的仪器误差(常称为示值误差)为: 。
测量范围在mm 300以内,主副尺最小分度值之差为1/50mm 的游标卡尺,其仪器误差(示值误差)为 。
精度等级为级、量程为100mA 的电流表,其仪器误差为24、从0.1级电阻箱上读出电阻值为200.0Ω,若不考虑各旋钮的接触电阻,则该电阻的绝对误差可估为 25、完成以下各题:(1)测得某钢丝杨氏弹性模量211/106544.1m N Y ⨯=,计算得出其扩展不确定度29/1065.5)(m N Y U P ⨯=,试写出其结果表达式。
(2)测得某电阻阻值Ω=35788R ,其扩展不确定度Ω=128)(R U P ,试写出其结果表达式。
(3)测得某电阻阻值Ω=202R ,其扩展不确定度()0.2P U R =Ω,出现这种情况,说明在数据处理中,有什么问题三、判断题1、(1)系统误差取值恒定或按一定规律变化, [ ] (2)随机误差的大小一般用标准偏差估计, [ ] (3)系统误差和随机误差都可能由实验者引起。
[ ] (4)A 类不确定度就是随机误差引起的不确定度 [ ] (5) B 类不确定度就是系统误差引起的不确定度 [ ] (6)表示测量结果时,数据的位数写得越多越精确, [ ] (7)测量读数的有效位数只与仪器的最小分度值有关, [ ] (8)测量结果的有效数字由不确定度决定。
[ ]2、一个学生做光电效应法测量普郎克常量为×,与公认值×比较,数值相同,因此学生认为此次测量结果。
误差为零,对吗为什么3、改错(1)A A I 421002.310513.4--⨯±⨯= (2)V mV U μ5234.25±= (3)cm L 2.0421.17±= (4)g m 0302.032.14±=四、证明题1、利用正态分布随机误差的抵偿性证明:当测量次数n 无穷时,平均值∑=ixnx 1就等于被测量x 的真值(设系统误差远小于随机误差)。
2、图解法确定拟合直线斜度的公式为1212x 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。
3、 求证:利用伏安法对电阻进行单次测量,在仪器选定情况下,电压电流测量值越大,待测电阻相对不确定度越小五、计算题1、在测量小球体积的实验中,对小球直径测量十次,数值如下表所示。