大學物理實驗理論考試題及答案

選擇題(每題4分，打“*”者為必做，再另選做4題，并標出選做

記號“多做不給分，共40分)

1*某間接測量量的測量公式為N=3/—2y4,直接測量量*和y的標準誤差為△、和則間接測

量量N的標準誤差為？B

鯉=%上空2=3a2=9k絲=込亠=_2乂分」8y3

dxdxdydy

222i

△N=[(9JCAx)+(8/Av)]

2*.用螺旋測微計測量長度時，測量值=末讀數(shù)一初讀數(shù)(零讀數(shù))，初讀數(shù)是為了消除(A)

(A)系統(tǒng)誤差(B)偶然誤差(C)過失誤差(D)其他誤差

3*在計算銅塊的密度P和不確定度時，計算器上分別顯示為“8.35256”和“0.06532”

則結果表示為：(C)

(A)P=(8.35256±0.0653)(gem-3),

/B\

()3

\7P=(8.352±0.065)(gem-),

/C

{3

XP=(8.35±0.07)(gem-),

D

/\

(!3

\/P=(8.35256±0.06532)(gem-)

/E\

172

\P=(0.0835xlO±0.07)(gemD,

(F)P=(8.35±0.06)(gem-3),

4*以下哪一點不符合隨機誤差統(tǒng)計規(guī)律分布特點(C)

(A)單峰性(B)對稱性(C)無界性有罪拴(D)抵償性

5*某螺旋測微計的示值誤差為±0.004利〃，選出下列測量結果中正確的答案：(B)

A.用它進行多次測量，其偶然誤差為0.004m相；

B.用它作單次測量，可用±0.004〃〃7?估算其誤差；="+△；=金

C.用它測量時的相對誤差為±0.004〃?〃?。

相對誤差：E=E1X1(X)%無單位；絕對誤差：b=x-X有單位。

X

6*在計算數(shù)據(jù)時，當有效數(shù)字位數(shù)確定以后，應將多余的數(shù)字舍去。設計算結果的有效數(shù)字取4位,

則下列正確的取舍是：（B）四舍六入逢單配雙

A：4.32749—4.328；B：4.32750->4.328C：4.32851->4.328D：4.32850-4.329

7、在氣體比熱容比測定實驗中，由于大氣壓強變大，則小球的振動周期將（B）

（A）變大（B）變?。–）不變（D）不確定

8、分光計采用雙游標讀數(shù)的原因是（C）

A:消除視差引起的系統(tǒng)誤差B:消除視差引起偶然誤差

C:消除偏心差引起的系統(tǒng)誤差D:消除偏心差引起的偶然誤差

9、扭擺儀上只有圓盤時，其擺動周期為Ti,放上待測物體后，擺動周期為Tz,則（A）

(A)Ti<T2(B)TI=T2(C)Ti>T2（D）不能確定

10、若給示波器y軸輸入一個周期性三角波電壓，在X軸輸入一個直流電壓，則示波器顯示的波形為

A.不等間距的衍射條紋；干涉B.等傾干涉條紋；邁克爾孫干涉儀

C.等間距的干涉條紋；中間疏外邊密等厚干涉條紋。

，列哪些概念不適用拉伸法測楊氏模量實驗o（D）

..逐差法B.補償法

ISB

13、用霍爾法測直流磁場的磁感應強度時，霍爾電壓的大?。海˙%RH

A：與霍爾材料的性質無關;B：與外加磁場的磁感應強度的大小成正比;

C；與霍爾片上的工作電流人的大小成反比；D：與霍爾片的厚度d成正比;

14.伏安法測電阻時，電流表內(nèi)接使得電阻的測量值比實際值_____；電流表外接使得電阻的測量值

比實際值________。（C）

A大，大；B小，?。籆大，??；D小，大

15.選出下列說法中的正確者：（A）

A：QJ36型雙臂電橋的特點之一，是它可以大大降低連接導線電阻的影響。

B：QJ36型雙臂電橋連接低電阻的導線用銅片來代替，從而完全消除了導線引入的誤差。

C：QJ36型雙臂電橋設置“粗”、“細”調按鈕，是為了避免電源燒壞。檢流計

D：雙橋電路中的換向開關是為了保護被測的低電阻，以避免過度發(fā)熱而燒壞。

P228減小電源回路中的熱電動勢的影響而產(chǎn)生系統(tǒng)誤差

二、填空題：（每題4分，打“*”者為必做，再另選做4題，并標出選做記號“*”，多做不給

分，共40分）

*大學物理實驗課程的教學主要由三個環(huán)節(jié)構成實驗前預習；實驗中的操作;

實驗后的報告____________。

*若某一測量值y的真值為。，則=y-。稱為該測量值的絕對誤差,也稱為測

量值的相對誤差。

3指出下列情況分別屬于系統(tǒng)誤差還是隨機誤差：P6/7/8

1）電源電壓不穩(wěn)定引起的測量值微小波動隨機誤差偶然誤差，具有隨機性

2）天平使用前未調平衡系統(tǒng)誤差誤差大小和方向都保持不變

3粗大誤差：明顯超出規(guī)定條件下預期值得誤差

4*若某待測物的標準長度為2.36444cm,若用最小分度值為1mm的米尺測，其值應為

23.6mm,若用精度為0.002a”得游標卡尺測量，其值應為23.64nrn,用精度為

0.01的螺旋測微計測量，其值應為23.644mm,,

5*用米尺（最小分度值為1mm）測量某物體的長度L,其起點在米尺10cm刻度線上，終點

恰好在米尺的20cm刻度線上。用有效數(shù)字來表達L的測量值-100.Onun。

數(shù)據(jù)處理最基本的有如下三種方法列表法、作圖法、逐差法。

要在示波器熒光屏上顯示n個完整而穩(wěn)定的正弦波形，條件是Tx=nTy,n=l,2,3……

式中Tx為鋸齒波周期,Ty為正弦周期o

10、分光計由平行光管；讀數(shù)裝置_________；_____________載物臺；望遠鏡_________主要部件構成.

霍爾效應實驗中測量霍爾電壓時換向開關的作用是用“對稱測量法”消除副效應的影響

在伏安特性研究實驗中，有電流表內(nèi)接和外接兩種接法，在同一條件下測量兩組數(shù)據(jù)，如果電流表

讀數(shù)變化相對明顯，應選用內(nèi)接;如果電壓表讀數(shù)變化相對明顯，則選用外接。

由于連線和接觸電阻的存在，用單臂電橋測量低電阻時很不精確。

解答題：（選做二題，每題十分）

13m

1、已知動態(tài)懸掛法楊氏模量公式為E=1.6067貰/2,請推出楊氏模量￡的不確定度公式。P15

,_\,dE,比月EdE

解:\ACk2拓.△力2+(茄.的2十堂戲)2

13nl

dE3(1.6067戸尸)

1.6067x3/2=1.6067^/2x3xj=3y；

dldl

0(1.6067勺/)

dE

同理:=1.6067%產(chǎn)x(-4)x丄=-4纟

~dddddd

13

3(1.6067華〃)nl

dEE_8E/L6O677尸)E

—=---------------------=2—

dmdmmdfdf

AE=1(3--A/)2+(4—?ZW)2+(—?△加產(chǎn)+(2--A/-)2

\Idmf

AE=￡l(3y)2+(4^-)2+(

T=0.02s

2、（1）用示波器觀測50Hz的正弦交流電信號，當熒光屏上調出兩個周期穩(wěn)定的波形時，其掃描電壓的

周期是（0.04s）（

T=0.001s

（2）如示波器掃描頻率為1000Hz時，將掃描長度調整為5cm,則每厘米代表的時間為

（0.0002s）.

3、用一級千分尺（A儀=0.004mm）重復測量某圓柱體的直徑共六次，測量值為（單位mm）：6.298、

6.296、6.278、6.290、6.262、6.280；試求測量結果

-6.298+6.296+6.278+6.290+6.262+6.280,?,

L=------------------------------------------------------=6.284mm

6

卜”丫

Sx=\1-------=0.014(mm)=AA

Vn-\

△g=2^^=0.004(111111)過程、單位、不確定度

A=也:+△；=S+品=0.015(mm)

L=Z±A=6.284±0.015(mm)orL=6.28±0.02(mm)

4、用惠斯登電橋測定銅絲在不同溫度下的電阻值。數(shù)據(jù)見表。試求銅絲的電阻與溫度的關系。

數(shù)據(jù)表

溫度t(°C)24.026.531.135.040345.049.754.9

電阻K(C)2.8972.9192.9693.0033.0593.1073.1553.207

解：以溫度f為橫坐標，電阻K為縱坐標。橫坐標選取2mm代表1.0°C,縱坐標2mm代表0.01OQ。

繪制銅絲電阻與溫度曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)點分布可知，銅絲電阻與溫度為線性關系，滿足下面線

性方程，即:

R=a+優(yōu)

在圖線上取兩點(如圖所示)，計算截距和斜率得：

3

=3.197-2.909=993x10-0/℃

54.0-25.0

54.0x2.090-25.0x3.197

=2.66。

54.0-25.0

所以，銅絲電阻與溫度的關系為:

R=2.66+9.93x10-31(Q)

銅絲電阻與溫度的關系

一、填空題：（每題4分，打“*”者為必做，再另選做5題，并標出選做記號“*”，多做不給分,

共40分）

*在科學實驗中，一切物理量都是通過測量得到的，測量結果應包括測量的平均值、不確定

度________、單位，三者缺一不可。

*隨機誤差的分布具有四個特點，即單峰性、對稱性、有界性、抵償

。

*,2500x2.305,一宜，、亠花皿宀.2500x2.305ccrc

3b=------------,則nlb有幾位有效數(shù)字3位。b=-------------------=978.2750782=978

1.23x4.7891.23x4.789

x+保留的有效數(shù)字，只需與諸因子中有效數(shù)字最少的一個相同

+-小數(shù)點后所保留的位數(shù)與諸數(shù)中小數(shù)點后位數(shù)最少的一個相同

乘方和開方與其底的有效位數(shù)相同

我們所學過的數(shù)據(jù)處理方法有列表法、作圖法、逐差法。

5*用米尺測得某物體的長度為4.32cm,現(xiàn)有精度為0.02mm的量具，則測量結果有4有效數(shù)字

（43.2x）mm；若用精度為0.015mm的量具測量，則應有5位有效數(shù)字（43.2xx）mm。

實驗室常用電阻箱設計四個接頭（"0”,”0.9”，“9.9”和“99999.99”）的主要作用是

可以避免電阻箱其余部分的接觸電阻和導線電阻對低阻值帶來了不可忽略的誤差。。

當你需要一個阻為8.5Q的電阻時，應接將導線接到“0”和“9.9”Q接線柱上。

要在示波器熒光屏上顯示n個完整而穩(wěn)定的波形，條件是Tx=nTy,n=l,2,3……

式中Tx為鋸齒波周期，Ty為正弦周期。如果Ty=Tx,則示波器熒光屏上可看到一

個完整波形。

在靜電場模擬測繪的實驗中，我們采用了模擬實驗法方法,這一方法需要滿足的條件是：

1、具有相同的數(shù)學表達式；2、_相同的邊界條件。

用牛頓環(huán)測定平凸透鏡的曲率半徑，用的公式是R=」上%，而不是4=KR2,原因是因為接觸

4（m-n）A

面間或有彈性形變，很難準確地判定干涉級次。

10、有一阻值為300Q的電阻應用單臂電橋來測量。1。以上用單臂電橋，1。以下用雙臂電橋

11、分光計是測量入射光和出射光之間偏轉角度的儀器,分光計主要由平行光管、望遠鏡、載物臺、讀數(shù)裝置組成。

12、楊氏彈性模量是反映固體材料力學性質的物理量，光杠桿的作用是測量微小長度變化,測量前懸掛2公斤祛碼的目的是使得鋼絲拉

Mo

13、電位差計采用了補償法測量電動勢。它由①工作電流調節(jié)回路、②校準回路、③測量回路三個基本回路構成。

】4、電表改裝實驗中表頭的內(nèi)阻和靈敏度采用半值法一法測量,改裝電流表時，與表頭并聯(lián)的電阻起分流一作用。改裝后的電流表

必須經(jīng)過校準一才能使用。

15、在測量固體導熱系數(shù)實驗中，采用穩(wěn)態(tài)法測量不良導熱體的導熱系數(shù)。

16,夫蘭克―赫茲實驗驗證了能級的存在.

測量霍爾電壓時換向開關的作用是用''對稱測量法”消除副效應的影響。

二、是非題：（每題2分，打“*”者為必做，再另選做4題，并標出選做記號“*”，多做不給分，

共20分）

大量的隨機誤差服從正態(tài)分布，一般說來增加測量次數(shù)求平均可以減小隨機誤差。（V）

2二由于系統(tǒng)誤差在測量條件不變時有確定的大小和正負號，因此在同一測量條件下多次測量求平均值能

夠減少誤差或消除它。（X）

3*、一個物理量是由可靠數(shù)字與可疑數(shù)字組成。（X）有效數(shù)字+單位

4二測量結果的有效數(shù)字位數(shù)越多，測量的準確度就越高，因此實驗數(shù)據(jù)處理結果應多保留幾位有效數(shù)

字。（X）

5二用精度很髙的儀器對物理量進行測量，就能獲得該物理量的真值。（X）

6\某測量數(shù)據(jù)的單位換算，其有效數(shù)字的位數(shù)也隨著變化o（X）

1.11m,11.1cm,111mm

8、示波器的內(nèi)掃描電壓波形為正弦波電壓（x）鋸齒波

9、在用牛頓環(huán)測定透鏡曲率半徑的實驗中，觀察到的干涉條紋（即牛頓環(huán)）中心應為亮斑。（x）暗斑

10、在邁克爾遜干涉儀中，如果兩平面反射鏡Mi和M2調整到嚴格垂直，則觀察到的等傾干涉圖樣是同

心圓。（V）

11、根據(jù)磁聚焦原理，電子在電場和磁場屮作螺旋運動，改變電子的螺距?川.以調節(jié)磁儡轉電流.（X）

12、分光計刻度圓盤同一直徑的兩端各裝有一個游標是為了讀數(shù)方便。（X）

14、二極管是一種線性電子元件。（X）二極管、三極管、熱敏電阻和光敏電阻都是非線性元件

三、選擇題（每題4分）

1、在多次測量的隨機誤差遵從高斯分布的條件下，真值處于［土△區(qū)間內(nèi)的概率為（B）P8

A、57.5%B、68.3%C、95.0%D、100%

單倍總體標準偏差雙倍95.4%

點不Ji

3、下面說法正確的是（D）

A、系統(tǒng)誤差可以通過多次測量消除B、隨機誤差一定能夠完全消除

C、記錯數(shù)是系統(tǒng)誤差粗大誤差D、系統(tǒng)誤差是可以減少甚至消除的

4、多次測量的平均值為534.35毫米，誤差為0.5毫米，測量結果表達式正確的是（C）

A、534.4mmB、534.3±0.5mm

C、534.4+0.5mmD、534.35+0.5mm

5、p=—/?,選出下列式中的正確者：（C）

4L

三.解答題：（選做二題，每題十分，并標出選做記號“*”，多做不給分）

1、已知一正弦波的頻率為100房，匕i=K）V,用毫米方格紙畫出這個正弦的波形。（水平方向L00c??

代表\ms,垂直方向1.00。%