江蘇大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)考試題庫(kù)及答案

江蘇大學(xué)-物理實(shí)驗(yàn)A(II)考試題庫(kù)和答案1-基礎(chǔ)儀器1.有一個(gè)角游標(biāo)尺，主尺的分度值是0.5°，主尺上29個(gè)分度與游標(biāo)上30個(gè)分度等弧長(zhǎng)，則這個(gè)角游標(biāo)尺的最小分度值是多少？答案：每份1′分析：30和29格差1格，所以相當(dāng)于把這1格分成30份。這1格為0.5°=30′，分成30份，每份1′2.電表量程為：0～75mA的電流表，0～15V的電壓表，它們皆為0.5級(jí)，面板刻度均為150小格，每格代表多少？測(cè)量時(shí)記錄有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)到小數(shù)點(diǎn)后第幾位(分別以mA、V為記錄單位)？為什么？答案：電流表一格0.5mA，小數(shù)點(diǎn)后一位，因?yàn)檎`差0.4mA電壓表一格0.1V，小數(shù)點(diǎn)后兩位,因?yàn)檎`差0.08V，估讀一位3．（*）用示波器來(lái)測(cè)量一正弦信號(hào)的電壓和頻率，當(dāng)“Y軸衰減旋鈕”放在“2V/div”檔，“時(shí)基掃描旋鈕”放在“0.2ms/div”檔時(shí)，測(cè)得波形在垂直方向“峰－峰”值之間的間隔為8.6格，橫向一個(gè)周期的間隔為9.8格，試求該正弦信號(hào)的有效電壓和頻率的值。答案：510.2Hz，6.08V分析：f=1/T=1÷(9.8×0.0002)=510.2Hz，U有效=8.6×2÷2÷根號(hào)2=6.08V4.（*）一只電流表的量程為10mA，準(zhǔn)確度等級(jí)為1.0級(jí)；另一只電流表量程為15mA，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)?，F(xiàn)要測(cè)量9mA左右的電流，請(qǐng)分析選用哪只電流表較好。答案：選用量程為15mA，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)分析：量程為10mA，準(zhǔn)確度等級(jí)為1.0級(jí)的電流表最大誤差0.1mA,量程為15mA，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí),最大誤差0.075mA,即：選用量程為15mA，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)。5.測(cè)定不規(guī)則固體密度時(shí)，，其中為0℃時(shí)水的密度，M為被測(cè)物在空氣中的稱量質(zhì)量，m為被測(cè)物完全浸沒(méi)于水中的稱量質(zhì)量，若被測(cè)物完全浸沒(méi)于水中時(shí)表面附有氣泡，試分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果將偏大還是偏??？寫出分析過(guò)程。答案：偏小分析：若被測(cè)物浸沒(méi)在水中時(shí)附有氣泡，則物體排開(kāi)水的體積變大，物體所受到的浮力變大，則在水中稱重結(jié)果將偏小，即：比標(biāo)準(zhǔn)值稍小，(M-m)偏大，將偏小2-方法類6.放大法是一種基本的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法。試寫出常用的四種放大法，并任意選擇其中的兩種方法，結(jié)合你所做過(guò)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，各舉一例加以說(shuō)明。累計(jì)放大法劈尖干涉測(cè)金屬絲直徑的實(shí)驗(yàn)中，為了測(cè)出相鄰干涉條紋的間距即：只要測(cè)量出人的影長(zhǎng)BE，旗桿的影長(zhǎng)DB，再知道人的身高AB，就可以求出旗桿CD的高度了．11.測(cè)量某一物理量，需要一大小和方向均可變可控的直流電壓，若給你直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)，單刀單擲開(kāi)關(guān)、雙刀雙擲開(kāi)關(guān)、滑線變阻器各1只，導(dǎo)線若干，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出控制電路，畫出電路圖。答案：（分壓式，交叉接法）12．若用伏安法測(cè)電阻（即根據(jù)公式R=U/I計(jì)算），可以選擇安培表內(nèi)接和安培表外接兩種接法。(1)現(xiàn)提供穩(wěn)壓電源、單刀單擲開(kāi)關(guān)、滑線變阻器、電流表、電壓表和待測(cè)電阻各一個(gè)，請(qǐng)你分別畫出兩種接法的電路圖并注明所用接法。答案：（內(nèi)外接以電流表為參考）內(nèi)接法外接法(2)若電源電壓為6V，被測(cè)電阻約為50Ω，電流表(毫安表)量程為100/150/300mA，內(nèi)阻約為0.4Ω；伏特表的量程為0/1.5/3/7.5V，每伏特電壓的內(nèi)阻約為200Ω。問(wèn)如何選用電表量程？比較兩種接法，并說(shuō)明電流表采用何種接法比較好。答案：電流表量程150mA伏特表量程7.5V分析：與比較，較大則內(nèi)接（主要誤差在電壓表分流），較小則外接（主要誤差在電流表分壓）13.利用給定的儀器：直流穩(wěn)壓電源（輸出電壓0---6V連續(xù)可調(diào)，一臺(tái)）、標(biāo)準(zhǔn)電阻箱（0-----99999.9Ω，0.1級(jí)，一只）、毫安表（量程20mA）、未知電阻（約500Ω，一只）、單刀開(kāi)關(guān)一只，單刀雙擲開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量未知電阻阻值。要求：（1）給出電路圖；（2）計(jì)算公式及說(shuō)明。答案：（注意：此圖略作修改，把滑動(dòng)變阻器去掉，電流表A改成毫安表方法：變壓，替代法）過(guò)程：（1）閉合S1開(kāi)始實(shí)驗(yàn)將S2閉合在1端,調(diào)節(jié)電源輸出電壓電流表指針變化至某一適當(dāng)位置記錄讀數(shù)將S2閉合在2端，調(diào)節(jié)電阻箱RS的值，使電流表指針指在相同位置，記下電阻箱上電阻讀數(shù)將S1斷開(kāi)，整理實(shí)驗(yàn)器材4-誤差分析14.系統(tǒng)誤差可分為哪兩大類？試結(jié)合所做過(guò)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)各舉一例加以說(shuō)明。答案：定值系統(tǒng)誤差：氣墊導(dǎo)軌測(cè)加速的由于阻力使加速度值偏小變值系統(tǒng)誤差：…15.發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的常用方法可分為哪三大類？試結(jié)合所做過(guò)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)各舉一例加以說(shuō)明。答案：（對(duì)比理論數(shù)據(jù)）對(duì)比分析法：歐姆定律測(cè)電阻分別用內(nèi)接，外接法理論分析法：?jiǎn)螖[測(cè)重力加速度要求擺角小于5°數(shù)據(jù)分析法：利用氣墊導(dǎo)軌測(cè)量重力加速度分析數(shù)據(jù)找出空氣阻力對(duì)結(jié)果的影響16.限制和消除系統(tǒng)誤差有哪些主要途徑和方法？結(jié)合你所做過(guò)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，各舉一例加以簡(jiǎn)要說(shuō)明。答案：（根源、修正和方法）消除系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的根源：氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)考慮物體與導(dǎo)軌間的摩擦阻力

（2）對(duì)測(cè)量結(jié)果加以修正：伏安法測(cè)電阻，若阻值較大，先電流表內(nèi)接在考慮對(duì)電流表接入誤差進(jìn)行修正采用適當(dāng)測(cè)量方法：如補(bǔ)償法，分光計(jì)上間隔180°安排兩個(gè)游標(biāo)就是利用補(bǔ)償法消除誤差17.在測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)誤差的性質(zhì)選擇合適的測(cè)量方法，從而消除和減少系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。常用的消除和減少系統(tǒng)誤差的測(cè)量方法有哪三種？試結(jié)合你所做過(guò)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，各舉一例加以說(shuō)明。替代法：電橋測(cè)電阻時(shí)先接入待測(cè)電阻使電橋平衡，后用電阻箱代替待測(cè)電阻并保證其余不變，則電阻箱顯示值即為待測(cè)值交換法：惠斯通電橋?qū)嶒?yàn)中利用交換法消除兩臂阻值不嚴(yán)格相等帶來(lái)的誤差抵償法：分光計(jì)間隔180°安排兩個(gè)游標(biāo)即利用補(bǔ)償法消除系統(tǒng)誤差18.限制和消除系統(tǒng)誤差有哪些主要途徑和方法？在以下具體實(shí)驗(yàn)中分別運(yùn)用了什么途徑和方法?答案：消除系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的根源對(duì)測(cè)量結(jié)果加以修正采用適當(dāng)測(cè)量方法(1)用伏安法測(cè)量待測(cè)電阻時(shí)根據(jù)電阻的大小選擇安培表內(nèi)接法或外接法，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正；對(duì)測(cè)量結(jié)果加以修正(2)在用分光計(jì)測(cè)三棱鏡頂角時(shí)，從兩對(duì)稱游標(biāo)上讀數(shù)；抵償法(3)在用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)量鋼絲直徑時(shí)要考慮零點(diǎn)誤差的影響；消除誤差產(chǎn)生的根源(4)（*）在用氣墊導(dǎo)軌測(cè)滑塊的平均速度、加速度實(shí)驗(yàn)中要先將氣墊導(dǎo)軌調(diào)水平；消除誤差產(chǎn)生的根源在用示波器測(cè)交流電幅值前校準(zhǔn)方形波的高度。消除誤差產(chǎn)生的根源解：電流表量程75電壓表量程3V即電流電壓表至少1.0級(jí).用伏安法測(cè)電阻，已知，，忽略電表內(nèi)阻的影響，為使被測(cè)電阻的相對(duì)不確定度小于2.0%，試分析選用怎樣的電流表和電壓表。（提示：=1\*GB3①按不確定度等作用原則分配不確定度，按方和根合成法求相對(duì)不確定度；=2\*GB3②電流表;;量程有30mA、75mA、150mA、300mA等，電壓表量程有75mV、3V、7.5V、15V等，電表等級(jí)有0.1，0.2，05，1.0，1.5，2.5，5.0級(jí)）解：電流表量程75電壓表量程3V即電流電壓表至少1.0級(jí).答案：如右.解：即可用1mm皮尺測(cè)量長(zhǎng)度.設(shè)測(cè)量X次時(shí)間為即至少需要測(cè)29次.所以至少需要29次.解：可用50分游標(biāo)卡尺.可用10分游標(biāo)卡尺.20（*）．對(duì)一圓柱體的直徑D和高H進(jìn)行測(cè)量，若要求該圓柱體體積測(cè)量的相對(duì)不確定度不超過(guò)1%，試確定直徑D和高解：即可用1mm皮尺測(cè)量長(zhǎng)度.設(shè)測(cè)量X次時(shí)間為即至少需要測(cè)29次.所以至少需要29次.解：可用50分游標(biāo)卡尺.可用10分游標(biāo)卡尺.21.(*)采用單擺測(cè)量重力加速度（）。如果已知單擺擺長(zhǎng)l≈100cm，T≈2s，要求重力加速度的相對(duì)不確定度小于0.5%，應(yīng)如何選擇測(cè)擺長(zhǎng)的儀器?如何安排連續(xù)測(cè)周期的次數(shù)?設(shè)所用秒表的最大儀器誤差限儀=0.1秒。（提示：按不確定度等作用原則分配不確定度，按方和根合成法求相對(duì)不確定度）解：設(shè)測(cè)量X次用的時(shí)間為即至少需要25次.22．(*)復(fù)擺公式，通過(guò)測(cè)T可求等值擺長(zhǎng)，已知的標(biāo)準(zhǔn)值，并測(cè)得T≈2秒，測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生的最大誤差Δ儀=0.1秒。問(wèn)要使的測(cè)量相對(duì)不確定度不大于0.4%，測(cè)周期時(shí)至少應(yīng)數(shù)多少個(gè)周期?（提示：按不確定度等作用原則分配不確定度，按方和根合成法求相對(duì)不確定度）解：設(shè)測(cè)量X次用的時(shí)間為即至少需要25次.23．為使圓柱體體積測(cè)量的相對(duì)不確定度小于0.6%，試就以下三種情況分析說(shuō)明測(cè)量?jī)x器的選擇：（1）已知D≈10mm，而H>>D，則應(yīng)用什么儀器測(cè)量D？（1）已知H≈10mm，而D>>H，則應(yīng)用什么儀器測(cè)量H？（1）已知D≈H≈10mm，則應(yīng)分別用什么儀器測(cè)量D和H？23解：解：方和根合成法（2分）（1）當(dāng)時(shí)，0.6%，可得，（2分）所以測(cè)量所以測(cè)量應(yīng)采用（50分）游標(biāo)卡尺。（1分）（2）當(dāng)時(shí)，0.6%，可得，（2分）所以測(cè)量應(yīng)采用（20分）游標(biāo)卡尺。（1分）（3）當(dāng)時(shí)，0.6%，可得，（2分）0.6%，可得，（2分）所以測(cè)量、均應(yīng)采用（50分）游標(biāo)卡尺。（2分）（二）絕對(duì)值合成法（1）當(dāng)時(shí)，0.6%，可得，（2分）所以測(cè)量應(yīng)采用（50分）游標(biāo)卡尺。（1分）（2）當(dāng)時(shí)，0.6%，可得，（2分）所以測(cè)量應(yīng)采用（20分）游標(biāo)卡尺。（1分）（3）當(dāng)時(shí)，0.3%，可得，（2分）所以測(cè)量應(yīng)采用螺旋測(cè)微計(jì)。