大學(xué)物理實驗?zāi)M考題及其解答

1、大學(xué)物理實驗?zāi)M考題及其解答一、緒論課最基本應(yīng)該掌握的內(nèi)容：（1）數(shù)據(jù)處理的四種方法：列表法、作圖法、逐差法、統(tǒng)計與直線擬合法，另外，還有最小二乘法、計算器法。前四個是最基本的；（2）誤差傳遞基本方法：對數(shù)微分法、全微分法。具體的傳遞涉及：正方體、長方體、圓面、圓柱體、球體，兩個刻度相減對應(yīng)的距離的對應(yīng)的儀器誤差；（3）結(jié)果表達(dá)式的書寫的基本要領(lǐng)；一、緒論課1. 隨機誤差、系統(tǒng)誤差（量具誤差與調(diào)整誤差、理論誤差與方法誤差、環(huán)境誤差、人員誤差），分為可定系統(tǒng)誤差和未定系統(tǒng)誤差；結(jié)果表達(dá)式的規(guī)范寫法與相對誤差、三要素：測量值、不確定度和單位；單次測量結(jié)果表達(dá)式的寫法極限誤差；多次測量、儀器誤差、儀

2、器標(biāo)準(zhǔn)差、置信概率（置信度）例（1）測量結(jié)果表達(dá)式的三要素，是指 、 、 。例（2）在直接、單次測量的結(jié)果表達(dá)式中，常用儀器的極限誤差作為測量的不確定度，則該結(jié)果的置信概率為： （ ）（A）68.3% （B）95.5% （C）99.7% （D）不能確定例（3）某長度的計量測量結(jié)果寫成：L=25.78±0.05（mm） p=68.3%，下列敘述中哪個是正確的？1 待測長度是25.73mm或25.83mm2 待測長度是25.73mm到25.83mm之間3 待測長度的真值在區(qū)間25.73mm25.83mm內(nèi)的概率為68.3%4 待測長度在25.73mm25.83mm內(nèi)的概率是68.3%解：

3、D正確的，因為待測長度的真值應(yīng)該在25.73mm25.83mm內(nèi)的置信概率為68.3%。2.真值、測量值、誤差（絕對誤差）的區(qū)別例（1）依照測量方法的不同，可將測量分為 和 兩大類。例（2）1） 對一物理量進行等精度多次測量，其算術(shù)平均值是 （ ）A.真值；B.最接近真值；C.誤差最大的值；D.誤差為零的值3.偏差、標(biāo)準(zhǔn)誤差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、視差的區(qū)別4.系統(tǒng)誤差、隨機誤差（有界性、單峰性、補償性和對稱性）、粗大誤差例（1）電表未校準(zhǔn)所引起的測量誤差屬于 （ ）（A）隨機誤差 （B）系統(tǒng)誤差 （C）粗大誤差 （D）未知誤差5.已定系統(tǒng)誤差、未定系統(tǒng)誤差、不確定度、總不確定度、標(biāo)準(zhǔn)差傳遞、儀器誤差傳遞

4、、對數(shù)微分法例（2）電表未校準(zhǔn)所引起的測量誤差屬于 （ ）（A）隨機誤差 （B）系統(tǒng)誤差 （C）粗大誤差 （D）未知誤差6.誤差傳遞：對數(shù)分法、全微分法、7.有效數(shù)據(jù)：從儀器直接讀取，有效數(shù)字位數(shù)的確定；例（1）某物體的長度為1.366355cm，若用毫米尺測量，其值為 cm；用精度為0.02mm的游標(biāo)卡尺測量，其值為 cm；用025mm的螺旋測微器測量，其值為 cm。 8.相對誤差、百分誤差、9.單位：基本單位、導(dǎo)出單位等；例（1）.根據(jù)下列物理量的單位符號，試寫出對應(yīng)的是什么物理量單位：Nm是 單位；Kgm2是 單位。10視差：例如（1）：產(chǎn)生視差的主要原因在于（ ）（A）近視眼 （B）老

5、花眼 （C）被測面與標(biāo)尺線不在同一平面上例（2）名詞解釋絕對誤差測量值和真值之差； 視 差 在調(diào)試望遠(yuǎn)鏡時，物體經(jīng)物鏡本應(yīng)成像在刻畫板上，實際上，卻成像在刻畫板的前面或者后面，觀察者通過目鏡觀察時，出現(xiàn)不清晰現(xiàn)象，此時，成像處與刻畫板間存在一差距，這樣一個差距被成為視差。讀數(shù)誤差實驗者在對某一物理量進行測量時，讀出來的數(shù)值與真值間存在一差值，我們把這樣一個差值，叫做讀數(shù)誤差。逐差法 若待測物理量與直接測量量間成線形時，對直接測量量進行等間距測量偶數(shù)組數(shù)據(jù)，并對該有序數(shù)據(jù)分為兩半，然后，進行逐項或相等間隔項相減而得到其結(jié)果。設(shè)有n（n為偶數(shù)）個等間距間隔的測量數(shù)據(jù)： 。則，利用算術(shù)平均法求得其間

6、隔測量值的平均值為：11.逐差法處理實驗數(shù)據(jù)例（1）逐差法處理數(shù)據(jù)的條件是：（1） ；（2） 。（3）使用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)的條件是（ ）（A）凡能列出表格的偶數(shù)數(shù)據(jù)差幾乎相等的偶數(shù)數(shù)據(jù) （B）兩相鄰數(shù)據(jù)差幾乎相等的偶數(shù)數(shù)據(jù)（C）所有列表數(shù)據(jù)都能處理12.有效數(shù)據(jù)的運算：加、減法與最大位數(shù)相同；乘、除法與位數(shù)最小者同13.已定系統(tǒng)誤差的糾正：例（1）：螺旋測微器等測量儀器初讀數(shù)不為“0”測量時引入的是：（ ）（A）初大誤差 （B）隨機誤差 （C）系統(tǒng)誤差 例（2）14、螺旋測微器與游標(biāo)卡尺的應(yīng)用（精度計算、系統(tǒng)誤差的糾正、正確讀數(shù)、儀器誤差的確定等）例（1）.某長度測量值為2.130mm，則所

7、用儀器可能是 ( )（A）毫米尺 （B）50分度卡尺 （C）20分度卡尺 （D）千分尺例（4）2、確定下面幾種游標(biāo)卡尺的精度（即最小分度值）。游標(biāo)分度數(shù)（總格數(shù)）1010202050與游標(biāo)分度數(shù)對應(yīng)的主尺長度（mm）919193949游標(biāo)尺的最小分度值（mm）0.10.10.050.050.02螺旋測微器等測量儀器初讀數(shù)不為“0”測量時引入的是：（ ）（A）初大誤差 （B）隨機誤差 （C）系統(tǒng)誤差 楊氏彈性模量（1）在SI單位中，試寫出下述物理量單位：線密度 ；楊絲模量 ；電阻溫度系數(shù) 。（2）在拉伸法測量金屬絲楊絲模量的實驗中， 的求取方法是 （ ）A.圖解法； B.放大法； C.逐差法；

8、D.最小二乘法（3）在金屬絲楊氏彈性模量測量的實驗中各長度量的測量分別采用了皮尺、米尺、50分度游標(biāo)卡尺和螺旋測微器，其目的是為了滿足： ( )（A）最小二乘原理 （B）誤差均分原理（C）誤差最小 （D）誤差測量練習(xí)圖（3）為金屬絲微小變化計算的原理圖（5）用光杠桿可以測量微小長度的變化量。試畫圖推導(dǎo)光杠桿系統(tǒng)的放大倍數(shù)。金屬絲楊絲彈性模量求解鋼絲微小伸長量，所采用的是怎樣的放大法？請畫圖說明用光杠桿測量微小長度變化的原理，測量鋼絲微小伸長時如何減小實驗的系統(tǒng)誤差？如何減小測量誤差？如何計算光杠鏡的放大倍數(shù)？ 解：如圖（3）所示，為測量鋼絲微小伸長變化的原理圖。由圖可以看出： ，當(dāng)很小時，即0

9、時，則有 ，故可得由此式可以看出，只要L有一個微小變化，S就有一個大的變化，因b不變，而只有增加D（即光臂），S就會變大，從而可以減小測量誤差。在測量和進行數(shù)據(jù)處理的時候，通過測量偶數(shù)組數(shù)據(jù)，采用逐差法進行數(shù)據(jù)處理就可以減小系統(tǒng)誤差。（6）光杠桿的放大倍數(shù)為（ ）（A）D/b （B）2D/b （C）D/2b（7）顯微鏡實驗1）在用顯微鏡進行實驗時，首先檢查顯微鏡 是否對齊；在用調(diào)焦手輪對被測件進行調(diào)焦時，應(yīng)該 移動鏡筒；在測量時測微鼓輪應(yīng)該向 移動，讓十字叉絲的豎線和被測目鏡對準(zhǔn)。若移動叉絲超過目標(biāo)時，應(yīng)多 一些，在重新向同一方向移動叉絲，以防止 誤差，完成測量時；我們實驗室使用顯微鏡精度為

10、，讀數(shù)時，最多可讀出 有效數(shù)字。兩束相干光線的光程差L滿足什么樣的條件時，它們的干涉條紋為明條紋？滿足什么樣的條件時，它們的干涉條紋為暗條紋？試舉兩個實驗例子說明。解：根據(jù)題意，設(shè)兩相干光光程差 若為半波長的偶數(shù)倍時，則產(chǎn)生明條紋；若為半波長的奇數(shù)倍時，將產(chǎn)生暗條紋。比如：等厚干涉實驗與邁克爾實驗就是遵循該原則。 示波器實驗研究（1）用示波器直接讀數(shù)法測定被測信號峰峰值Vpp的過程中，示波屏的 坐標(biāo)刻度值與 旋鈕刻度值相對應(yīng)，條件是 旋鈕設(shè)置在 位置。在測定被測信號周期值T的過程中，示波屏的 坐標(biāo)刻度線值與 旋鈕刻度值相對應(yīng)。（2）用電子示波器觀察李薩茹圖形時，為了使圖形轉(zhuǎn)動最慢，應(yīng)該調(diào)節(jié) （

11、 ）A.掃描頻率旋鈕；B. 、 其中任意一個；C.電平旋鈕；D.水平或豎直移位旋鈕（3）在示波器上，用兩種方法測定待測信號的頻率f，并讀出待測信號的 （峰峰值）。單臂電橋?qū)嶒炑芯浚?）某電阻上的色環(huán)顏色依次為：綠、白、紅、銀。則該電阻的標(biāo)稱值為 ，誤差為 。（2）請比較：惠斯登電橋與開爾文電橋，它們的測量范圍各是從多少到多少？被測電阻的接入方法有何不同？結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？對開爾文電橋的橋臂電阻有何特殊要求？解：惠斯登電橋（以下稱A）；開爾文電橋（以下稱B）。（1）.A測量范圍為： ；B的測量范圍為： 。（2）.A采用兩端接法；而B采用四端接法。所以，A為單臂電橋，即一個比率臂；而B為雙臂電橋，通

12、過轉(zhuǎn)動雙制連動開關(guān)，以便保持兩個比率臂相等，即 。（3）.開爾文雙臂電橋橋臂電阻要求：阻值一般必須均在10以上，而比較電阻和待測電阻間是通過一條阻值為0.001的導(dǎo)線連接。弦振動實驗研究（1）做弦振動實驗時，改變下列哪個條件，仍能看到弦線的振動 （ ）A.采用棉線做弦線；B.采用鐵絲做弦線；C.改變兩銅塊間的距離，D.磁鋼放在波節(jié)的位置（2）弦振動實驗中，駐波形成時，任意兩個波節(jié)間的距離為 （ ） （ A） （B） （C） （D）分光計實驗（1）分光鏡實驗中，調(diào)整好望遠(yuǎn)鏡后看到狹縫像模糊，應(yīng) （ ）調(diào)節(jié)目鏡轉(zhuǎn)輪；B.重新調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡；C.調(diào)節(jié)狹縫至透鏡的距離；D.調(diào)節(jié)分光計至光源的距離（2）10

13、）用反射法在分光計上測“三棱鏡”的頂角，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)一個面的反射時，左、右角游標(biāo)的讀數(shù)分別為325°11與145°9，然后，對準(zhǔn)另一個面的反射光時，左、右角游標(biāo)的讀數(shù)分別為75°14與255°12，則頂角為：A.110°3； B.55°2； C.90°； D.69°（3）分光計設(shè)計了兩個角游標(biāo)是為了消除 （ ）（A） 視差 （B） 螺距差 （C） 偏心差 （D） 色差（4）通過三棱鏡能看到汞燈的譜線，這是基于下列哪個原因 （ ）（A） 光的干涉 （B） 光的折射 （C） 光的衍射 （D） 光的反射（5）做分光計實驗

14、時，你是如何調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的？如何調(diào)節(jié)平行光管的？具體的說：你是調(diào)節(jié)從_目鏡_到_刻畫板_的距離，使目鏡中能看到清晰叉絲；你是調(diào)節(jié)從刻畫板_到 物鏡_的距離，使目鏡中能清晰的看到從平面鏡反射回來的小十字像，使望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦到無窮遠(yuǎn)。你是調(diào)節(jié)從_光逢_到_透鏡_的距離，使平行光管能產(chǎn)生平行光；你是以_通過目鏡能看到光逢清晰的像_為標(biāo)準(zhǔn)來判斷平行光的。（7）做分光計實驗時，如何用自準(zhǔn)直法調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡？望遠(yuǎn)鏡調(diào)好后，如何調(diào)節(jié)平行光管,使其光軸與望遠(yuǎn)鏡光軸平行？解：在分光計調(diào)焦的過程中，只要在叉絲平面上看到反射回來的清晰叉絲像后，望遠(yuǎn)鏡就被調(diào)焦到無窮遠(yuǎn)。圖（3）分光計調(diào)整原理圖2）在分光計實驗中用自準(zhǔn)直法將望遠(yuǎn)

15、鏡光軸和載物臺平面都調(diào)到垂直于分光計的轉(zhuǎn)軸。請問：小雙面反射鏡的鏡面應(yīng)先后放在相對于a、b、c螺絲什么位置？解：在分光鏡的調(diào)整中，分別要進行垂直調(diào)節(jié)和平行調(diào)節(jié)，所以，垂直調(diào)節(jié)的時候，應(yīng)將小雙面平面鏡放在通過B的直線上；而平行調(diào)節(jié)的時候，應(yīng)該將小雙平面鏡放在通過AC的直線上。4、1) 圖為轉(zhuǎn)動慣量實驗儀承物臺，把兩個質(zhì)量相同的小鋼柱分別放在（，），（，），（，）位置。問：哪個位置系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量最大？哪個位置最??？解：分別將小圓柱體放在 、 的位置時，其轉(zhuǎn)動慣量最大；當(dāng)將小圓柱體放在 、 的位置時，其轉(zhuǎn)動慣量最小。（8）分光計儀器上設(shè)A、B窗，其目的是削減：（ ）（A）角游標(biāo)刻度的不均勻 （B）角游

16、標(biāo)的游標(biāo)中心與轉(zhuǎn)軸不同軸（C）角游標(biāo)的主尺中心與轉(zhuǎn)軸不同軸而引進的系統(tǒng)誤差（8）使用分光計時，你是如何調(diào)整望遠(yuǎn)鏡把它聚焦到無窮遠(yuǎn)的（10分）（9）你又是如何讓平行光管出來的光是平行光？（5分）譜線波長的測定（1）通過光柵能看到汞燈的譜線，主要有 種顏色，各顏色的排列順序從中間往兩邊分別為 ，這個現(xiàn)象的基本原理是光的 。（2）復(fù)色光通過光柵衍射后，把不同波長的光分開來了（ ）（A）衍射角小的頻率高 （B）衍射角小的頻率低 （C）不一定轉(zhuǎn)動慣量實驗（1）在測量物體轉(zhuǎn)動慣量的試驗中，如果圓盤和圓環(huán)的外徑相同且質(zhì)量也相同，請問它們對中心軸的轉(zhuǎn)動慣量是： （ ）A.J盤J環(huán)； B.J盤J環(huán)； C.J盤J

17、環(huán)； D.以上皆有可能（2）質(zhì)量和外直徑相等的均勻圓盤和圓環(huán)，它們對中心軸的轉(zhuǎn)動慣量是 （ ） 圖（1）為轉(zhuǎn)動慣量載物臺（A） （B） （C） （D）以上皆有可能（3）圖為轉(zhuǎn)動慣量實驗儀承物臺，把兩個質(zhì)量相同的小鋼柱分別放在（，），（，），（，）位置。問：哪個位置系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量最大？哪個位置最??？解：如圖所示，若把質(zhì)量相同的小鋼球分別放在如題中所述位置，則可以得到以下結(jié)論：而在（，）位置時，其轉(zhuǎn)動慣量最大；在（，）位置時，轉(zhuǎn)動慣量最小。（4）操作題：試用光杠桿法測量，鋼絲負(fù)重2kg后的伸長量L，及你所用的光杠桿放大倍數(shù)。參考答案：負(fù)荷2kg，鋼絲的伸長量為：2.25mm；光杠桿放大倍數(shù)為：聲速實

18、驗研究（1）聲速的測定實驗中，相位比較法觀察李薩茹圖形時，李薩茹圖形從第一、三象限直線變?yōu)榈诙⑺南笙拗本€時，接收傳感器移過的距離為： （ ）、（2）在聲速測定實驗中，電壓信號轉(zhuǎn)換為發(fā)射超聲波是利用壓電陶瓷換能器的_效應(yīng)，接受超聲波轉(zhuǎn)換為電壓信號是利用_效應(yīng)。（3）做聲速測量實驗時，用相位比較法觀察李薩茹圖時，當(dāng)移動接收傳感器時李薩茹圖形從第一、三象限轉(zhuǎn)變到第二、四象限時，傳感器移過的距離為（ ）（A） （B）/2 （C）/4單臂電橋?qū)嶒灒?）盒式惠斯登電橋比較臂電阻的最大值為9999，若待測電阻為60，你該選擇下列何種比例臂，才是最合適的 （ ）A.×1； B.×10-1

19、； C.×10-2； D.×10-3（2）用盒式惠斯登電橋測電阻時，若被測電阻值約為8100歐姆，則倍率應(yīng)選（ ）（A）0.01 （B） 0.1 （C） 1 （D） 10（3）某電阻上的色環(huán)顏色依次為：綠、白、紅、金。該電阻的大小與誤差分別為多少？為了驗證該色環(huán)的準(zhǔn)確性，請你設(shè)計一個簡單實驗加以驗證，畫出測量電路原理圖和所需的器材。（4）試分析組裝（單臂）電橋?qū)嶒灥恼`差來源？解： （1）由于測量所帶來的隨機誤差；（2）由于橋路零敏度引起的誤差；（3）由于電阻箱（即儀器）引起的誤差；（5）提高惠斯登電橋靈敏度通常采用的幾種方法是什么？解：（1）增加電壓，但要符合橋路元件的功率

20、；（2）提高電橋檢流計的零敏度；（3）調(diào)整好合適的比率臂 ；（4）在測量的過程中，可以讓比率臂的兩電阻替換，分別測出待測電阻為 、則：最后測得電阻為： 。2）盒式惠斯登電橋比較臂電阻的最大值為9999（ ），若待測電阻約為50 ，你該選擇下列何種比例臂，才是最合適的？（a）10 （b）1 （c）0.1 （d）0.01 （e）0.001解：由公式 ，則可得應(yīng)該選擇(d)比較合適。等厚干涉（顯微鏡）實驗（1）牛頓環(huán)是一種： （ ）A.不等間距的衍射條紋；B.等傾干涉條紋；C.等間距的干涉條紋；D.等厚干涉條紋（2）在空氣劈中，相鄰兩明條紋處（或暗條紋處）對應(yīng)的厚度差總是等于 。（3）劈尖干涉圖象常

21、用來鑒別光學(xué)平面平整程度，利用一基準(zhǔn)平玻璃和一被測光學(xué)平面相對，如在鈉光（=589.6nm）燈下產(chǎn)生干涉條紋如圖所示：問圖（1）中薄膜A1端、B1端，哪端較厚？圖（2）中薄膜A2端、B2端，哪端較厚？（4）劈尖干涉圖象常用來鑒別光學(xué)平面平整程度，利用一標(biāo)準(zhǔn)平晶玻璃和一被測光學(xué)平面相對，如在鈉光（=589.6nm）燈下產(chǎn)生干涉條紋如圖所示： 上面兩個被測光學(xué)平面都有缺陷，請問圖（）的缺陷是凸的還是凹的？為什么？圖（）的缺陷是凸的還是凹的？為什么？若ab = bc，它們的凹凸程度最大是為多少nm？ 解：圖（1）被測光學(xué)平面是凹的，由于其干涉條紋凸向右（即薄方），a線和b線所對應(yīng)的空氣厚度相同；圖（

22、2）被測光學(xué)平面是凸的，從干涉條紋向右凸（即厚方），可以看地出來，a線與b線凸處空氣厚度相同，由于兩種情況下，均是 ，因此，它們的凹凸程度最大可以達(dá)到： 。 解：依據(jù)等厚干涉的特點，同一明或暗條紋所對應(yīng)空氣厚度相同。經(jīng)觀察圖（1）、（2）干涉條紋，可得：圖（1）B1端較厚，A1端較??；圖（2）A2端較厚，而B2端較薄。（5）從牛頓圈實驗中觀察到的干涉圖形和從邁克爾遜干涉實驗中觀察到的干涉圖形，有何共同之處？有何不同之處？解：相同之處：（1）兩者均為明暗相間的條紋；（2）兩者采用的都是分振幅法；（3）產(chǎn)生明暗相間條紋的條件，光程差為： （明條紋）； （暗條紋）。不同之處：（1）前者為定域干涉，而

23、后者為非定域干涉；（2）前者中心為級次低，即零級條紋；而后者為中心級次高；（3）它們產(chǎn)生明暗條紋的原因不同。氣墊導(dǎo)軌實驗使用氣墊導(dǎo)軌進行實驗時，如何判斷氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)整到水平？試舉出二種方法。在用氣墊導(dǎo)軌驗證牛頓第二定律實驗中，通過 來判斷導(dǎo)軌已基本調(diào)平；滑塊瞬時速度的測量則是通過測量擋光片在短時間內(nèi)的 來近似測量。示波器實驗（1）用示波器觀察信號波形的操作步驟為 （ ）（A）打開電源找光點、同步穩(wěn)定波形、調(diào)信號幅度、調(diào)掃描信號頻率（周期）（B）打開電源找光點、輸入信號調(diào)幅度、調(diào)掃描信號頻率（周期）、同步穩(wěn)定波形（C）打開電源找光點、調(diào)掃描信號頻率（周期）、同步穩(wěn)定波形, 輸入信號調(diào)幅度（D）

24、打開電源找光點、調(diào)掃描信號頻率（周期）、同步穩(wěn)定波形（2）示波器實驗中，（1）CH1（x）輸入信號頻率為150Hz，CH2（y）輸入信號頻率為300Hz；（2）CH1（x）輸入信號頻率為450Hz，CH2（y）輸入信號頻率為150Hz；畫出這兩種情況下，示波器上顯示的李薩如圖形。（3）用示波器來觀察波形時，請問： X方向偏轉(zhuǎn)板上加的是什么信號，Y方向偏轉(zhuǎn)板上加的是什么信號？解：X方向加偏轉(zhuǎn)板應(yīng)加鋸齒波掃描電壓；Y方向偏轉(zhuǎn)板加正弦信號電壓。 什么情況下，才能看到穩(wěn)定的被測信號波形？解：在以上的條件下，只有當(dāng)X方向偏轉(zhuǎn)板鋸齒波電壓周期 ，為 方向偏轉(zhuǎn)板信號電壓周期 的整數(shù)倍時，即： 時，能看到穩(wěn)定

25、的波形，也就是說，只要滿足整數(shù)條件時，就可以看到穩(wěn)定的波形。某一鋸齒波電壓信號，經(jīng)示波器顯示如圖，示波器的衰減旋鈕為 0.5 V/div，掃描旋鈕為 1 ms/div，衰減、掃描微調(diào)旋鈕均處于校準(zhǔn)位置。問：該鋸齒波周期T多少？峰峰值Vpp多少？解：峰峰值測量法：可以利用時基法，將待測信號顯示在熒光屏上，將該通道右旋到底，并顯示波形底峰與某網(wǎng)格線相切，設(shè)從頂部讀出的值為 ，再讀出對應(yīng)的 ，則， ，V1=4.4×0.5=2.2V；V=0.2/2×0.5=0.01V；故，V=（2.20±0.01）V再改變 ，用同樣的方法測兩次，求 。則， ，再求 則得測量結(jié)果表達(dá)式為：

26、 ）周期：T1=2.50×1×10-3=2.50×10-3（s）；T2=2.59×1×10-3=2.59×10-3（s）；T3=2.46×1×10-3=2.46×10-3（s）； （4）在示波器實驗中：a）用示波器來顯示正弦電壓信號的波形時，加在其示波管中X、Y偏轉(zhuǎn)板上的電壓信號分別對應(yīng)是什么電壓信號？解：在Y極板上加正弦電壓信號，在X極板上加掃描電壓信號。b）用示波器來顯示正弦電壓信號的波形時，欲增加顯示波形個數(shù)，該如何調(diào)節(jié)掃描頻率？解：欲增加顯示波形的個數(shù)，可以減少掃描電壓頻率。c）用李薩如圖法來測量

27、未知正弦信號頻率時，已知fx= 750 Hz，觀察到為： 試求fy 為多少？解：根據(jù)李薩茹圖的形狀，可作水平直線和豎直線分別與李薩茹圖相交，則可得： ，于是有：（Hz）三大類題目作圖題1）作圖法有何意義？由擬合直線圖上可得到什么信息？請各舉例說明。解：作圖的意義：直觀：在一定的條件下，找出物理量之間的規(guī)律；簡便：可以發(fā)現(xiàn)一些錯誤，比如粗大誤差；作好一張正確、實用、美觀的圖，可以訓(xùn)練學(xué)生的技能。從圖中可以攫取的信息：可以找出物理間的規(guī)律；可以通過曲線的形狀探索函數(shù)之間的關(guān)系；可以發(fā)現(xiàn)錯誤；可以預(yù)測物理量間的發(fā)展趨勢。比如：驗證牛頓第二定律：做 的擬合直線；利用超聲波測量聲速的實驗，作 的擬合直線

28、。2）已知電子電量 ，普朗克常數(shù) 。（nm）365405436546578f(10-14Hz)8.227.416.885.495.19Ua（V）-1.81-1.46-1.25-0.67-0.55用作圖法，根據(jù) ，由直線斜率 ，及其百分誤差。2、用熱電偶測量溫度，需要知道溫度t與熱電偶熱電動勢U之間的關(guān)系。實驗測得某種熱電偶的熱電動勢與溫度的關(guān)系如下表所示。溫度t與熱電動勢U關(guān)系數(shù)據(jù)表t/-20.0-10.010.020.030.040.050.060.0U/mV-0.52-0.300.590.991.401.822.252.69 圖（2）為物體運動路程與時間關(guān)系的擬合直線圖試用作圖法求出t與U

29、之間的經(jīng)驗公式。3、某一物體運動時測得實驗數(shù)據(jù)如下：L = 50 75 100 125 150 175 (cm)T =1.47 2.20 2.94 3.68 4.41 5.15 (ms)試用毫米方格紙作圖，請正確選擇坐標(biāo)原點及比例，并從圖中求出物體運動的速度V的值（單位用：m/s）.解：將以上物體運動的路程L和時間T的相關(guān)數(shù)據(jù)依次描點，然后，在LT的坐標(biāo)系中，并作擬合直線l，并作直角三角形ABC，如圖（2）所示：則： 于是便得到物體運動的速度為：395.35m/s.4、在弦振動實驗中 ,今實驗測得數(shù)據(jù)如下： 圖（2）弦振動測聲速張力與速度平方擬合直線圖T = 30，40，50，60，70，80

30、 （ N）V2 = 15，21，26，33，35，42 (m/S)2作圖用的方格紙長 8 cm，寬8 cm，請正確的選擇坐標(biāo)原點及比例，作出正確且較理想的擬合直線圖，并求出 (單位為 kg/m)。 解：弦振動速度的計算公式：得：5、“QJ-44型直流雙臂電橋”來測量測定金屬的電阻。 n 1 2 3 4 5 6 t()304050607080Rt( )2.246×10-22.301×10-22.338×10-22.375×10-22.420×10-22.465×10-2 用作圖法，從圖中直線 ，求出： 、 （1/）。 ； ；6、今用“Q

31、J-44型直流雙臂電橋”測量某金屬的電阻溫度系數(shù)，測試數(shù)據(jù)如下：n123456T(oC)304050607080Rt()2.246×10-22.301×10-22.338×10-22.375×10-22.420×10-22.465×10-2用作圖法，求出直線的截距和斜率，從而求出 式中的 和 2、結(jié)果表達(dá)式（1）三、改正下列結(jié)果表達(dá)式，并求出其相對誤差1）L=（7.465 0.38）m解： ； 2）L=（9.4251 0.115）m解： ； 3）L=（6.2750 0.0451）m解： ； 4）L=（330000 3000）m解： ；

32、 5）L=（28015 50）mm 解： ；6) L=（3.4250 0.255）mm 解： ； 7) L=（3.4652 0.262）mm 解： ； 8) L=（3.4755 0.0215）mm 解： ； 9) =（7.6850 0.166） cm解： ；10） L= (2.1095±0.0064) m 解： ； 11） L= (50015±120) m解： ； 12) L=（12000±191）cm；解： 13) L=（7.6251 0.055）cm ；解： ； 14）L=（20115 165）m, 解： ； 15）L=(12000±91)cm；解：

33、 ； 16） ；解： ；（三）、計算題（傳遞誤差）不同間接測量誤差傳遞舉例：（正方體、長方體、圓面、球體、兩段距離差）1、已知彈簧正好為10圈，游標(biāo)卡尺精度為0.02mm。圖（1）所示：該單層密繞彈簧高度H= ；圖（2）所示，彈簧內(nèi)徑D= ；試求，鋼絲直徑d，鋼絲總長度l和彈簧鋼絲體積V。（寫出體積V的結(jié)果表達(dá)式）2、尖劈干涉實驗中，薄片厚度測量式為 ，已知實驗中鈉光燈的波長為589.3nm，尖劈的總長度為40.00mm，條紋間隔10條時測到的讀數(shù)顯微鏡位置d的讀數(shù)如下表，試用逐差法求薄片的厚度，要求計算不確定度，并完整表達(dá)測量結(jié)果。（讀數(shù)顯微鏡的儀器誤差為0.005mm。）條紋0102030

34、40506070d（mm）5.6137.7969.99812.20614.45516.73519.03221.3603、某實驗者用精度為0.02mm的游標(biāo)卡尺對圓環(huán)進行單次測量，測得圓環(huán)的外直徑D為38.50 mm，高h(yuǎn)為mm，內(nèi)直徑d如下圖游標(biāo)卡尺所示： 請您檢查一下，實驗者的記錄中，數(shù)據(jù)的有效位數(shù)是否有錯？單次測量的誤差在記錄中如何表達(dá)？請正確地寫出外徑D、高h(yuǎn)、及內(nèi)徑d的單次測量記錄式（格式為：±）。解： 由于該卡尺的精度為0.02mm，所以，相關(guān)物理的單次測量值可以表達(dá)為：； 算出該圓環(huán)的體積 、及體積的誤差V。解：根據(jù)題意，該圓環(huán)的體積公式為：所以，寫出該圓環(huán)體積的結(jié)果表達(dá)

35、式。不確定度的計算：對體積公式進行微分并代入相關(guān)數(shù)據(jù)得： 所以，該圓環(huán)的結(jié)果表達(dá)式為：4、有一圓柱體，實驗測得：高度 h=(3.112 0.002)cm，直徑 D 的值如下圖所示；請求出圓柱體 ，及體積的誤差 。 1）從上圖讀出直徑D的值、并寫出其記錄式（包括誤差）： 解： ，2）算出該圓柱的體積 、及體積的誤差V。解：根據(jù)所給圓柱體積公式得傳遞誤差公式： 則：3）寫出該圓柱體體積的結(jié)果表達(dá)式。則，可以得到圓柱體的體積結(jié)果表達(dá)式為：5、今用螺旋測微計單次測量得一立方體的邊長a，如圖所示： 1) 從上圖讀出立方體的邊長的值、并寫出其記錄式（包括誤差）：解：從螺旋測微上可讀出 ；儀器誤差小立方體的

36、邊長2）求出立方體體積 及其誤差 （注意足夠的有效位數(shù)）。解： ；由傳遞誤差 得： 3）試寫出立方體體積的結(jié)果表達(dá)式。解：該立方體的體積表達(dá)式： 6、今用螺旋測微計單次測量得一鋼珠的直徑，如下圖所示： 從上圖讀出鋼珠直徑的值、并寫出其記錄式（包括誤差）：解：求出鋼珠體積 及其誤差 （注意足夠的有效位數(shù)）。解： ；根據(jù)誤差傳遞公式 （ ）得：試寫出鋼珠體積的結(jié)果表達(dá)式。解：鋼珠體積的結(jié)果表達(dá)式：7、已知圓柱體的體積公式為： ，測得 ， 。寫出該圓柱體體積的最終結(jié)果表達(dá)式。解：根據(jù)題意得傳遞誤差公式： ， 則：圓柱體積表達(dá)式為：8、1）測得一正方體的邊長為a=6.762±0.004 mm

37、。寫出該正方體體積的最終結(jié)果表達(dá)式。解：寫出正方體的體積公式為： ，由傳遞誤差： 得：（mm） 9、測得一長方體的長、寬、高分別為a=15.47±0.23 cm, b=3.50±0.04 cm, c=6.25±0.14 cm。寫出該長方體體積的最終結(jié)果表達(dá)式。解：長方體的體積為：利用傳遞誤差公式： ，計算其相應(yīng)的不確定度為： 該長方體的最終結(jié)果表達(dá)式為：10、測得一長方體的長、寬、高分別為a=15.47±0.02 cm, b=3.50±0.02 cm, c=6.25±0.02 cm。寫出該長方體體積的最終結(jié)果表達(dá)式。解：長方體的體積為

38、：利用傳遞誤差公式： ，計算其相應(yīng)的不確定度為： 該長方體的最終結(jié)果表達(dá)式為： （注： ）12、 某實驗者用精度為0.02mm的游標(biāo)卡尺，測得圓柱體的直徑如圖游標(biāo)卡尺所示，測得圓柱體高H為25mm。 解：1）請您檢查一下，實驗者的記錄中，數(shù)據(jù)的有效位數(shù)是否有錯。正確地寫出直徑D、高H單次測量記錄式（格式為： ）。； D2）算出該圓環(huán)的體積 、及由儀器誤差引起的體積的誤差 值。 3）寫出該圓環(huán)體積的結(jié)果表達(dá)式。（設(shè)B類不確定度 ）； 13、今用精度為0.02mm的游標(biāo)卡尺，測量圓柱體的直徑D如圖所示，試求該圓柱體的截面積（ 。試求出：（1）圓柱體的直徑D的測量結(jié)果表達(dá)式；（2）圓柱體的截面積S的

39、測量結(jié)果表達(dá)式（注意：務(wù)必寫出運算過程）13、.誤差均分原理弦振動實驗中，弦的線密度： =Tn2/（2Lf）2。式中 T：弦的張力，由砝碼的重力提供；L：駐波長；f：振動頻率。今欲控制弦的線密度的相對誤差/6，問砝碼質(zhì)量m、駐波長L、振動頻率f的相對誤差最好各控制在什么程度。 2）今設(shè)m=30g，L=20cm，f=100HZ，問允許測量誤差m，L，f各為多少？解： 因為 ，根據(jù)誤差均分原理有 ； ；（1）二、拉伸法測金屬絲楊氏彈性模量1.實驗條件、彈性形變、剩余形變；方程 （1式） 寫出根據(jù)、P/A、L/L 、寫出（1）式中E的誤差傳遞公式、2.光杠鏡放大原理、放大倍數(shù)、增加測量精度應(yīng)該增加什

40、么長度、3.使用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)的條件是（ ）（A）凡能列出表格的偶數(shù)數(shù)據(jù)差幾乎相等的偶數(shù)數(shù)據(jù)；（B）兩相鄰數(shù)據(jù)差幾乎相等的偶數(shù)數(shù)據(jù)；（C）所有列表數(shù)據(jù)都能處理2.使用逐差法數(shù)據(jù)的目的是（ ）（A）消除系統(tǒng)誤差 （B）消除隨即誤差 （C）消除粗大誤差弦振動實驗-弦振動實驗橫波、縱波、磁鋼與磁場力、振源、入射波、反射波、弦線上產(chǎn)生的磁場力（安培力）、安培力垂直于弦線、簡諧波、駐波表達(dá)式的振幅、形成駐波的條件、波腹與波節(jié)的關(guān)系、相鄰波腹或波節(jié)之間的距離、波的傳播速度與那些因素有關(guān)、直流電橋原理與應(yīng)用惠斯登電橋電橋平衡的條件和依據(jù)、檢流計指向、由于檢流計準(zhǔn)確度與其靈敏度有關(guān)；也與工作電壓有關(guān)；還與

41、被測電阻大小有關(guān)、檢流計零敏度的概念、電阻箱誤差的計算、四、電子示波器的使用示波器面板各旋鈕功能、示波器示波管中各部位功能、峰峰值與周期測量時的具體操作與計算、掃描電壓與信號電壓之間的關(guān)系、搞清楚李薩茹法測量頻率與周期的方法、計算不確定度的方法與取大的方法；五、分光計的調(diào)整與使用三個焦平面，三種現(xiàn)象都是什么？ 在分光計實驗中，用自準(zhǔn)直法將望遠(yuǎn)鏡光軸調(diào)至與平行光管光軸平行，都調(diào)到垂直于分光計載物臺旋轉(zhuǎn)主軸。關(guān)于小雙面反射鏡先后放在載物臺相對于a、b、c位置，及調(diào)節(jié)相關(guān)光軸情況回答下列問題。請問：a.首先將平面鏡放置小雙平面鏡（ ），調(diào)節(jié)（ 和 ）螺釘；再放置小雙平面鏡（ ），調(diào)節(jié)（ ）螺釘；b在

42、中調(diào)節(jié)好后，說明說明（ 和 ）；在調(diào)節(jié)平行光管光軸與望遠(yuǎn)鏡光軸平行時，應(yīng)該將斜縫（ ）放，調(diào)節(jié)斜縫與（ ）重合，然后立起來；如何調(diào)節(jié)分光計平行光管的斜縫寬度，其調(diào)節(jié)的參考標(biāo)準(zhǔn)是什么？分光計的雙游標(biāo)讀數(shù)與游標(biāo)卡尺的讀數(shù)有何異同點？在對分光計讀數(shù)時應(yīng)注意的兩個問題：為什么當(dāng)雙面鏡兩面所反射回的綠十字像均與調(diào)節(jié)用叉絲重合時，望遠(yuǎn)鏡主光軸就垂直于分光計主軸？在測量三棱鏡頂角時，為什么要左A減右A，還要左B減右B呢？自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的含義是什么？分光計儀器上設(shè)A、B窗，其目的是削減：（ ）（A）角游標(biāo)刻度的不均勻 （B）角游標(biāo)的游標(biāo)中心與轉(zhuǎn)軸不同軸（C）角游標(biāo)的主尺中心與轉(zhuǎn)軸不同軸而引進的系統(tǒng)誤差答案：答：

43、分光計的雙游標(biāo)讀數(shù)與游標(biāo)卡尺的讀數(shù)在讀數(shù)方法上完全一致，所不同的是：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)直接就是測量的結(jié)果，但分光計的雙游標(biāo)讀數(shù)則不然。首先，從分光計游標(biāo)上讀取的數(shù)據(jù)只是代表某一光線或某一直線的空間方位角，而非測量結(jié)果-某一光線或某直線的轉(zhuǎn)角、或是兩光線或兩直線的夾角，測量結(jié)果是游標(biāo)兩次讀數(shù)之差的絕對值。其次，為消除分光計由于制造所帶來的偏心差，須取兩個游標(biāo)各自測量結(jié)果的算術(shù)平均值作為最終的測量結(jié)果。分光計度盤的最小分度值為0.5°，故在讀數(shù)時應(yīng)看清游標(biāo)零線過沒過度盤上的半度線。若過半度線，則讀數(shù)要加30，反之則不加。答：當(dāng)雙面鏡兩面所反射回的綠十字像均與調(diào)節(jié)用叉絲重合時，儀器系統(tǒng)必同時滿足以下條件：a.雙面鏡的鏡面平行于載物臺轉(zhuǎn)軸，即分光計主軸；b.望遠(yuǎn)鏡的主光軸垂直于雙面鏡的鏡面。根據(jù)立體幾何的知識易知，此時望遠(yuǎn)鏡的主光軸必垂直于分光計主軸。六、導(dǎo)軌上的力學(xué)實驗氣墊利用隔離法對各物體進行受力分析、毫