大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)03級(jí)試卷及答案

1、學(xué)號(hào)： 姓名： 班級(jí)： 密封線內(nèi)答題無效石家莊鐵道學(xué)院2004-2005學(xué)年第1學(xué)期 2003 級(jí)本（專）科班期末考試試卷課程名稱： 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) 任課教師： 考試時(shí)間： 120 分鐘考試性質(zhì)（學(xué)生填寫）：正?？荚嚕ǎ┚徔佳a(bǔ)考（）重修（）提前修讀（）題 號(hào)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(biāo)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(biāo)類量具，只讀到游標(biāo)分度值：1mm/20=0.05mm）(3) 用最小分度為0.2oC的溫度計(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果是0.00548mm，該結(jié)果科學(xué)表達(dá)式 （ B ）A.0.548×10-2mm B.5.48&

3、#215;10-6m C.0.00548×10-3m D. 5.48m（科學(xué)表示：保證有效數(shù)字位數(shù)；小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字取一位；數(shù)值大小用數(shù)量級(jí)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(zhǔn)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(diǎn)漂移； B. 測量溫度時(shí)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(yīng)取（ 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(yùn)算法）6. 實(shí)驗(yàn)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(yàn)公式，符合實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)公式為 (r為相關(guān)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(zhǔn)好的，尺B是在00C下校準(zhǔn)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(shí)，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(xì)線的影響，式中分子上的m不包括細(xì)線質(zhì)量，分母中的m 、m 0都包括細(xì)線質(zhì)量在內(nèi)。你選用細(xì)線時(shí)應(yīng)選用 （ B ）最輕的；最細(xì)的； 最軟的；這樣安排測量，用哪一種都無關(guān)。(細(xì)線的影響僅是測m00時(shí)浸沒在液

6、體中這一段細(xì)線所受浮力的影響。故最細(xì)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(gè)間接測量量T與直接測量量L、t的函數(shù)關(guān)系式為：（a為常數(shù)）， 寫出它的相對(duì)不確定度傳遞公式:。3. 用一電壓表測電壓，電壓表的準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)，量程為5V，測量指示為3V，利用此表測量的儀器最大相對(duì)誤差0.5×5/3=0.83%_。(注意區(qū)分兩種誤差計(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(hào)頻率為75Hz，X偏轉(zhuǎn)板輸入的信號(hào)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(diǎn)為考察點(diǎn)，視電源為短路時(shí)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(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)中，無論是計(jì)算法還是作圖法，在實(shí)驗(yàn)原理中均

8、離不開難以測量量摩擦力矩Mµ。請(qǐng)分別說明實(shí)驗(yàn)中兩種方法對(duì)Mµ的處理。答：計(jì)算法：視剛體系所受的摩擦力矩基本不變，把轉(zhuǎn)動(dòng)視為勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)作圖法：通過曲線改直，利用直線的斜率、截距求解I，繞開對(duì)M的直接求解。2. 氣軌的端部裝上滑輪，同時(shí)用細(xì)線將滑塊與砝碼相連（如圖），可以作驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)。說明此實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在什么條件下進(jìn)行？這些條件如何在實(shí)驗(yàn)中得到保證？ 答：根本條件：滑塊在運(yùn)動(dòng)中，除了受砝碼重力作用，其余的合外力為零。實(shí)現(xiàn)條件：導(dǎo)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(xì)繩彈性要差，不可伸長。3. 在自組電橋?qū)嶒?yàn)中，儀器正常，

9、連線正確，若其中連入一根斷導(dǎo)線，問接通電源后會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因？兩個(gè)現(xiàn)象出現(xiàn)：無論怎樣改變橋臂電阻，檢流計(jì)始終不動(dòng)。 無論怎樣改變橋臂電阻，檢流計(jì)始終向一邊偏。原因：斷導(dǎo)線連入電源主干路或連入檢流計(jì)所在的橋路斷導(dǎo)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(cuò)誤，如有錯(cuò)誤說出錯(cuò)誤點(diǎn)。 圖A 圖B 圖 C 圖A 錯(cuò)誤 ，電極處電力線不垂直其表面，未畫電力線方向。 圖B錯(cuò)誤 ， 電極處有電力線 。 圖C 錯(cuò)誤 ， 電場強(qiáng)度相等處電力線分布不同。 5. 附圖是檢驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度點(diǎn)的軌跡，而強(qiáng)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(dāng)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(duì)應(yīng)此等厚線的光程差提前增加。即說明此處工件表面凹進(jìn)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(zhǔn)確檢測出它們究竟平行與否。如果不平行，夾角是多少？請(qǐng)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(zhǔn)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(gè)，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(qǐng)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(gè)現(xiàn)象?，F(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(shí)的次序：先電壓后電阻（先排除電源）。現(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(jì)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(shí)驗(yàn)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(jì)時(shí)裝置測量周期各八次，其測值列入下表（儀器零點(diǎn)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(jì)算方法不同。）六、設(shè)計(jì)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