大學物理實驗理論考試題與答案

1、一、 選擇題（每題 4 分，打“ * ”者為必做，再另選做 4 題，并標出選做記號“ * ”，多做不給分，共 40 分）1* 某間接測量量的測量公式為3 4N ，直接測量量 x 和 y的標準誤差為 x 和 y ,則間接測3x 2 y量量 N 的標準誤差為？ B2 N NN x y x y2；3 4N (3x 2 y )x x2 23 3x 9 x，3 4N(3 x 2 y )y y3 32 4 y 8 y122 8N 9x yx3y222* 。 用螺旋測微計測量長度時， 測量值 =末讀數(shù) 初讀數(shù) （零讀數(shù)），初讀數(shù) 是為了消除 ( A )（A）系統(tǒng)誤差 （B）偶然誤差 （C）過失誤差 （D）其

2、他誤差3* 在計算銅塊的密度 和不確定度 時，計算器上分別顯示為“ 8.35256”和“ 0.06532”則結果表示為： （ C ） 3(A) =（8.35256 0.0653 ） （gcm）， 3(B) =（8.352 0.065 ） （gcm）， 3(C) =（8.35 0.07 ） （gcm）， 3(D) =（8.35256 0.06532 ） （gcm）(E) =（2 30.0835 10 0.07 ） （gcm）， 3(F) =（8.35 0.06 ） （gcm），*4 以下哪一點不符合隨機誤差統(tǒng)計規(guī)律分布特點 （ C ）（A） 單峰性 （B） 對稱性 （C） 無界性 有界性 （D）

3、 抵償性*5 某螺旋測微計的示值誤差為 0 .004 mm ，選出下列測量結果中正確的答案： （ B ）A 用它進行多次測量，其 偶然誤差 為 0. 004 mm ；B 用它作 單次測量 ，可用 0 .004 mm 估算其誤差；2 2 20A B BBC. 用它測量時的 相對誤差 為 0. 004 mm 。相對誤 差：E 100% 無單位 ；絕 對 誤 差 ： =x X 有單位。X*6 在計算數(shù)據(jù)時，當有效數(shù)字位數(shù)確定以后，應將多余的數(shù)字舍去。設計算結果的有效數(shù)字取 4 位，則下列正確的取舍是： ( B ) 四舍六入逢單配雙A：4.327 494.328； B：4.327504.328 C：4

4、.328 514.328 D：4.328504.3297、在氣體比熱容比測定實驗中，由于大氣壓強變大 , 則小球的振動周期將 （ ）（A） 變大 （B） 變小 （C） 不變 （D） 不確定8、分光計采用雙游標讀數(shù)的原因是（ C ）A: 消除視差引起的系統(tǒng)誤差 B: 消除視差引起偶然誤差C : 消除偏心差引起的系統(tǒng)誤差 D : 消除偏心差引起的偶然誤差9、扭擺儀上只有圓盤時，其擺動周期為 T1 ，放上待測物體后，擺動周期為 T 2 ，則 （ ）(A) T 1 T2 (D) 不能確定10、若給示波器 y 軸輸入一個周期性 三角波 電壓，在 x 軸輸入一個 直流電壓 ，則示波器顯示的波形為（ ）（A

5、） （B） （C） （D）11、牛頓環(huán)是一種： （ D ）A不等間距的 衍射 條紋； 干涉 B等傾干涉條紋 ; 邁克爾孫干涉儀C等間距的干涉條紋； 中間疏外邊密 D等厚干涉條紋。12、下列哪些概念不適用拉伸法測楊氏模量實驗 。（ ）A逐差法 B.補償法C光放大法 D.異號法13、用霍爾法測直流磁場的磁感應強度時，霍爾電壓的大?。?( )V RH HI BSdA：與霍爾材料的性質無關； B：與外加磁場的磁感應強度的大小成正比；C：與霍爾片上的工作電流 I s 的大小成反比； D：與霍爾片的厚度 d 成正比；14伏安法測電阻時，電流表 內接 使得電阻的測量值比實際值 ；電流表 外接 使得電阻的測量

6、值比實際值 。（ C ）A 大，大 ; B 小，小 ; C 大，小 ; D 小，大15選出下列說法中的正確者： （ A ）： QJ36 型 雙臂電橋 的特點之一，是它可以大大降低 連接導線電阻 的影響。B：QJ36 型雙臂電橋連接低電阻的導線用銅片來代替，從而 完全消除 了導線引入的誤差。C：QJ36 型雙臂電橋設置“粗” 、“細”調按鈕，是為了避免 電源 燒壞。 檢流計D：雙橋電路中的換向開關是為了保護被測的低電阻，以避免過度發(fā)熱而燒壞。P228 減小電源回路中的熱電動勢的影響而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差二、填空題：（每題 4 分，打“ * ”者為必做，再另選做 4 題，并標出選做記號“ * ”，多做不給

7、分，共 40分）* 大學物理實驗課程的教學主要由三個環(huán)節(jié)構成 實驗前預習 ； 實驗中的操作 ； 1實驗后的報告 。2y* 若某一測量值 y 的真值為 a ，則 y y a 稱為該測量值的 絕對 誤差，a稱為測量值的 相對 誤差。* 指出下列情況分別屬于系統(tǒng)誤差還是隨機誤差： P6/7/8 31） 電源電壓不穩(wěn)定引起的測量值微小波動 隨機誤差 偶然誤差，具有隨機性2）天平使用前未調平衡 系統(tǒng)誤差 誤差大小和方向都保持不變3 粗大誤差：明顯超出規(guī)定條件下預期值得誤差4* 若某待測物的標準長度為 2.36444 cm ，若用最小分度值為 1mm 的米尺 測，其值應為_23.6 mm ，若用精度為 0

8、.002cm 得游 標卡尺 測量，其值應為 23.64 mm ，用精度為0.01 mm 的螺旋測微計 測量，其值應為 23.644 mm 。5* 用米尺（最小分度值為 1mm）測量某物體的長度 L，其起點在米尺 10 cm刻度線上，終點恰好在米尺的 20cm刻度線上。用有效數(shù)字來表達 L 的測量值 100.0mm 。*6 數(shù)據(jù)處理最基本的有如下三種方法 列表法 、 作圖法 、 逐差法 。7、有一電流表，量限為 100A，內阻為 1000，用它可以直接測量的最大電壓是 0.1 伏，現(xiàn)欲將其改裝成量限為 1mA的電流表，需要并聯(lián)一個阻值為 111 的電阻。8、金屬絲楊氏彈性模量的測定實驗中，為了消

9、除彈性滯后效應引起的系統(tǒng)誤差，測量中采用 對稱測量 方法消除滯后量的影響。9、 要在示波器熒光屏上顯示 n 個完整而穩(wěn)定的正弦波形，條件是 Tx=nTy,n=1,2,3 ,式中 Tx 為 鋸齒波周期 ，Ty 為 正弦周期 。10、分光計由 平行光管 ； 讀數(shù)裝置 ； 載物臺 ； 望遠鏡 主要部件構成。11、霍爾效應實驗中測量霍爾電壓時換向開關的作用是 用“對稱測量法”消除副效應的影響 。12、當光照射在物體上時，光的能量轉換為物體某些電子的能量，使這些電子逸出物體表面，這種現(xiàn)象稱為 光電 效應，利用這一效應測定了 普朗克 常數(shù)。13、在伏安特性研究實驗中，有電流表內接和外接兩種接法，在同一條件

10、下測量兩組數(shù)據(jù)，如果電流表讀數(shù)變化相對明顯，應選用 內 接；如果電壓表讀數(shù)變化相對明顯，則選用 外 接 。14、由于 連線 和 接觸 電阻的存在，用單臂電橋測量低電阻時很不精確。三. 解答題：（選做二題，每題十分）1、已知動態(tài)懸掛法楊氏模量公式為3l m2E 1 .6067 f ，請推出楊氏模量 E 的不確定度公式。 P154d解：E E E E2 2 2 2E ( l ) ( d ) ( m) ( f )l d m f;3l m2(1.6067 f )34E d m El m 12 2 21.6067 f 3l 1.6067 f 3 34 4l l d d l l；同理：3l m2(1.60

11、67 f )4E 1 Ed3 21.6067l m f ( 4) 45d d d d；3l m2(1.6067 f )4E d Em m m；3l m2(1.6067 f )E E d2f f fE E E E2 2 2 2E (3 l ) (4 d ) ( m) (2 f ) l d m fE E (3ll)2(4dd2)(mm2)(2ff)2T=0.02s2、(1) 用示波器觀測 50Hz 的正弦交流電信號，當熒光屏上調出 兩個周期穩(wěn)定 的波形時，其掃描電壓的周期是（ 0.04s ），T=0.001s(2) 如 示波器 掃描 頻率為 1000Hz 時 ，將掃描 長度 調整為 5cm，則 每

12、厘米 代表的 時間為（ 0.0002s ）.3、用一級千分尺（ 儀 0 .004 mm ）重復測量某圓柱體的直徑共六次，測量值為（單位 mm ）：6.298、6.296、6.278、6.290、6.262、6.280；試求測量結果L6.298 6.296 6.278 6.290 6.262 6.28066.284m m2 x xiS 0.014( m m ) x An 1 0.004 mmB儀過程、單位、不確定度2 2 2 2 S 0.015( mm )A B x儀L L 6.284 0 .015(m m ) or L 6.28 0.0 2(m m )4、用惠斯登電橋測定 銅絲在不同溫度下的電

13、阻值 。數(shù)據(jù)見表。試求銅絲的 電阻與溫度 的關系。數(shù)據(jù)表溫度 t ( C ) 24.0 26.5 31.1 35.0 40.3 45.0 49.7 54.9電阻 R( ) 2.897 2.919 2.969 3.003 3.059 3.107 3.155 3.207解：以溫度 t 為橫坐標， 電阻 R 為縱坐標。 橫坐標選取 2mm 代表 1.0 C ，縱坐標 2mm 代表 0 .010 。繪制銅絲電阻與溫度曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)點分布可知，銅絲電阻與溫度為線性關系，滿足下面線性方程，即：R t在圖線上取兩點（如圖所示） ，計算截距和斜率得：3.197 2. 909 3 9.93 1054

14、.0 25 .0/ C54 .0 2 .090 25 .0 3. 197 2. 6654 .0 25 .0所以，銅絲電阻與溫度的關系為：3R 2 .66 9 .93 10 t ( )3.2 5 0電 阻 R( )3.2 0 0(5 4.0 ，3.1 97 ) 3.1 5 03.1 0 03.0 5 0=3.1 9 7 -2.9 095 4. 0- 25.03.0 0 0-3 o= 0.0 09 93 = 9.9 3 10 / C2.9 5 02.9 0 0(2 5.0 ， 2.9 09 )=54. 0 2. 9 09 -2 5.0 3. 19 75 4. 0- 2 5.0= 2.6 62.8

15、5 0o溫 度 t（ C ）20. 0 3 0. 0 4 0.0 5 0. 0 6 0. 0銅絲電阻與溫度的關系一、填空題： （每題 4 分，打“ * ”者為必做，再另選做 5 題，并標出選做記號“ * ”，多做不給分，共 40分）1* 在科學實驗中，一切物理量都是通過測量得到的，測量結果應包括 測量的平均值 、 不確定度 、 單位 ，三者缺一不可。2* 隨機誤差的分布具有四個特點，即 單峰性 、 對稱性 、 有界性 、 抵償性 。3*2500 2. 305b , 則 b 有幾位有效數(shù)字 3 位 。1 .23 4 .789b250 0 2.30 51.2 3 4.7 8997 8 .27507

16、82 97 8保留的有效數(shù)字，只需與諸因子中有效數(shù)字最少的一個相同小數(shù)點后所保留的位數(shù)與諸數(shù)中小數(shù)點后位數(shù)最少的一個相同乘方 和開方 與其底的有效位數(shù)相同*4我們所學過的數(shù)據(jù)處理方法有 列表法 、 作圖法 、 逐差法 。*5用米尺測得某物體的長度為 .32cm, 現(xiàn)有精度為 0.02mm 的量具，則測量結果有 4 有效數(shù)字（ 43.2 ）mm；若用精度為 0.015mm的量具測量，則應有 5 位有效數(shù)字 （ 43.2 ）mm。6、 實驗室常用電阻箱設計四個接頭 ( “0”， “0.9 ”， “9.9 ”和 “99999.99 ”) 的主要作用是可以避免電阻箱其余部分的接觸電阻和導線電阻對低阻值

17、帶來了不可忽略的誤差。 。當你需要一個阻為 8.5 的電阻時， 應接將導線接到“ 0”和 “9.9 ” 接線柱上。7、 要在示波器熒光屏上顯示 n 個完整而穩(wěn)定的波形，條件是 Tx=nTy,n=1,2,3 式中 Tx為 鋸齒波周期 ， Ty為 正弦周期 。如果 Ty=Tx，則示波器熒光屏上可看到一個完整波形。8、 在靜電場模擬測繪的實驗中，我們采用了模擬實驗法 方法，這一方法需要滿足的條件是：1、 具有相同的數(shù)學表達式 ； 2、 相同的邊界條件 。9、用牛頓環(huán)測定平凸透鏡的曲率半徑,用的公式是R2 2D Dm n ,而不是 r KR2 ,原因是 因為接觸K4(m n)面間或有彈性形變，很難準確

18、地判定干涉級次 。10、有一阻值為 300的電阻應用 單臂 電橋來測量。 1以上用單臂電橋， 1以下用雙臂電橋11、分光計是測量 入射光和出射光之間偏轉角度 的儀器，分光計主要由平行光管、望遠鏡、載物臺、讀數(shù)裝置組成。12、楊氏彈性模量是反映固體材料力學性質的物理量，光杠桿的作用是 測量微小長度變化，測量前懸掛2公斤砝碼的目的是 使得鋼絲拉直 。13、電位差計采用了補償法測量電動勢。它由工作電流調節(jié)回路 、 校準回路 、 測量回路 三個基本回路構成。14 、電表改裝實驗中表頭的內阻和靈敏度采用 _半值法 _法測量，改裝電流表時，與表頭并聯(lián)的電阻起_分流 _ 作用。改裝后的電流表必須經(jīng)過_校準

19、_ 才能使用。15、在測量固體導熱系數(shù)實驗中，采用 穩(wěn)態(tài) 法測量不良導熱體的導熱系數(shù)。16、夫蘭克 赫茲實驗驗證了 能級的存在。17、 測量霍爾電壓時換向開關的作用是 用“對稱測量法” 消除 副效應的影響。二、是非題：（每題 2 分，打“ * ”者為必做，再另選做 4 題，并標出選做記號“ * ”，多做不給分，共 20分）*1、大量的隨機誤差服從正態(tài)分布，一般說來增加測量次數(shù)求平均可以減小隨機誤差。 （ ）2* 、由于系統(tǒng)誤差在測量條件不變時有確定的大小和正負號，因此在同一測量條件下 多次測量求平均值 能夠減少誤差或消除它。 （ ）* 、一個 物理量 是由可靠數(shù)字與可疑數(shù)字組成。 （ ） 有效

20、數(shù)字 + 單位 3* 、測量結果的有效數(shù)字位數(shù)越多，測量的準確度就越高，因此實驗數(shù)據(jù)處理結果應 多保留幾位 有效數(shù) 4字。（ ）5* 、用精度很高的儀器對物理量進行測量，就能獲得該物理量的 真值 。（ ）*6、某測量數(shù)據(jù)的 單位換算 ，其有效數(shù)字的位數(shù)也 隨著變化 。（ ）1.1 1m, 11. 1cm, 11 1mm7、在測量金屬楊氏彈性模量的實驗中，光杠桿的放大倍數(shù)與望遠鏡放大倍數(shù)有關。（ ）8、示波器的內掃描電壓波形為 正弦波 電壓（ ） 鋸齒波9、在用牛頓環(huán)測定透鏡曲率半徑的實驗中，觀察到的干涉條紋（即牛頓環(huán)）中心應為 亮斑 。( ) 暗斑10、在邁克爾遜干涉儀中，如果兩平面反射鏡 M

21、1 和 M 2 調整到 嚴格垂直 ，則觀察到的 等傾干涉 圖樣是同心圓。（ ）11、根據(jù)磁聚焦原理，電子在電場和磁場中作螺旋運動，改變電子的螺距，可以調節(jié)磁偏轉電流。 （ ）12、分光計刻度圓盤同一直徑的兩端各裝有一個游標是為了讀數(shù)方便。 （ ）13、氣墊導軌的動態(tài)調平要求是指滑塊在導軌上作勻速運動。 （ ）14、二極管是一種 線性 電子元件。（ ）二極管、三極管、熱敏電阻和光敏電阻都是非線性元件15、用電磁感應法測磁場的磁感應強度時，在感應線圈平面的法線與磁力線成直角時，感應電動勢幅值絕對值最大： （ ）16、扭擺法測定物體轉動慣量是用累積放大法測量運動周期的。 （ ）17、在復擺實驗中，物

22、體擺動角度可以任意的。 （ ）三、選擇題（每題 4 分）1、在多次測量的隨機誤差遵從高斯分布的條件下，真值處于 x 區(qū)間內的概率為（ B ）P8A、57.5 % B、68.3 % C、95.0% D、100 %單倍總體標準偏差 雙倍 95.4%2、以下哪一點不屬于高斯分布的特點（ C ）A、單峰性 B 、對稱性 C 、無界性 D 、抵償性3、下面說法正確的是（ D ）A、系統(tǒng)誤差可以通過 多次測量 消除 B 、隨機誤差一定能夠 完全消除C、記錯數(shù)是 系統(tǒng) 誤差 粗大誤差 D 、系統(tǒng)誤差是可以減少甚至消除的4、多次測量的平均值為 534.35毫米，誤差為 0. 5毫米，測量結果表達式正確的是（

23、C ）A、534.4mm B、534.3 0.5mmC、534.4 0.5mm D 、534.35 0.5mm2d5、 R4L，選出下列式中的正確者： （ C ）2 2 2CLR4L R dd2 2 2 2 2 2L R d4 4L R dL R d L R d三. 解答題：（選做二題，每題十分，并標出選做記號“ * ”，多做不給分）1、已知一正弦波的頻率為 100 Hz ，VP 10V , 用毫米方格紙畫出這個正弦的波形。 （水平方向 1 .00 cmP代表 1ms ，垂直方向 1 .00 cm 代表 1V ）評分： 1） 無坐標單位 、 水平畫成頻率、不按比例作圖以上三條滿足一條 零分2） 水平畫成頻率、按比例作