大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)習(xí)題和答案(整理版)

1、第一部分：基本實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)1_ （直、圓）游標(biāo)尺、千分尺的讀數(shù)方法。答：P462 .物理天平1 .感量與天平靈敏度關(guān)系。天平感量或靈敏度與負(fù)載的關(guān)系。答：感量的倒數(shù)稱為天平的靈敏度。負(fù)載越大，靈敏度越低。2 .物理天平在稱衡中，為什么要把橫梁放下后才可以增減祛碼或移動(dòng)游碼。答：保護(hù)天平的刀口。3 .檢流計(jì)1 .哪些用途使用時(shí)的注意點(diǎn)如何使檢流計(jì)很快停止振蕩答：用途：用于判別電路中兩點(diǎn)是否相等或檢查電路中有無微弱電流通過。注意事項(xiàng)：要加限流保護(hù)電阻要保護(hù)檢流計(jì)，隨時(shí)準(zhǔn)備松開按鍵。很快停止振蕩：短路檢流計(jì)。4 .電表量程如何選取量程與內(nèi)阻大小關(guān)系答：先估計(jì)待測(cè)量的大小，選稍大量程試測(cè)，再選用合適的量程

2、。電流表：量程越大，內(nèi)阻越小。電壓表：內(nèi)阻=量程X每伏歐姆數(shù)5 .萬用表不同歐姆檔測(cè)同一只二極管正向電阻時(shí)，讀測(cè)值差異的原因答：不同歐姆檔，內(nèi)阻不同，輸出電壓隨負(fù)載不同而不同。二極管是非線性器件，不同歐姆檔測(cè)，加在二極管上電壓不同，讀測(cè)值有很大差 異。. 缶虧友生命功率輸出與電壓輸出的區(qū)別答：功率輸出：能帶負(fù)載，比如可以給揚(yáng)聲器加信號(hào)而發(fā)聲音。電壓輸出：實(shí)現(xiàn)電壓輸出，接上的負(fù)載電阻一般要大于50QO比如不可以從此輸出口給揚(yáng)聲器加信號(hào)，即帶不動(dòng)負(fù)載。7 .光學(xué)元件光學(xué)表面有灰塵，可否用手帕擦試答：不可以8 .箱式申橋倍率的選擇方法。答：盡量使讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)最大的原則選擇合適的倍率。9 .逐差

3、法什么是逐差法，其優(yōu)點(diǎn)答：把測(cè)量數(shù)據(jù)分成兩組，每組相應(yīng)的數(shù)據(jù)分別相減，然后取差值的平均值。優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)數(shù)據(jù)都起作用，體現(xiàn)多次測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。10 .楊氏模量實(shí)驗(yàn)1 .為何各長(zhǎng)度量用不同的量具測(cè)答：遵守誤差均分原理。2 .測(cè)鋼絲直徑時(shí)，為何在鋼絲上、中、下三部位的相互垂直的方向上各測(cè)一次直徑， 而不是在同一部位采樣數(shù)據(jù)答：鋼絲不可能處處均勻。3 .鋼絲長(zhǎng)度是楊氏模量?jī)x上下兩個(gè)螺絲夾之間的長(zhǎng)度還是上端螺絲夾到掛祛碼的祛碼 鉤之間的長(zhǎng)度答：前者4 .采用光放大辦法測(cè)鋼絲的微小伸長(zhǎng)量時(shí)要測(cè)望遠(yuǎn)鏡到標(biāo)尺之間的距離L,請(qǐng)問，L是指平面鏡鏡面到望遠(yuǎn)鏡旁標(biāo)尺的距離還是指平面鏡鏡面到望遠(yuǎn)鏡物鏡之間的距離答：前者5 .

4、必須預(yù)加祛碼使鋼絲拉直，你能用什么辦法判斷需預(yù)加幾個(gè)祛碼答：用圖示法。作祛碼量與伸長(zhǎng)量曲線應(yīng)該是直線，但由于鋼絲沒事先拉直，則會(huì)出現(xiàn) 圖示曲線有彎曲到直線的過渡。由拐點(diǎn)可判斷需預(yù)加祛碼量。6 .材料相同，但粗細(xì)、長(zhǎng)度不同的兩根鋼絲，它們的楊氏模量是否相同答：相同7 .如何分析哪一個(gè)量的測(cè)量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響較大答：計(jì)算每個(gè)量的相對(duì)誤差，相對(duì)誤差大的，則對(duì)測(cè)量結(jié)果影響大。8 .怎樣提高光杠桿測(cè)量微小長(zhǎng)度變化的靈敏度答：加大平面鏡鏡面到望遠(yuǎn)鏡旁標(biāo)尺的距離；增加光杠桿的長(zhǎng)度。9 .光杠桿為什么用線拴住答：防止光杠桿掉落。11 .伏安特性1 .什么是內(nèi)接法什么是外接法答：電壓表測(cè)的是電流表與電阻相串聯(lián)時(shí)

5、的電壓時(shí)，稱為內(nèi)接法。電流表測(cè)的是流過電壓表與電阻并聯(lián)時(shí)的總電流時(shí)，稱為外接法。2 .測(cè)二極管正向伏安特性時(shí)，如何保護(hù)被測(cè)二極管答：串聯(lián)一個(gè)限流電阻。3 .如果要測(cè)二極管反向伏安特性，畫出電路圖。答：P126 圖 11-84 .如果要測(cè)二極管反向擊穿特性，畫出電路圖。答：P126圖11-8做更改：微安表改為毫安表并外接；給二極管加一只限流電阻。5 .在接線中是分塊接線還是按電路圖順序接線的答：分塊接線。 把電路分解為三部分：電源電路、負(fù)載電路和測(cè)量電路。先分別接三塊電路，再把各塊按特征連接。6 .接線時(shí)電源開關(guān)什么時(shí)候開的拆線時(shí)電源開頭什么時(shí)候關(guān)的答：接線時(shí)：最后。即 先接電路，后通電源。拆線

6、時(shí)：先。即先斷電源，后拆線路。7 .在用圖示法表示元件伏安特性時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)該在什么位置多測(cè)些數(shù)據(jù)答：曲線的拐點(diǎn)處。12 .電橋1 .有幾種方法測(cè)量電阻說一下各種測(cè)量電阻的方法和特點(diǎn)。答：伏安法、電位差計(jì)法、電橋法、用萬用表。方法和特點(diǎn)：略。2 .電橋電路中，為什么檢流計(jì)支路中要加一只滑線變阻器變阻器的電阻如何選取的答：加滑線變阻器一是保護(hù)檢流計(jì)，二是改變電電橋靈敏度。3 .如何提高電橋的靈敏度答：加大電源電壓，減小檢流計(jì)電路限流電阻大小，或選用高靈敏度檢流計(jì)。4 .用箱式電橋測(cè)電阻時(shí)，如果未知電阻未接入，可否按下電源開關(guān)和檢流計(jì)開關(guān)，為 什么答：不可以。因?yàn)檫@時(shí)電橋永遠(yuǎn)不平衡，會(huì)使電流過大燒

7、毀檢流計(jì)。5 .用電橋測(cè)一非線性元件的電阻，調(diào)電橋平衡后，如果這時(shí)加大電源電壓(其它 都不變)，問電橋是否還保持平衡，為什么L 答：不平衡。因?yàn)榉蔷€性元件的電阻會(huì)隨外加電壓的變化而變化。6.右圖中 R、R2、R3是電阻箱，科A是微安表頭， R是滑線 變阻器。這電路如何測(cè)微安表頭的內(nèi)阻的如何判斷電橋已經(jīng)平衡答：如果電橋平衡，則橋路兩端電位相等，這時(shí)按下橋路電鍵11坳 E則說明電橋平衡。電橋平衡后Ki,微安表電流不會(huì)變化。因此，如果按下Ki發(fā)現(xiàn)微安表指針無變化，可用三只電阻算出內(nèi)阻。7 .如果檢流計(jì)事先沒有校零，會(huì)不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果為什么答：所謂電橋平衡，則按下橋路電鍵，檢流計(jì)指針位置不變。因此，沒

8、校零，不會(huì)影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果。8 .電橋橋路中的滑線變阻器和開關(guān)能否去掉，為什么答：滑線變阻器開始時(shí)保護(hù)檢流計(jì)用，接近平衡時(shí)為提高靈敏度，阻值可降為零。橋路中開關(guān)如果去掉，則電橋嚴(yán)重不平衡時(shí)，會(huì)損壞檢流計(jì)，因此不能去掉。13 .電位差計(jì)1 .用電位差計(jì)測(cè)電壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)總往一邊偏，調(diào)不平衡，試分析可能的原因答：(1)電源電壓偏大或偏小( UJ31型不在伏范圍內(nèi))(2)電源極性接反(3)被測(cè)電壓極性接反(4)被測(cè)電壓超過量程2 .“電位差計(jì)的校正”與“調(diào)節(jié)電位差計(jì)主電路的工作電流”之間是怎樣的關(guān)系. 答：是一回事3 .假若實(shí)驗(yàn)室室溫不是 20 C ,如何校正電位差計(jì)答：根據(jù)室溫值算出此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電池電

9、勢(shì)值，把溫度補(bǔ)償旋鈕調(diào)到此值，再進(jìn)行校正電位差計(jì)。4 .能否用 UJ31型直流電位差計(jì)測(cè)右圖電路A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差產(chǎn)荻嬴一“答：UJ31型電位差計(jì)最大能測(cè)171mV。滿一這電路中A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差超量程了，因此不能測(cè)。5 .電位差計(jì)面板上 粗、細(xì)、短路”三個(gè)按鈕的作用是什么答：開始時(shí)應(yīng)該按“粗”，差不多平衡時(shí)再按“細(xì)”，要讓檢流計(jì)指針很快停下則按“短路”。6 .假如供給UJ31型電位差計(jì)的工作電壓為7伏，則在校正電位差計(jì)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象怎么處理這種現(xiàn)象答：題述電壓的結(jié)果是永遠(yuǎn)調(diào)不平衡。處理辦法：調(diào)整工作電壓，因?yàn)閁J31型電位差計(jì)的工作電壓要求在伏之間。7 .如果檢流計(jì)事先沒有校零，會(huì)不會(huì)

10、影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果答：不會(huì)。因?yàn)槠胶獠黄胶?，是看按鍵按下前后檢流計(jì)指針動(dòng)還是不動(dòng)。14 .示波器：1 .示波器觀測(cè)電信號(hào)的三個(gè)必要條件是什么答：（1）被測(cè)信號(hào)必須加到 丫偏轉(zhuǎn)板上（2） X偏轉(zhuǎn)板必須加鋸齒波（3）要觀測(cè)到穩(wěn)定 的波形，必須調(diào)節(jié)鋸齒波的周期，使?jié)M足Tx nTy2 .假設(shè)示波器已經(jīng)觀測(cè)到了一個(gè)穩(wěn)定的正弦波電信號(hào)了，這時(shí)將一 急機(jī)】轉(zhuǎn)換開關(guān)置位置，則示波器上看到什么形狀的圖形答：一條豎直線3 .假設(shè)示波器已經(jīng)觀測(cè)到了一個(gè)穩(wěn)定的正弦波電信號(hào)了，這時(shí)將 I號(hào)轉(zhuǎn)換開關(guān)置“x外接”位置，則示波器上看到什么形狀的圖形答：一條豎直線4 .如何用示波器判斷被測(cè)電信號(hào)中是否含有直流成份答：將Y輸入端的轉(zhuǎn)換

11、開關(guān)分別撥向 DC和AC,觀察兩種情況時(shí)波形的幅度，如果幅度沒有變化，則被測(cè)信號(hào)中沒有直流成分。5 .如何用示波器估測(cè)電信號(hào)的峰峰值與頻率答：電信號(hào)的峰峰值就是波形的波峰到波谷上下的格數(shù)乘以每格對(duì)應(yīng)的電壓值。頻率為周期的倒數(shù)，周期即為波形相鄰的同相位點(diǎn)之間水平格數(shù)乘以每格對(duì)應(yīng)的時(shí)間。6 .用兩只信號(hào)發(fā)生器分別給示波器的兩組偏轉(zhuǎn)板加頻率相等的電信號(hào)，則出現(xiàn)“利薩如圖”，但發(fā)現(xiàn)屏上的“利薩如圖”時(shí)刻轉(zhuǎn)動(dòng)，為什么答：因?yàn)榻o示波器兩偏轉(zhuǎn)板加的電信號(hào)，不能保證其相位差恒定。15 .聲速1 .聲速實(shí)驗(yàn)中，換能器工作頻率大致多少答：40kHz左右2 .你是如何做聲速實(shí)驗(yàn)的答：首先將信號(hào)發(fā)生器輸出 40kHz

12、的正弦波，調(diào)示波器得到波形，再調(diào)信號(hào)發(fā)生器的頻率， 觀察到最大波形，得到共振頻率f;再調(diào)聲速測(cè)量?jī)x，使兩換能器的距離慢慢變大，觀察示波器波形變化，測(cè)出各極大值所對(duì)應(yīng)的接受器的位置，通過隔項(xiàng)逐差法求出波長(zhǎng)，則V f可測(cè)出。16 .靜中場(chǎng)1 .為什么要用模擬法描繪靜電場(chǎng)的分布而不用探測(cè)器直接描繪靜電場(chǎng)的分布答：實(shí)際描繪靜電荷周圍的電場(chǎng)很困難，因?yàn)樯烊腱o電場(chǎng)中的探針上的感應(yīng)電賀會(huì)影響原電場(chǎng)的分布。2 .你做靜電場(chǎng)的描繪實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源是交流電源還是直流電源答：直流電源3 .你認(rèn)為電壓表的內(nèi)阻是大點(diǎn)好還是小點(diǎn)好答：內(nèi)阻大點(diǎn)好，誤差小4 .靜電場(chǎng)模擬同軸電纜電場(chǎng)分布實(shí)驗(yàn)中，如果電源電壓增加一倍，問等位線的形

13、狀是否 變化答：形狀不變17 .電子束：1 .你是如何驗(yàn)證電子束的偏轉(zhuǎn)位移與加速電壓成反比的答：作兩條DV2 Vd曲線，看是否重合。2 .電子槍柵極電位與陰極（或燈絲）電位相比，誰高答：陰極（或燈絲）電位高。3 .電子槍加速電極電位與陰極電位相比，誰高答：電子槍加速電極電位高。4 .調(diào)整屏幕光點(diǎn)的亮度是調(diào)節(jié)哪個(gè)電極的電位的答：調(diào)節(jié)電子槍柵極電位。5 .在進(jìn)行電子束偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)的過程中，能否把儀器移動(dòng)方位，為什么答：不能，受到地磁場(chǎng)的作用，影響電聚焦和電偏轉(zhuǎn)。18 .霍耳：1 .如果把勵(lì)磁電流誤通到霍耳元件，會(huì)產(chǎn)生怎樣的后果答：燒壞霍耳片2 .為什么在實(shí)驗(yàn)中要改變霍耳元件的電流方向、改變螺線管的電流

14、方向，進(jìn)行多次測(cè)量答：（1）霍耳片不可能與螺線管軸垂直（2）地磁場(chǎng)的影響19 .分光計(jì)：1 .分光計(jì)的調(diào)整中，如何判斷望遠(yuǎn)鏡光軸已經(jīng)與旋轉(zhuǎn)主軸垂直答：旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，如果在平行平板正反兩面都見到十字叉絲的像與叉絲成對(duì)稱位置，即 表明。2 .什么叫“各半法”答：分別調(diào)載物平臺(tái)和望遠(yuǎn)鏡，讓像各回一半，最終回到對(duì)稱點(diǎn)的方法。3 .分光計(jì)轉(zhuǎn)盤上有設(shè)計(jì)有兩個(gè)游標(biāo)的作用是什么答：消除“偏心差”4 .怎樣判斷望遠(yuǎn)鏡的目鏡與物鏡的焦平面已經(jīng)重合答：從目鏡中可以看到清晰的十字叉絲和清晰的十字叉絲像。5 .鈉光燈在使用中要注意些什么答：（1）開了不能立即關(guān)，關(guān)了不能立即開（2）工作時(shí)不能振動(dòng)，關(guān)機(jī)后不能振動(dòng)20 .牛頓

15、環(huán)：1 .顯微鏡放大倍數(shù)的大小對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響嗎答：沒有影響2 .如果定義中心環(huán)為第 10級(jí)，再外一環(huán)為11級(jí)，再向外一環(huán)為12級(jí)，級(jí)數(shù)依次遞 增，這樣對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量有影響嗎答：沒有影響。處理數(shù)據(jù)時(shí)，是求的級(jí)數(shù)差，無須確切知道每一環(huán)的級(jí)數(shù)。3 .為什么要用鈉光燈，不用普通的電燈光源答：?jiǎn)紊? .牛頓環(huán)中心是亮斑的情況下，是否一定要擦去塵土使成暗斑后才可測(cè)量不擦去對(duì)實(shí)驗(yàn)有無影響答：不一定。無影響。5 .螺距誤差怎樣避免答：測(cè)量時(shí)向一個(gè)方向移動(dòng)，如果移動(dòng)過位，則要足夠倒退再前進(jìn)。6 .為何要測(cè)量環(huán)紋直徑而不測(cè)量環(huán)紋半徑答：牛頓環(huán)中心是一個(gè)暗斑，不是一個(gè)點(diǎn)。第二部分：誤差分析數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識(shí)1 .誤差

16、的三種類型系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、過失誤差2 .隨機(jī)誤差的高斯分布包含的三方面內(nèi)容(1)絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的概率大(2)大小相等，符號(hào)相反的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)相等(3)超過某一極限的誤差，實(shí)際上不會(huì)出現(xiàn)3 .近真值對(duì)某一物理量進(jìn)行 n次等精度測(cè)量，得到一個(gè)測(cè)量列：(Xi, X2,Xi,xn)。如果該_1 nx - x物理量的測(cè)量誤差服從高斯分布，則該物理量的最佳值即近真值為：n i 14 .標(biāo)準(zhǔn)差和平均值的標(biāo)準(zhǔn)差X1 n (Xix)2n(n 1) i 15 .用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為測(cè)量絕對(duì)偏差報(bào)道測(cè)量結(jié)果時(shí)的表示形式X (Xx)單位Ex 9 100%X其物理意義是真值落在 (x X)到

17、(x X)的概率為6 .單次測(cè)量精度單次測(cè)量的誤差主要取決于儀器的誤差、實(shí)驗(yàn)者感官分辨能力及觀察時(shí)的具體條件等。儀器誤差在沒有說明書或相關(guān)資料查閱時(shí)，一般可用儀器的最小刻度 表示儀器精度。7 .誤差傳狒公式的兩個(gè)推論(1)和與差的絕對(duì)偏差，等于各直接測(cè)量量的絕對(duì)偏差之和。(2)積與商的相對(duì)偏差，等于各直接測(cè)量量的相對(duì)偏差之和。8 .標(biāo)準(zhǔn)誤差的傳I弟公式的兩個(gè)推論(1)和與差的絕對(duì)偏差，等于各直接測(cè)量量的絕對(duì)偏差的“方和根” 。(2)積與商的相對(duì)偏差，等于各直接測(cè)量量的相對(duì)偏差的“方和根” 。9 .測(cè)量結(jié)果表式中有關(guān)有效數(shù)字位數(shù)測(cè)量結(jié)果表式x (xx)中，近真值 又的有效數(shù)字位數(shù)由x決定，x通常

18、只取1位，最多可取幾2位有效數(shù)字。10 .實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖示法定標(biāo)原則(1)觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)，大體上與實(shí)驗(yàn)測(cè)量所得數(shù)據(jù)的有效數(shù)字位數(shù)相同；(2)標(biāo)度劃分應(yīng)得當(dāng)，以不用計(jì)算就能直接讀出圖線上每一點(diǎn)的坐標(biāo)為宜；(3)應(yīng)盡量使圖線占據(jù)圖形的大部分，不要偏于一邊或一角。兩軸的標(biāo)度可以不同。(4)如果數(shù)據(jù)特別大或特別小，可以提出乘積因子放在坐標(biāo)軸物理量的右邊。11 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)上描圖，可以判斷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量存在有什么性質(zhì)的誤差由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)上描圖，如果有個(gè)別數(shù)據(jù)偏離圖線較遠(yuǎn)，則該數(shù)據(jù)的測(cè)量存在過失；如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖線兩側(cè)附近，沒有完全落在圖線上，則說明測(cè)量存在隨機(jī)誤差；如果每組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的

19、圖線總是有規(guī)律地在理論曲線的上方或下方，則說明測(cè)量存在系統(tǒng)誤差。12 .測(cè)量不確定度評(píng)定與表示的主要內(nèi)容1. A類不確定度UA(X)2. B類不確定度1n(n 1)(Xix)2Ub(X)k;式中為儀器誤差通常儀器誤差服從的規(guī)律可簡(jiǎn)單認(rèn)為服從均勻分布，這種情況下常數(shù)u B (x)誤差均勻分布的B類不確定度V33 .總不確定度(即合成不確定度)Uc(x) JuA(x) uB (x)注意：通常先將各來源的標(biāo)準(zhǔn)不確定度劃歸入A類評(píng)定和B類評(píng)定，再計(jì)算總不確定度。4 .間接測(cè)量的不確定度傳遞(也稱不確定度的合成傳遞)如果間接測(cè)量量是直接測(cè)量量的函數(shù)：y f(x1，x2， ，Xm),則間接測(cè)量量的最佳估計(jì)y由直接測(cè)量量的最佳估計(jì)(x1，x2， ，xm)給出，即 y ”1收2, ,xm).顯然，y的不確定度取決于