大學(xué)物理試驗練習(xí)

大學(xué)物理實驗練習(xí)（2）（一）是非判斷，改錯題判斷改錯題（對的打“J”，錯的打“X”外，還要把正確的改在下面。）。1.偶然誤差的特征是確定性，即在同一條件下進(jìn)行測量，誤差的大小和正負(fù)保持不變，或者在條件改變時按一定的規(guī)）。律變化（2.根據(jù)有效數(shù)字運算法則計算下題結(jié)果是否正確（8.04210.04+2.根據(jù)有效數(shù)字運算法則計算下題結(jié)果是否正確（8.04210.04+30.9=2義103.改錯34.47米+10.280米一1.0036米=43.7461米(4.240+0.004)米+(8.10—0.02)米一(0.035+0.006)米=12.375+0.030米12.34cmX0.0234cm=0.288756cm(4)40義(4)40義150012.6-11.60二600000(5)N=(10.8000+0.2)cm.沖擊電流計是利用Q=Kd測量電量的，式中d是沖擊電流計第一次最大偏轉(zhuǎn)時的讀數(shù)（ ）。.在下列各圖下面寫明電路“能”或“不能”測電源電動勢Ex,并在能測電動勢的電路圖的下面列出計算公式（圖中：E是工作電源，Es是標(biāo)準(zhǔn)電池，Ex是待測電源，V是電壓表，G是檢流計，R「R2是已知固定電阻，R、r是滑線變阻器）。發(fā)生器接“Y輸入”外必須把發(fā)生器接“Y輸入”外必須把（二）選擇題（只選一個答案，兩個以上答案記0分）6.某同學(xué)在做低電阻實驗時所得的數(shù)據(jù)如下，他是用螺旋測微計測量電阻絲的直徑，用分度值為厘米的米尺來測絲的長度（ ）。鋁絲直徑（mm）銅絲直徑（mm）鋁絲長度（cm）銅絲長度（cm）2.42■■11.38■■140.00■■121.00■■1.用示波器觀察信號波形（如鋸齒波、尖脈部）除將波形TOC\o"1-5"\h\z“掃描頻率”旋鈕置于“掃描擋位”（ ）。.“電容的測定”中使用的電路如右圖（ ）。.如果多次測量的平均值為534.274毫米，誤差為0.5毫米，測量結(jié)果應(yīng)表示為（ ）。A.534.3（mm） B.534.2+0.5（mm）C.534.3=0.5（mm） D.534.27+0.5（mm）.某長度的一次測量值為10.545厘米，判斷它是哪一把量具測出的（ ）。

A.米尺 B.20分游標(biāo)尺C.50分游標(biāo)尺 D.千分尺.測某一約為1.5V的電壓時，要求其結(jié)果的相對誤差小于1.5%,則應(yīng)選擇下列哪種規(guī)格的伏特表？（ ）。A.0.5級，量程為5V B.1.0級，量程為2VC.2.5級，量程為1.5V.“三線擺測轉(zhuǎn)動慣量”實驗中，要求下盤扭轉(zhuǎn)的角度很小，這主要是因為（ ）。A.轉(zhuǎn)動過大、空氣阻力過大，就影響測量精度B.轉(zhuǎn)動過大、下盤的動量大，使懸線L變長影響測量結(jié)果C.實驗理論簡化的要求D.提高實驗的效率5.測量液體粘滯系數(shù)時，要求讓小球下落一段路程后，才能確定起始點，并同時計算時間這是因為（ ）。A.我們有足夠的時間作好測試準(zhǔn)備B.觀察起來更方便，測得更準(zhǔn)C.讓小球達(dá)到勻速運動以滿足實驗理論的要求D.避免液面的影響6.用惠斯登電橋測電阻時，如果出現(xiàn)了下述情況，試選擇出仍能正常進(jìn)行測量的情況（ ）。A.電源正負(fù)級接反了B.有一個橋臂阻值恒為“0”C.有一個橋臂阻值恒為“無窮大”D.檢流計支路不通（斷線）.在用電位差計測量未知電動勢的操作過程中，若已調(diào)至補償狀態(tài)后切斷工作回路的電源開關(guān)，這時電流計將（）。A.偏向一側(cè) B.左右擺動 C.不偏轉(zhuǎn).用沖擊電流計測量磁場感應(yīng)強度時，其偏轉(zhuǎn)量的正確讀數(shù)方法是（ ）。A.偏轉(zhuǎn)到穩(wěn)定的最大值 B.擺動的平均值C.首次偏轉(zhuǎn)的最大值 D.首次偏轉(zhuǎn)的平均值.與沖擊電流計并聯(lián)的短路開關(guān)是用來（ ）。A.防止電流過大，起保護(hù)作用B.改變電路電阻值，使偏轉(zhuǎn)不至太大C.使電流計線圈的擺動迅速停止D.起分壓作用，改變電流計靈敏度偏轉(zhuǎn)板輸入頻率f=50Hz,求丫x沖擊電壓V=1.00V,標(biāo)準(zhǔn)電容為偏轉(zhuǎn)板輸入頻率f=50Hz,求丫x沖擊電壓V=1.00V,標(biāo)準(zhǔn)電容為.阻尼開關(guān)的作用和原理是什么？.在沖擊法測電容的實驗中，已知沖擊常數(shù)K=2.75X10c/mm,0.5000uF,光標(biāo)的偏轉(zhuǎn)量應(yīng)為多少？開關(guān)K「K2和％在實驗中分別向角為最小值？作步驟。在測量中如果電流計到平衡位置如何辦？（設(shè)右圖.開關(guān)K「K2和％在實驗中分別向角為最小值？作步驟。在測量中如果電流計到平衡位置如何辦？（設(shè)右圖.下面是長直螺線管內(nèi)軸線上的磁場測定線路圖，起什么作用？.指出圖中哪一個為偏向角？在怎樣的條件下，偏

34題圖 35題圖.在光柵實驗中，用分光計測光柵常數(shù)時，你如何確定所觀察到的明紋是零級條紋？在讀取角度時要采取“左”“右”讀角是為了什么？.為什么牛頓環(huán)是同心圓環(huán)，而劈尖干涉是平行直條紋？.為什么牛頓環(huán)實驗中用單色光源？若用白色光源將會出現(xiàn)什么情形？.雙棱鏡實驗中要想調(diào)試出清晰的干涉條紋，必須滿足哪些條件？.在雙棱鏡實驗中，為什么要先調(diào)出清晰的彩色條紋再加濾色片？先加濾色片可以嗎？.雙棱鏡實驗中的虛光源在何處？有幾條虛光源？.測薄透鏡焦距時，主要誤差來源是什么？你采用什么方法減小這種誤差？（三）問答題.根據(jù)誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因，可將誤差分為幾種？.系統(tǒng)誤差具有什么樣的特征？D2D2（D+d）（D—D） AR.牛頓環(huán)曲率半徑為R=k+m—k=（Dk+m+Dk）（D+mDk）導(dǎo)出相對誤差公式 =m九 4m九 R.使用螺旋測微計時應(yīng)當(dāng)注意.滑線變阻器有哪兩種基本用法？.分壓器的接法有何特點？使用上要注意什么？.沖擊電流計是用來測量什么物理量的？.沖擊電流計和靈敏度流計的主要差別是什么？.分光計望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)的要求是什么？如何實現(xiàn)？.使用分光計，要先進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)達(dá)到哪些要求，才算調(diào)整好了？.測微目鏡和讀數(shù)顯微鏡中的螺距差是如何產(chǎn)生的？如何消除之？.在“三線擺”實驗中，扭轉(zhuǎn)角應(yīng)大或小？為什么？.在用三線擺測轉(zhuǎn)動慣量實驗中，是如何測出圓環(huán)的轉(zhuǎn)動量的？在m0示圓環(huán)的質(zhì)量，r內(nèi)、r外分別表示圓環(huán)的半徑，它的轉(zhuǎn)動量理論值（繞中心）是什么？.何為揚氏彈性模量？測定有何作用？.什么是液體的粘滯系數(shù)？在C、G、S制中，粘滯系數(shù)的單位是什么？.落球法測液體的粘滯系數(shù)實驗中，當(dāng)小球落入液體后共受了哪些力的作用？它們的方向如何?多次測量，在多次測量的過程中變阻器R多次測量，在多次測量的過程中變阻器R1有什么作用？應(yīng)如何使使誤差最??？壓改變時，電場強度和電位是否.用線式電位差計測電動勢（如右圖）中，滑線用？.什么叫模擬法？.為什么可以采用穩(wěn)恒電流場模擬靜電場？.在用模擬法測繪靜電場時，怎樣作等位線才能.在模擬法測繪靜電場的實驗裝置中，當(dāng)電源電變化？電力線和等位線的形狀是否改變？.電表的改裝與校準(zhǔn)實驗，在校準(zhǔn)量程時，如果待改裝表讀數(shù)偏高或偏低，怎樣調(diào)分流電阻或分壓電阻？.有一改裝好的量程為20伏的是電壓表，校準(zhǔn)刻度時的最大絕對誤差為0.2伏，問該表的精度等級是幾級？.為什么惠斯通電橋不能測低電阻？雙臂電橋相對惠斯通電橋有哪些改進(jìn)？為什么能消除接觸電阻和導(dǎo)線電阻的影

響？.顯示電壓波形時，為什么要在水平偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒電壓，而不能加其它波形的電壓?.用示波器顯示待測電壓波形時，為什么要求鋸齒電壓的周期Tx是待測電壓周期Ty的整數(shù)倍，在實驗中如何操作?為什么還要整步？在實驗中如何操作？.為什么李沙如圖形的切點數(shù)與頻率水平偏轉(zhuǎn)板上的正弦電壓f=60Hz熒光屏上李x響？.顯示電壓波形時，為什么要在水平偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒電壓，而不能加其它波形的電壓?.用示波器顯示待測電壓波形時，為什么要求鋸齒電壓的周期Tx是待測電壓周期Ty的整數(shù)倍，在實驗中如何操作?為什么還要整步？在實驗中如何操作？.為什么李沙如圖形的切點數(shù)與頻率水平偏轉(zhuǎn)板上的正弦電壓f=60Hz熒光屏上李x偏轉(zhuǎn)板上的待測正弦電壓的頻率f為多少？y.示波器的掃描頻率大于或遠(yuǎn)小于軸是什么情況？(四)其它類型題.低電阻測量中求算術(shù)平均誤差A(yù)p/p。為fy/fx=nx/ny這種關(guān)系。若已知沙如圖形右圖所示。試問垂直正弦波信號頻率時，屏上圖形將cRd…d2l，p—z?8-p(1+a?t) ,R d-2lD2 -D2 (D+D)(D-D).牛頓環(huán)曲率半徑為R——k?丁_k=—k+m k_k?m k—，求AR。4m九 4m九,L.已知r―產(chǎn)R'-R，試寫出其相對誤差公式。LAD.已知T—(2.000—0.002)秒，L—(1.000±0.001)米，用單擺測重力加速度g―4nL2/T2，試求出g±。g。.試推出牛頓試驗中測定曲率半徑的相對誤差和絕對誤差的誤差傳遞公式。次數(shù)12345A(cm)10.22010.18010.22010.19010.2106.對某一物理量A經(jīng)過五次測量，記錄下下表，試計算A及標(biāo)準(zhǔn)誤差，并寫出測量結(jié)果表達(dá)式。.已知P=2VL/L,實驗測得L=2.00=0.02厘米，V=3.00±0.09伏，L=1.20=0.06安，試計算P和算術(shù)平均誤差A(yù)P,并寫出測量結(jié)果表達(dá)式。.寫出毫安表和讀數(shù)顯微鏡在下列狀態(tài)時的讀數(shù)亳安表 讀數(shù)顯微鏡的讀數(shù)系統(tǒng)繪出滑線變阻器的分壓接法。.下圖為測電阻Rx的電路，若測量時，無論如何移動)，檢流計始終偏向一邊，試說明出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能有哪些原因。.下圖為惠斯通電橋，試證明電橋的平衡條件是：坐—與RsR22.“補償法”測電動勢的線路中有一個可以調(diào)節(jié)的“已知電源”，試畫出試驗電路中的這一部分線路。.用雙臂電橋測鋁絲的電阻率，采用了公式p—1/bp'(b-at)d2/d2L'/1，試說明式中各符號的意義，并推導(dǎo)出相對誤差A(yù)p/p的誤差傳遞公式。.在示波器上觀察李沙如圖形時，得到兩種圖形，已知fx=50Hz,求fy。.已知正弦波形圖，在其下方畫出半波整流及全波整流波形圖。.利用下圖儀器和器材可以測量未知電阻Rx的大小。請將其連接成測量電路，簡述測量步驟；并寫出計算公式Rs為已知的標(biāo)準(zhǔn)電阻，K為單刀雙擲開關(guān)）。.顯示電壓波形時，主要調(diào)節(jié)哪些旋鈕，并說明其作用。.有變壓器一個，固定電阻一個，示波器一臺，晶體二極管一只（如下圖所示）試用導(dǎo)線將它們連接成一個能顯示二極管特性曲線（通過二極管電流1和二極管兩端電壓的關(guān)系曲線）的電路。.若已知下圖中電源變壓器次級的正弦電壓之大小為V,試簡述示波器測量電阻兩端電壓VR的步驟，并寫出計算公式。低壓交流電源低壓交流電源題20圖變極器改變電容器沖電電壓極性X109題20圖變極器改變電容器沖電電壓極性X109c/mm,互感系數(shù)M=0.1H,感.試?yán)L出在用沖擊法測電容量的實驗中利用的電路圖。.在沖擊法測磁場的實驗中，沖擊常數(shù)K^5應(yīng)回路總電阻口1000歐，測K時要首次最大求光標(biāo)偏轉(zhuǎn)d^200mm,試確定通電流IKO.繪出換向開關(guān)（雙刀雙擲開關(guān)）和變極器的換向線路。.設(shè)計一種僅用分光計測量三棱鏡頂角的方法（不另設(shè)光源和其它器件），畫出光路圖，并推導(dǎo)公式。A/B2a'AX ,.繪圖表示出雙棱鏡產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的區(qū)域，并指出相干光源的位置，計算波長的公式九二-—中2a'是什A+B么含義。二、參考答案(一)是非判斷、改錯題(X系統(tǒng)誤差)(V)(1)43.75；(2)12.31+0.02；(3)0.289；(4)6.0X10；(5)10.8+0.2(V)c能測，其余不能。Ex=互EsLs(X) 2.420 1.380 40.0 21.0(V)(X)圖略。(二)選擇題1.(A) 2.(B) 3.(B)4.(C) 5.(C) 6.(A)7.(A) 8.(C) 9.(C)(三)問答題.過失誤差、系統(tǒng)誤差、偶然誤差三種。.系統(tǒng)誤差的特征是確定性，即在同一條件(方法、儀器、環(huán)境、觀測人)下進(jìn)行測量，誤差大小和正負(fù)保持不變或在條件改變時按一定的規(guī)律變化(如遞增、周期性)。ccDAD +DAD2k+mkIm kk(Dk+m+D"Dk+m-Dk).(1)考慮零點校正；(2)使用保護(hù)旋鈕帶動鼓輪，而不直解旋轉(zhuǎn)鼓輪；(3)用畢小軸與小粘間留空隙。.限流器和分壓器.滑線變阻器的兩固定端要和電源連成回路，另取一固定端和一滑動端接外電路，使用時注意先將電刷放在使輸出電壓為最小的位置。.是測量脈沖電流所遷移的電量。.前者與后者相比，其動圈的轉(zhuǎn)動慣量大，因而自由振蕩的周期長。前者是測量電量的，后者是測量電流的。.(1)調(diào)目鏡使叉絲清晰；(2)調(diào)節(jié)物鏡和分化板距離使綠十字像清楚；(3)用各半調(diào)節(jié)法使望遠(yuǎn)鏡軸垂直于分光計的中心軸。.望遠(yuǎn)鏡聚焦于無窮遠(yuǎn)；平行光管發(fā)現(xiàn)平行光；載物臺、平行光管和望遠(yuǎn)鏡光軸及載物臺平面與儀器轉(zhuǎn)軸垂直。.因為絲桿與螺套間反向運動時，因螺距的存在而出現(xiàn)的誤差，同向讀數(shù)則可避免。.扭轉(zhuǎn)角應(yīng)小(大約5度以內(nèi))，是因簡諧要求。.先測帶孔圓盤的轉(zhuǎn)動慣量。再測帶孔圓盤與圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量圓環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量為NT圓環(huán)(繞中心)轉(zhuǎn)動慣量理論值為.F/S——應(yīng)力；AL/L——應(yīng)變；根據(jù)虎克定律，在彈性限度內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即F/S=EAL/L或E=(F/S)/(△L/L)=FL/ALS式中E稱為楊氏彈性模量，它是表示固體材料抵抗形變能力的物理量。.因各層流體(穩(wěn)定流動時)的速度不同，而產(chǎn)生層間的粘滯力(磨擦力)f=n(dv/dx)s,n稱為粘滯系數(shù)，只與液體的性質(zhì)和溫度有關(guān)，在C、G、S制中粘滯系數(shù)為“泊”。.共受三個力：重力二(4/3)r3Pg豎直向下浮力二(4/3)r3P0g豎直向上阻力=6nnrv豎直向上.不能改變工作電流。.保護(hù)電流計作用。先應(yīng)使R1為最大，滑動電鍵D的位置，使電流計指針為零。.兩個物理量之間滿足一定的物理相似或數(shù)學(xué)相似，則可用對一個物理量的研究去表征另一個不易測量的物理量的方法叫模擬法。.因為在靜電場中不存在流動電荷，其電勢分布無法用磁電式電表直接測量，穩(wěn)恒電流場與相應(yīng)的靜電場它們的電場在空間的分布規(guī)律有著相同的數(shù)學(xué)形式(或相似的物理規(guī)律)，而穩(wěn)恒電流場的電場在空間的分布規(guī)律有著相同的數(shù)學(xué)形式或相似的物理規(guī)律，而穩(wěn)恒電流場電勢分布可以用電表直接進(jìn)行測量，所以可以用穩(wěn)恒電流場模擬靜電場。.作等位線時，使測量點比較均勻地分布在等位線兩側(cè)，并使測量點盡量靠近等位線。.電場強度和電位要變化，電力線和等位線的兩側(cè)，并盡量靠近等位線。.電表擴程：待改裝表讀數(shù)偏高，減小分流電阻；反之，增大分流電阻。改裝成電壓表：待改裝表讀數(shù)偏高，增大分壓電阻；反之，減小分壓。.標(biāo)稱誤差=0.2/20X100%=1.0%該表的精度等級是1.0級。.惠斯通電橋與雙臂電橋的電路如下：由于低電阻的阻值很小，電路中的接觸電阻和導(dǎo)線電阻不能忽略，用惠斯通電橋測低電阻誤差太大。若改成雙臂電橋就可測量低電阻。改進(jìn)措施及其作用是：（1）增加一個由R3、R4構(gòu)成的比例臂，將待測電阻Rx和標(biāo)準(zhǔn)電阻（比較臂電阻）Rs接成四端電阻。這樣就把除r之外的接觸電阻和導(dǎo)線電阻并入電源電路及阻值很大的R1、R2=R3、R4支路，使其對測量結(jié)果的影響可以忽略。（2）理論可以證明，在保持R1/R2=R3/R4的情況下，將電橋調(diào)平衡，可消除r對測量結(jié)果的影響。.因光點水平位移X與水平偏轉(zhuǎn)板上的電壓Vx成正比。鋸齒電壓與時間t成正比，因此X5因光點垂直位移與垂上偏轉(zhuǎn)板上的電壓成正比，即丫W(wǎng)y因此，可用光點在熒屏上的運動軌跡（Y-X曲線）表示待測電壓波形（Vy—t關(guān)系曲線）。而其它電壓與時間不成正比，因而加在水平偏轉(zhuǎn)板上，熒光屏上顯示的不是電壓波形。.可使電子束在各次掃描周期的時間內(nèi)掃描出的光跡重合。調(diào)“掃描范圍”、“掃描微調(diào)”。Ty、Tx是由兩個彼此獨立的電路產(chǎn)生的電壓周期，任意一個變化就會破壞Tx與Ty的整數(shù)倍關(guān)系，因而要通過整步才能使鋸齒波電壓周期隨待測電壓周期同步變化，保持二者的整數(shù)倍關(guān)系，使熒屏上的波形保持穩(wěn)定。調(diào)“整步選擇、”“整步增幅”。.由于切然的位置就是光點沿X或Y方向振動出現(xiàn)最大位移的位置，最大位移出現(xiàn)的次數(shù)就是振動次數(shù)，因而切點數(shù)之比就等同于同一時間內(nèi)，光點沿X和Y兩方向的振蕩次數(shù)之比，故有fy/fx=n/ny的關(guān)系。因為fx=60Hz、n「2、n「3,所以fy=40Hz。.掃描頻率信號頻率時，看不到完整的信號電壓波形。掃描頻率遠(yuǎn)小于信號頻率時，將出現(xiàn)密集的信號電壓波形。.因為fy/fx=3/2,所以 fy=3fx/2=75Hz。.作用是使光斑盡快靜止，恢復(fù)初始位置，原理是楞次定律。.d=18.2cm。.操作步驟：（1）斷開K2,將K1倒向，調(diào)節(jié)R1使互感器M初級線圈通以適當(dāng)電流I。（2）將K1迅速倒向2,讀出沖擊電流計首先偏轉(zhuǎn)的最大讀數(shù)。（3）按K=2MI/d。R計算沖擊常數(shù)K；斷開K3可使線圈很快回到平衡位置；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至平衡位置時按阻尼開關(guān)K2,可使線圈迅速停止擺動；減小電流I。可減小線圈偏轉(zhuǎn)最大角度。.K1：換向開關(guān)，使螺線管電流方向或互感器原線圈電流反向。K2：回路轉(zhuǎn)換開關(guān)，打向1,接通互感器，打向2,接通螺線管。K3：阻尼開關(guān)，閉合時，G中動圈所受阻尼力矩最大，動圈很快停下來。./6為偏向角；當(dāng)/I=/4時，偏向角為最小值。.取下光柵，如果原明紋處是一條亮線，則此明紋是零級條紋。采取“左”、“右”讀數(shù)是為了消除刻度盤與分光計中心軸線之間偏心差。.等厚干涉條紋的形狀由等厚區(qū)域分布而定，牛頓環(huán)中心厚度為零，零級暗紋為一小圓斑，四周等厚區(qū)域為環(huán)狀。故牛頓環(huán)為同心圓環(huán)，而劈尖干涉零級暗紋為一條直線，故干涉條紋為直條紋。.R的計算與波長人有關(guān)，故用單色光源。干涉條件與人有關(guān)，若用白光光源時，牛頓環(huán)將為彩色同心圓環(huán)。.（1）單縫要足夠細(xì)；（2）縫要平行于雙棱鏡的棱。.人眼對彩色分辨本領(lǐng)大于對深淺的分辨本領(lǐng)，故應(yīng)后加濾色片。.虛光源應(yīng)在單縫所在平面（或雙棱鏡兩束透射光反向延長線交點所在平面），虛光源為兩條。

.主要誤差來源是對透鏡成象的清晰程度判斷不準(zhǔn)，可以采用將透鏡(或屏)左右移動找清晰象的位置，然后取平均值的方法減小這種誤差。(四)其它類型題ApAR AR a'At力d力d'Al'Al=升+b++2 +2 + +pRARB1+a'td d'l' lAR=-^-(2DAD+2DAD)=-^-(DAD -DAD)m九 k+mk+m kk 2m九k+mk+m kk3.—LAD〃LadIAL4.3.—LAD〃LadIAL4.2O2+(%)2OL STLadIO2+o2=0.02n/s24兀21g= =9.872m/s2T2g=g±0g=(9.87±0.02)n/s2lARcD AD +DAD =2 kIm kIm k k R (Dk+m+Dk)(Dk+m-DJAR=士J+mADk+m+Dk%).A=10.204cm》(A]—A)20=[l-^=-5~4 =0.008cmA=(10.204±0.008)cm7.⑴p=也=2x3.00xL20=1.80瓦/厘米27.L2 2.002AV AI aLL…(2)+ +2 =0.10(2)VILAP=1.80x0.10=0.2瓦/厘米2P=(1.8±0.2)瓦/厘米28.6.0mA 24.125mm9.9.(1)AB=BC、CD、DA四段電路中一段斷路。AD和BC或者