大學物理實驗03級試卷及答案

1、學號： 姓名： 班級： 密封線內(nèi)答題無效石家莊鐵道學院2004-2005學年第1學期 2003 級本（專）科班期末考試試卷課程名稱： 大學物理實驗 任課教師： 考試時間： 120 分鐘考試性質(zhì)（學生填寫）：正?？荚嚕ǎ┚徔佳a考（）重修（）提前修讀（）題 號一二三四五六總分滿 分202424101210100得 分改卷人一、選擇題 （6分+2分 × 7，共20分）1. 在下列測量中，按有效數(shù)字要求哪些是正確的？(1) 用最小分度為0.01mm的讀數(shù)顯微鏡測物體的長度 （ B ）A.0.32mm B. 0.320mm C.0.3mm D.0.3213mm（需要估讀的，取最小刻度的一半估讀

2、。有效數(shù)字位數(shù)卡到此位）(2) 用20分度的游標卡尺測物體長度三次，得平均值 （ A ）A. 10.12mm B.10.1mm C. 10mm D.10.121mm（游標類量具，只讀到游標分度值：1mm/20=0.05mm）(3) 用最小分度為0.2oC的溫度計測溫度 （ A ）A.10.0oC B.10.01oC C.10oC D.10.006oC(4) 用感量為20mg的天平測物體質(zhì)量 （ B ）A.156.3g B.156.29g C.156g D.156.285g(5) 某一實驗結(jié)果是0.00548mm，該結(jié)果科學表達式 （ B ）A.0.548×10-2mm B.5.48&

3、#215;10-6m C.0.00548×10-3m D. 5.48m（科學表示：保證有效數(shù)字位數(shù)；小數(shù)點前的數(shù)字取一位；數(shù)值大小用數(shù)量級表示。）(6) 下列結(jié)果，有效數(shù)字為三位的是 （ A ） A. 0.00100m B.1.352m C. 5.010m D. 2×102m2下列結(jié)果表示正確的是 （ C ）3下列說法正確的是 （ C ）A. 8×10-3g比8.0g測的準確；B. 是說測量值x的真值在范圍內(nèi)；C. 是說真值在范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率是68.3%；D. 是說測量值在范圍內(nèi)起伏4下列誤差屬于系統(tǒng)誤差的是 （ D ）天平的零點漂移； B. 測量溫度時出現(xiàn)的微小

4、起伏；視差； D電表的接入誤差；5已知y=r/h，測得h=10.0cm,r=0.30cm,則y的有效數(shù)字應?。?B ）A. 1位； B.2位； C. 3位； D. 4位；（兩種方法：視y為間接測量量，求其不確定度；利用有效數(shù)字簡便運算法）6. 實驗測得一組數(shù)據(jù)xi，yi（i=1，2，k）。利用最小二乘法擬合經(jīng)驗公式，符合實際的經(jīng)驗公式為 (r為相關系數(shù)) （ A ）y=1+6x,r=0.977；B y=x2+x+1, r=0.500；C y=1+5x,r=0.911； y=，r=0.1007兩把鋼尺，尺A是在+200C下校準好的，尺B是在00C下校準好的?，F(xiàn)在用這兩把尺去測量00C溫度下的一根

5、鋼軌的長度，鋼軌和兩把鋼尺都是用同一種材料制作的，測量結(jié)果尺A的讀數(shù)為lA，尺B的讀數(shù)為lB，則有： （ A ）lA>lB； lA<lB ； lA=lB ； 都不是；（材料的熱脹冷縮性質(zhì)造成尺A在00C使用時，刻度間距縮小。）8流體靜力稱衡法（浮力法）測固體的密度：測量公式為： 其中m 是在空氣中稱出物體的質(zhì)量，m 0是物體全部浸沒在液體中稱出的質(zhì)量，0為液體密度。為了減少懸掛物體的細線的影響，式中分子上的m不包括細線質(zhì)量，分母中的m 、m 0都包括細線質(zhì)量在內(nèi)。你選用細線時應選用 （ B ）最輕的；最細的； 最軟的；這樣安排測量，用哪一種都無關。(細線的影響僅是測m00時浸沒在液

6、體中這一段細線所受浮力的影響。故最細的浮力最小，影響最小。）二、填空題 （每題4分，共24分）1. 將曲線y=aebx改為直線。此直線的斜率是 b ,截距是 lna 。（lny = lna + bx）2. 某個間接測量量T與直接測量量L、t的函數(shù)關系式為：（a為常數(shù)）， 寫出它的相對不確定度傳遞公式:。3. 用一電壓表測電壓，電壓表的準確度等級為0.5級，量程為5V，測量指示為3V，利用此表測量的儀器最大相對誤差0.5×5/3=0.83%_。(注意區(qū)分兩種誤差計算：由電表結(jié)構(gòu)引起的示值誤差（如此題）： 由電表內(nèi)阻引起的接入誤差。)4. 自由落體測定重力加速度實驗中，控制下落初速度v0

7、=0，測量公式：g=2h/t2,由此式可推斷，g的誤差主要來自于 t 的測量 。（根據(jù)實驗方案選擇原則最大誤差傳遞公式：，t的傳遞系數(shù)是h的二倍。）5. 右圖為示波器熒光屏上顯示的李薩如圖形，其中Y偏轉(zhuǎn)板輸入的信號頻率為75Hz，X偏轉(zhuǎn)板輸入的信號頻率為_225Hz_。（fy:fx=nx:ny=1:3）6. 用內(nèi)阻為RA的電流表測量如圖所示線路中的電流，電流測量值為Ic。利用此電流表測量的接入誤差 為： （接入誤差：其中R等以電流表的接入點為考察點，視電源為短路時的等效電阻）三、簡答題（從以下題中任選三題，每題8分，共24分）1. 測量剛體轉(zhuǎn)動慣量實驗中，無論是計算法還是作圖法，在實驗原理中均

8、離不開難以測量量摩擦力矩Mµ。請分別說明實驗中兩種方法對Mµ的處理。答：計算法：視剛體系所受的摩擦力矩基本不變，把轉(zhuǎn)動視為勻變速轉(zhuǎn)動作圖法：通過曲線改直，利用直線的斜率、截距求解I，繞開對M的直接求解。2. 氣軌的端部裝上滑輪，同時用細線將滑塊與砝碼相連（如圖），可以作驗證牛頓第二定律實驗。說明此實驗應該在什么條件下進行？這些條件如何在實驗中得到保證？ 答：根本條件：滑塊在運動中，除了受砝碼重力作用，其余的合外力為零。實現(xiàn)條件：導軌不能完全水平，要通過微微傾斜，用下滑力抵消空氣粘滯阻力?；嗁|(zhì)量要輕，摩擦力矩可忽略。細繩彈性要差，不可伸長。3. 在自組電橋?qū)嶒炛?，儀器正常，

9、連線正確，若其中連入一根斷導線，問接通電源后會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因？兩個現(xiàn)象出現(xiàn)：無論怎樣改變橋臂電阻，檢流計始終不動。 無論怎樣改變橋臂電阻，檢流計始終向一邊偏。原因：斷導線連入電源主干路或連入檢流計所在的橋路斷導線連入橋臂電路中，致使電橋始終無法平衡。4. 下圖是靜電場描繪圖，首先判斷圖是否有錯誤，如有錯誤說出錯誤點。 圖A 圖B 圖 C 圖A 錯誤 ，電極處電力線不垂直其表面，未畫電力線方向。 圖B錯誤 ， 電極處有電力線 。 圖C 錯誤 ， 電場強度相等處電力線分布不同。 5. 附圖是檢驗精密加工工件表面光潔度的干涉裝置。下面是待測工件，上面是標準的平玻璃板，在鈉黃光的垂直照

10、射下看到如圖上方所示的干涉花樣。試根據(jù)這些干涉花樣，說明工件表面的紋路是凸的還是凹的？為什么？ 工件表面是凹的。原因：（定性分析）干涉條紋是等強度點的軌跡，而強度完全由光程差所決定。理想的劈尖等厚線的光程差是由左到右遞增的。當后面的等厚線提前到某一位置（如圖表現(xiàn)為向左偏移）說明對應此等厚線的光程差提前增加。即說明此處工件表面凹進去了。6. 有一塊金屬平板AB，它的前后表面可視為鏡面，且前后兩表面是大致平行的?，F(xiàn)要求用分光儀準確檢測出它們究竟平行與否。如果不平行，夾角是多少？請簡略說明檢測方法。（手頭只有分光儀和平面鏡）利用測三棱鏡頂角中的自準直方法測量即可（平行光管法不行，原因：題中未提供光源

11、）具體檢測方法略（見課本）四、分析說明題（10分） 黑盒子內(nèi)有干電池（3V）、電容器、定值電阻、二極管各一個，下面是檢測過程記錄：1. 用萬用表10V電壓檔（靈敏度20k/V）依次測各接線柱之間的電壓。 （ “紅表筆接1，黑表筆接4”簡寫為“紅1，黑4” ） 表筆與接線柱連接方式觀察到的現(xiàn)象紅4，黑1電壓表指針從某電壓值慢慢向0V返回紅1，黑4電壓表指針無偏轉(zhuǎn)紅2，黑3測得電壓值為2.0V，且電壓值不變紅6，黑3測得電壓值為3.0V，且電壓值不變2. 用萬用表電阻檔測各接線柱之間的電阻。表筆與接線柱連接方式觀察到的現(xiàn)象紅4，黑1指針出現(xiàn)較大偏轉(zhuǎn)，緊接著慢慢向電阻處返回紅1，黑4指針指在電阻處紅

12、2，黑6測得電阻100K紅6，黑2測得電阻100K紅5，黑1測得電阻5紅1，黑5指針指在電阻處請根據(jù)上面的檢測結(jié)果在下圖中畫出各元件的連接位置（非完整電路），并解釋帶下劃線的兩個現(xiàn)象。現(xiàn)象1說明： 原電容內(nèi)電荷未放電充分，有電荷積累 現(xiàn)象2說明： 由于電壓表內(nèi)阻存在(200k)，使得出現(xiàn)分壓現(xiàn)象 （注意檢測時的次序：先電壓后電阻（先排除電源）?，F(xiàn)象：二極管存在正反向電阻；電容有充放電現(xiàn)象；萬用表內(nèi)有內(nèi)阻且電阻擋內(nèi)有電源。） 五、計算題 （12分）次 數(shù)12345678擺長l（cm）100.011100.010100.012100.010100.009100.014100.011100.011周期T (s)2.0022.0012.0032.0022.0042.0002.0022.002在單擺測重力加速度實驗中，測量公式：g=42l/ T2。其中用最小分度值為0.1mm的米尺等精度測量擺長、用儀器最小讀數(shù)為0.001s的數(shù)字式光電計時裝置測量周期各八次，其測值列入下表（儀器零點示值均為零），求所測重力加速度，并正確表示測量結(jié)果。解： （注意直接測量量和間接測量量的不確定度的計算方法不同。）六、設計題 （10分）利用伏安法測量二極管的正向伏安特性，要求電壓取值從0增至3V