大學(xué)物理實驗習(xí)題和答案(整理版)

1、第一部分：基本實驗基礎(chǔ)1（直、圓）游標尺、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載的關(guān)系。答：感量的倒數(shù)稱為天平的靈敏度。負載越大，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砝碼或移動游碼。答：保護天平的刀口。3檢流計1哪些用途？使用時的注意點？如何使檢流計很快停止振蕩？答：用途：用于判別電路中兩點是否相等或檢查電路中有無微弱電流通過。注意事項：要加限流保護電阻要保護檢流計，隨時準備松開按鍵。很快停止振蕩：短路檢流計。4電表量程如何選取？量程與內(nèi)阻大小關(guān)系？答：先估計待測量的大小，選稍大量程試測，再選用合適的量程。電流表：量程越大

2、，內(nèi)阻越小。電壓表：內(nèi)阻=量程×每伏歐姆數(shù)5萬用表不同歐姆檔測同一只二極管正向電阻時，讀測值差異的原因？答：不同歐姆檔，內(nèi)阻不同，輸出電壓隨負載不同而不同。二極管是非線性器件，不同歐姆檔測，加在二極管上電壓不同，讀測值有很大差異。6信號發(fā)生器功率輸出與電壓輸出的區(qū)別？答：功率輸出：能帶負載，比如可以給揚聲器加信號而發(fā)聲音。電壓輸出：實現(xiàn)電壓輸出，接上的負載電阻一般要大于50。比如不可以從此輸出口給揚聲器加信號，即帶不動負載。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箱式電橋倍率的選擇方法。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逐差法什么是逐差法，其優(yōu)點？

3、答：把測量數(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：每個數(shù)據(jù)都起作用，體現(xiàn)多次測量的優(yōu)點。10楊氏模量實驗1為何各長度量用不同的量具測？答：遵守誤差均分原理。2測鋼絲直徑時，為何在鋼絲上、中、下三部位的相互垂直的方向上各測一次直徑，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鋼絲長度是楊氏模量儀上下兩個螺絲夾之間的長度還是上端螺絲夾到掛砝碼的砝碼鉤之間的長度？答：前者4采用光放大辦法測鋼絲的微小伸長量時要測望遠鏡到標尺之間的距離L，請問，L是指平面鏡鏡面到望遠鏡旁標尺的距離還是指平面鏡鏡面到望遠鏡物鏡之間的距離？答：前者5必須預(yù)加砝碼使鋼絲拉直，你能用什么辦法判斷

4、需預(yù)加幾個砝碼？答：用圖示法。作砝碼量與伸長量曲線應(yīng)該是直線，但由于鋼絲沒事先拉直，則會出現(xiàn)圖示曲線有彎曲到直線的過渡。由拐點可判斷需預(yù)加砝碼量。6材料相同，但粗細、長度不同的兩根鋼絲，它們的楊氏模量是否相同?答：相同7如何分析哪一個量的測量對實驗結(jié)果的影響較大? 答：計算每個量的相對誤差，相對誤差大的，則對測量結(jié)果影響大。8怎樣提高光杠桿測量微小長度變化的靈敏度?答：加大平面鏡鏡面到望遠鏡旁標尺的距離；增加光杠桿的長度。9光杠桿為什么用線拴?。看穑悍乐构飧軛U掉落。11伏安特性1什么是內(nèi)接法？什么是外接法？答：電壓表測的是電流表與電阻相串聯(lián)時的電壓時，稱為內(nèi)接法。電流表測的是流過電壓表與電阻并

5、聯(lián)時的總電流時，稱為外接法。2測二極管正向伏安特性時，如何保護被測二極管？答：串聯(lián)一個限流電阻。3如果要測二極管反向伏安特性，畫出電路圖。答：P126 圖11-84如果要測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、負載電路和測量電路。先分別接三塊電路，再把各塊按特征連接。6接線時電源開關(guān)什么時候開的？拆線時電源開頭什么時候關(guān)的？答：接線時：最后。即先接電路，后通電源。拆線時：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，測量

6、數(shù)據(jù)應(yīng)該在什么位置多測些數(shù)據(jù)？答：曲線的拐點處。12電橋1有幾種方法測量電阻？說一下各種測量電阻的方法和特點。答：伏安法、電位差計法、電橋法、用萬用表。方法和特點：略。2電橋電路中，為什么檢流計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檢流計，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，減小檢流計電路限流電阻大小，或選用高靈敏度檢流計。4用箱式電橋測電阻時，如果未知電阻未接入，可否按下電源開關(guān)和檢流計開關(guān)，為什么？答：不可以。因為這時電橋永遠不平衡，會使電流過大燒毀檢流計。5用電橋測一非線性元件的電阻，調(diào)電橋平衡后，如果這時加大電源電壓（其它

7、都不變），問電橋是否還保持平衡，為什么？答：不平衡。因為非線性元件的電阻會隨外加電壓的變化而變化。6右圖中R1、R2、R3是電阻箱，A是微安表頭，R是滑線變阻器。這電路如何測微安表頭的內(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，這時按下橋路電鍵K1，微安表電流不會變化。因此，如果按下K1發(fā)現(xiàn)微安表指針無變化，則說明電橋平衡。電橋平衡后，可用三只電阻算出內(nèi)阻。7如果檢流計事先沒有校零，會不會影響實驗結(jié)果？為什么？答：所謂電橋平衡，則按下橋路電鍵，檢流計指針位置不變。因此，沒校零，不會影響實驗結(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：滑線變阻器開始時保護檢

8、流計用，接近平衡時為提高靈敏度，阻值可降為零。橋路中開關(guān)如果去掉，則電橋嚴重不平衡時，會損壞檢流計，因此不能去掉。13電位差計1用電位差計測電壓時，發(fā)現(xiàn)檢流計總往一邊偏，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）被測電壓極性接反（4）被測電壓超過量程2“電位差計的校正”與“調(diào)節(jié)電位差計主電路的工作電流”之間是怎樣的關(guān)系？答：是一回事3假若實驗室室溫不是20，如何校正電位差計？ 答：根據(jù)室溫值算出此時標準電池電勢值，把溫度補償旋鈕調(diào)到此值，再進行校正電位差計。4能否用UJ31型直流電位差計測右圖電路A、B兩點的電勢差？答：UJ31型

9、電位差計最大能測171mV。這電路中A、B兩點的電勢差超量程了，因此不能測。5電位差計面板上“粗、細、短路”三個按鈕的作用是什么？答：開始時應(yīng)該按“粗”，差不多平衡時再按“細”，要讓檢流計指針很快停下則按“短路”。6假如供給UJ31型電位差計的工作電壓為7伏，則在校正電位差計的時候會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？怎么處理這種現(xiàn)象？ 答：題述電壓的結(jié)果是永遠調(diào)不平衡。處理辦法：調(diào)整工作電壓，因為UJ31型電位差計的工作電壓要求在伏之間。 7如果檢流計事先沒有校零，會不會影響實驗結(jié)果？答：不會。因為平衡不平衡，是看按鍵按下前后檢流計指針動還是不動。14示波器：1. 示波器觀測電信號的三個必要條件是什么？答：（1）

10、被測信號必須加到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板上（2）X偏轉(zhuǎn)板必須加鋸齒波（3）要觀測到穩(wěn)定的波形，必須調(diào)節(jié)鋸齒波的周期，使?jié)M足2. 假設(shè)示波器已經(jīng)觀測到了一個穩(wěn)定的正弦波電信號了，這時將轉(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)觀測到了一個穩(wěn)定的正弦波電信號了，這時將轉(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電信號中是否含有直流成份？答：將Y輸入端的轉(zhuǎn)換開關(guān)分別撥向DC和AC，觀察兩種情況時波形的幅度，如果幅度沒有變化，則被測信號中沒有直流成分。5. 如何用示波器估測電信號的峰峰值與頻率？答：電信號的峰峰值就是波形的

11、波峰到波谷上下的格數(shù)乘以每格對應(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之間水平格數(shù)乘以每格對應(yīng)的時間。6. 用兩只信號發(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，則出現(xiàn)“利薩如圖”，但發(fā)現(xiàn)屏上的“利薩如圖”時刻轉(zhuǎn)動，為什么？答：因為給示波器兩偏轉(zhuǎn)板加的電信號，不能保證其相位差恒定。15聲速1. 聲速實驗中，換能器工作頻率大致多少？答：40kHz左右2. 你是如何做聲速實驗的？答：首先將信號發(fā)生器輸出40kHz的正弦波，調(diào)示波器得到波形，再調(diào)信號發(fā)生器的頻率，觀察到最大波形，得到共振頻率f；再調(diào)聲速測量儀，使兩換能器的距離慢慢變大，觀察示波器波形變化，測出各極大值所對應(yīng)的接

12、受器的位置，通過隔項逐差法求出波長，則可測出。16靜電場1為什么要用模擬法描繪靜電場的分布而不用探測器直接描繪靜電場的分布？答：實際描繪靜電荷周圍的電場很困難，因為伸入靜電場中的探針上的感應(yīng)電賀會影響原電場的分布。2你做靜電場的描繪實驗時，電源是交流電源還是直流電源？答：直流電源3你認為電壓表的內(nèi)阻是大點好還是小點好？答：內(nèi)阻大點好，誤差小4靜電場模擬同軸電纜電場分布實驗中，如果電源電壓增加一倍，問等位線的形狀是否變化？答：形狀不變17電子束：1你是如何驗證電子束的偏轉(zhuǎn)位移與加速電壓成反比的？答：作兩條曲線，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。

13、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)整屏幕光點的亮度是調(diào)節(jié)哪個電極的電位的？答：調(diào)節(jié)電子槍柵極電位。5在進行電子束偏轉(zhuǎn)實驗的過程中，能否把儀器移動方位，為什么？答：不能，受到地磁場的作用，影響電聚焦和電偏轉(zhuǎn)。18霍耳：1如果把勵磁電流誤通到霍耳元件，會產(chǎn)生怎樣的后果？答：燒壞霍耳片2為什么在實驗中要改變霍耳元件的電流方向、改變螺線管的電流方向，進行多次測量？答：（1）霍耳片不可能與螺線管軸垂直 （2）地磁場的影響19分光計：1分光計的調(diào)整中，如何判斷望遠鏡光軸已經(jīng)與旋轉(zhuǎn)主軸垂直？答：旋轉(zhuǎn)平臺，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稱位置，即表明。

14、2什么叫“各半法”？答：分別調(diào)載物平臺和望遠鏡，讓像各回一半，最終回到對稱點的方法。3分光計轉(zhuǎn)盤上有設(shè)計有兩個游標的作用是什么?答：消除“偏心差”4怎樣判斷望遠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）工作時不能振動，關(guān)機后不能振動 20牛頓環(huán)：1顯微鏡放大倍數(shù)的大小對實驗結(jié)果有影響嗎？答：沒有影響2如果定義中心環(huán)為第10級，再外一環(huán)為11級，再向外一環(huán)為12級，,級數(shù)依次遞增，這樣對實驗測量有影響嗎？答：沒有影響。處理數(shù)據(jù)時，是求的級數(shù)差，無須確切知道每一環(huán)的級數(shù)。3為什

15、么要用鈉光燈，不用普通的電燈光源？答：單色光4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量？不擦去對實驗有無影響？答：不一定。無影響。5螺距誤差怎樣避免？答：測量時向一個方向移動，如果移動過位，則要足夠倒退再前進。6為何要測量環(huán)紋直徑而不測量環(huán)紋半徑？答：牛頓環(huán)中心是一個暗斑，不是一個點。第二部分：誤差分析數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識1. 誤差的三種類型 系統(tǒng)誤差、隨機誤差、過失誤差2隨機誤差的高斯分布包含的三方面內(nèi)容（1）絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的概率大（2）大小相等，符號相反的誤差出現(xiàn)的機會相等（3）超過某一極限的誤差，實際上不會出現(xiàn)3近真值對某一物理量進行n次等精度測量，

16、得到一個測量列：（x1, x2, xi ,xn）。如果該物理量的測量誤差服從高斯分布，則該物理量的最佳值即近真值為：4標準差和平均值的標準差 5用平均值的標準偏差作為測量絕對偏差報道測量結(jié)果時的表示形式 其物理意義是真值落在到的概率為68.3%6單次測量精度單次測量的誤差主要取決于儀器的誤差、實驗者感官分辨能力及觀察時的具體條件等。儀器誤差在沒有說明書或相關(guān)資料查閱時，一般可用儀器的最小刻度表示儀器精度。 7誤差傳遞公式的兩個推論 （1）和與差的絕對偏差，等于各直接測量量的絕對偏差之和。 （2）積與商的相對偏差，等于各直接測量量的相對偏差之和。8標準誤差的傳遞公式的兩個推論 （1）和與差的絕對

17、偏差，等于各直接測量量的絕對偏差的“方和根”。 （2）積與商的相對偏差，等于各直接測量量的相對偏差的“方和根”。9測量結(jié)果表式中有關(guān)有效數(shù)字位數(shù)測量結(jié)果表式中，近真值的有效數(shù)字位數(shù)由決定，通常只取1位，最多可取幾2位有效數(shù)字。10實驗數(shù)據(jù)圖示法定標原則（1）觀測點的坐標讀數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)，大體上與實驗測量所得數(shù)據(jù)的有效數(shù)字位數(shù) 相同；（2）標度劃分應(yīng)得當，以不用計算就能直接讀出圖線上每一點的坐標為宜；（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軸物理量的右邊。11根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標上描圖，可以判斷實驗數(shù)據(jù)測量

18、存在有什么性質(zhì)的誤差 由實驗數(shù)據(jù)在坐標上描圖，如果有個別數(shù)據(jù)偏離圖線較遠，則該數(shù)據(jù)的測量存在過失；如果實驗數(shù)據(jù)在圖線兩側(cè)附近，沒有完全落在圖線上，則說明測量存在隨機誤差；如果每組實驗數(shù)據(jù)的圖線總是有規(guī)律地在理論曲線的上方或下方，則說明測量存在系統(tǒng)誤差。12測量不確定度評定與表示的主要內(nèi)容 1A類不確定度2B類不確定度； 式中為儀器誤差。通常儀器誤差服從的規(guī)律可簡單認為服從均勻分布，這種情況下常數(shù)取。即誤差均勻分布的B類不確定度 3總不確定度（即合成不確定度）注意：通常先將各來源的標準不確定度劃歸入A類評定和B類評定，再計算總不確定度。 4間接測量的不確定度傳遞（也稱不確定度的合成傳遞）如果間接測量量是直接測量量的函數(shù)：，則間接測量量的最佳估計由直接測量量的最佳估計給出，即； 顯然，的不確定度取決于的不確定度。設(shè)任一直接測量量的標準不確定度為，則的不確定度是各直接測量量的不確定度的合成，通常按方和根合成法計算總不確定度：5關(guān)于間接測量量不確定度的方和根合成法，的兩個重要的推論：(1) 和與差的不確定度，等于各直接測量量的不確定度的“方和