大學(xué)物理試驗(yàn)習(xí)題和答案

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)習(xí)題和答案.指出下列各測(cè)量量為幾位有效數(shù)字：提示：非零之后所有的0都是有效數(shù)字L=0.0001mm,0.100mm,1.0000mm答：1位,3位,5位g=980.123cm.s-2,9.7944m.s-2答：6位,5位m=5.6x10-1kg答：2位.改正下列錯(cuò)誤，寫出正確答案：提示：測(cè)量值尾數(shù)要與不確定度對(duì)齊(1)d=14.450±0.4(cm)［改正：d=14.4±0.4(cm)］(2) p=31690±200(kg)［改正：p二(3.17±0.02)x104(kg)(3)s=2.785x102±0.4(cm2)［改正：s=278.5±0.4(cm2)］ (4)v=420(1±0.3%)m/s［改正：v=420±2(m/s)］h=27.3x104±2000(km)［改正：h=(2.73±0.02)x105(km)］l=3768km=3768000m=376800000cm［改正：l=3.768x108cm］(7)R=12km±100m［改正：R=(12.0±0.1)km］(8)E=(1.93x10ii±6.76x109)(N/m2)［改正：E=(1.93±0.07)x10ii(N/m2)］.把下列各數(shù)按有效數(shù)字取舍規(guī)則取為四位有效數(shù)字：提示：四舍六入五湊偶42.495(2)64.465(3)7.1308(4)3.899501答：(1)42.50(2)64.46(3)7.131(4)3.900.用米尺測(cè)量某長度L,共測(cè)5次，讀數(shù)均為14.6mm,試問這個(gè)測(cè)量有誤差否?如果有，誤差是哪種誤差?誤差值是多少?這個(gè)測(cè)量結(jié)果應(yīng)如何表示？提示：支］度式儀器(如螺旋測(cè)微器物理天平，直尺等可估讀的儀器)人最小分度

3—5-答：有；是系統(tǒng)誤差（或儀器誤差）；誤差值是0.5mm;L=14.6±0.5mm.△儀=0.5mm△儀=0.5mm.說明下述情況中產(chǎn)生的誤差是系統(tǒng)誤差還是隨機(jī)誤差，或者兩者都存在。提示：系統(tǒng)誤差一由于測(cè)量工具（或測(cè)量?jī)x器）本身固有誤差、測(cè)量原理或測(cè)量方法本身理論的缺陷、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)人員本身心理生理?xiàng)l件的制約而帶來的測(cè)量誤差；隨機(jī)誤差一由于各種偶然的、無法預(yù)測(cè)的不確定因素干擾而產(chǎn)生的測(cè)量誤差（1）米尺刻度疏密不均勻（隨機(jī)誤差）（1）米尺刻度疏密不均勻（隨機(jī)誤差）（2）米尺長度因溫度變化而伸縮（隨機(jī)誤差）（3）電表的機(jī)械零點(diǎn)未經(jīng)調(diào)零（系統(tǒng)誤差）（4）螺旋測(cè)微器測(cè)口已合，指示卻偏離零點(diǎn)（系統(tǒng)誤差）（5）天平未調(diào)水平（系統(tǒng)誤差）.某長度的測(cè)量結(jié)果寫成：L=（15.68+0.04）mm（P=68.3%），下列敘述中哪些是正確的?提示：任意一次測(cè)量值落入?yún)^(qū)間［*-6〃+的概率為JjL-a這個(gè)概率叫置信概率，也稱為JjL-a這個(gè)概率叫置信概率，也稱為置信度C對(duì)應(yīng)的區(qū)間叫置信區(qū)間」表示為二X="土CT（1）待測(cè)長度是15.64mm或15.73mm;（2）待測(cè)長度是15.64mm到15.73mm之間;（3）待測(cè)長度的真值在區(qū)間15.64mm?15.73mm內(nèi)的概率為68.3%。（正確）.進(jìn)行有效數(shù)字運(yùn)算：提示：加減運(yùn)算后的有效數(shù)字，取到參與運(yùn)算各數(shù)中最靠前出現(xiàn)可疑數(shù)的那一位乘除結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)和參與運(yùn)算各數(shù)中有效數(shù)字位數(shù)最少的相同45.6530+5.4=51.1 （2）3034-2.40=3032（3）342X0.10=34 （4）452.3^0.100=4.52X1033.0421⑸「―一98=2X10350.00X<1S.30-L6.3)(6)-3 C =10(7S.00-77.00)X10.008.用一鋼尺對(duì)一長度進(jìn)行多次等精度測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如下:L（mm）：12.0,11.8,12.5,11.9,12.1,11.8,12.2鋼板尺的儀器誤差為0.5mm，請(qǐng)寫出測(cè)量結(jié)果表達(dá)式。提示：

總不確定度的“方、和、根”方法合成A= +A2AB答：L=12.0+11.8+12.5+11.9+12.1+11.8+12.2=12.04=12.0(mm)a2=[(12.0-12.0)2+(11.8-12.0)2+(12.5-12.0)2+(11.9-12.0)2+(12.1-12.0)2+(11.8-12.0)2+(12.2-12.0)2]/6=0.065r2=0.25Bx=(△A2+△b2，/2=0.6結(jié)果表達(dá)式：L=12.0±O.6(mm)Ex=（0.6/12.0）X100%=5.0%9.寫出下列間接測(cè)量量不確定度的傳播公式和最后結(jié)果表達(dá)式（P=68.3%）：提示：間接測(cè)量不確定度的計(jì)算.設(shè)待測(cè)量與各直接測(cè)量之間有函數(shù)關(guān)系：*=/（陽NZ…）待測(cè)量的不確定度與各直接測(cè)量量的不確定度的關(guān)系為：和差形式:例：N=5A3^6BA-3C△n= +(24硬金)2+(3Aj積商形式:例;4/77例;7lD2hIn7=ln4+InzH-ln^-21nZ?-InAKN+(移)2+(2)2(2)丫=4m/nD小m=(236.124±0.002)gD=(2.346±0.005)cmh=(8.21±0.01)cmI\(2)丫=4m/nD小m=(236.124±0.002)gD=(2.346±0.005)cmh=(8.21±0.01)cm(1)Y=A+2B-5cA=(28.106±0.01)cmB=(12.43±0.04)cmC=(5.240±0.008)cm⑴答：Y=28.106+2X12.43-5X5.240=26.77不確定度的傳播公式：A=V'A2+(2A)2+(5A)2YfA B CAy=[0.012+(2X0.04)2+(5X0.008)2]i/2=0.09結(jié)果表達(dá)式：Y=26.77±0.09cmEy=(0.09/26.77)X100%=0.34%⑵答：4mY=D2h=4X236.124/(3.14X2.3462X8.21)=6.657米確定度的傳琉公母—卜兀-2InD-lnhA飛2AA甘二i：(f)2+()2+(丁)2YmmDh=[(0.002236.124)2+(2X0.005/2.346)2+(0.01/8.21)2]1/2=0.44%ay=0.44%X6.657=O.O3

結(jié)果表達(dá)式：Y=6.66±0.03EY=△，丫=0.44%錯(cuò)誤!未指定書簽。10.彈簧在不同質(zhì)量下測(cè)得的長度數(shù)值如下表:m/g102030405060l/cm10.8111.6012.4313.2214.0114.83設(shè)F=kl(1)用逐差法求彈簧的勁度系數(shù)k和m=0的讀數(shù)1；答：Am=[(40-10)+(50-20)+(60-30)]/(3x3)=10gAL=[(13.22-10.81)+(14.01-11.60)+(14.83-12.43)]/(3x3)=0.803cmk=AF/AL=(10x10-3x9.8)/(0.803x10-2)=12.2N/m當(dāng)m=0時(shí)，l=10.81-0.803=10.007=10.01cm。(2)用最小二乘法求k。設(shè)已知函數(shù)的形式為y=a+bxx(m/g)y(l/cm)X2xyy21010.81100108.1116.862011.60400232.0134.563012.43900372.9154.504013