大学物理实验考试题及知识点.docx

1、大学物理实验考试题及知识点大学物理实验考试题及知识点公共实验知识点1. 主要仪器的结构、 1. 测量量、测1. 仪器原理；特点、各元件的空间 量方法及有2. 测量原理分布 ( 构造关系 ) ； 效数据； 2. 测（公式推导、3 仪器的精度、 调 量先后顺序；图、测量方案节及使用细节、注意 3. 故障的分描述）事项等 析和解决测量的定义；有效数字及其运算法则；误差的定误差 四种数据处义&分类；不确定度（直接测量量 &间接测量量）理论 理方法&结果表达第1 页 共29 页1.千分尺、游标卡尺和读数显微镜读数原理； 2. 圆柱筒含金属体积的1.千分尺、游标卡尺 计算公式和不 1. 千分尺、游和读数显

2、微镜构造 确定度公式的 标卡尺和读（图）和个主要元件 推导； 3. 测量 数显微镜的 直接测量、间名称及用途；2. 千分的定义以及阿 调节、读数及 接测量（多长度 尺、游标卡尺和读数 贝定则 ( 阿贝 有效位数； 2. 次）不确定度显微镜读数精度、 调原则是仪器设 读数显微镜 （保留计算节及使用细节、注意计中一个非常 十字叉丝和 过程）事项 ( 零点偏差 / 回 重要的设计原 缝的排放问程误差 ) 等 则。古典的阿 题。贝原则是阿贝于 1890 年提出的一项测量仪设计的指导性原则。他说：第2 页 共29 页要是测量已给出精确的测量结果，必须将被测件布置在基准元件沿运动方向的延长线上。因此可以称

3、为共线原则。阿贝原则：被测量轴线只有与标准量的测量轴线重合或在其延长线上时，测量才会的到精确地结果。阿贝原则是长度计量的最基第3 页 共29 页本原则，其意义在于它避免了因导轨误差引起的一次测量误差。在检定和测试中遵守阿贝原则可提高测量的准确度，特别是在使用不符合阿贝原则的仪器时，更要注意阿贝原则的应用。例：千分尺，内径千分尺等符合；游标卡尺不符合。)第4 页 共29 页1.流体静力称衡法测铜块密度的测量原理和公式； 2. 比 复秤法的读重瓶法测铅粒 数问题；快速密度的测量原 调节天平底1.物理天平的构造理和公式；（3. 座水平、横梁（图）和个主要元件两者的区分、 平衡和检测名称及用途；2.

4、物理适用性）流体 灵敏度。快速天平的调节、感量 计算百分误密度 称衡法是用密 称衡质量（砝（灵敏度）测量、使 差度=质量 / 体积 码的增减顺用细节、注意事项阿基米德定 序等） , 测量等；3. 比重瓶的构造律，可以测量 过程中影响和使用。不规则固体也 测量结果的可以测量液体 因素（气泡密度 等）比重法测量物体密度是m1/1=m2/第5 页 共29 页1 即为比重瓶法，体积一定，用已知一种液体的密度测量另一未知液体的密度 ，也可以测固体小颗粒的密度1. 自由落体实验仪的铅落球1. 自由落体实验仪 三种实验方式 直调节； 2. 临分别用公式法测构造及读数方法； 2. 的基本内容及 界点选取； 3

5、. 法和画图法重力存储式毫秒计时器 其引入误差的 实验中测量 得到本地重加速的使用 比较分析 下落时间所 力加速度度选择的计时功能用单 1. 单摆实验仪构造 1. 单摆测定重 1. 单摆实验 1. 得到本地摆测 及使用方法；2. 存储力加速度的基 仪铅直调节； 重力加速度；第6 页 共29 页定重式毫秒计时器的使本原理； 2. 单 2. 得到均匀2. 验证摆长力加用摆周期随摆长 摆的方法； 3.与单摆周期速度变化的规律实验中测量的变化关系下落时间所选择的计时功能波形参数的1. 两种方法读取（两种读示波器的基本结构； 示波器成像原测量电压峰数方法）及有示波 示波器、信号发生器 理；各旋钮功值和信

6、号频效数字；李萨器使 的调节和连接；移相能；数据测量率（求电压有如法的测量用器的连接；示波器使 方法；李萨如效值），2. 测量；仪器调节用法的原理量两相干信过程中可能号的相位差出现的问题第7 页 共29 页RC暂态 RC串联电路在阶跃电压的 测量量（ 7 组 1. 绘出 UR、UC作用充放电过程分 数据）及测量 的变化曲线下, 从析； 值的意 先后顺序；并分析，2. 测电路连接；示波器的开始义； 越小， UR、UC的观测 量充电过程信号线连接发生充放电速度越 和描绘以及中各点的 u变化快分析；临界过 t 值；画图法到稳程的判断计算 值态的过程叫暂态过程.实验第8 页 共29 页原理就是电容的充

7、放电，利用暂态过程可以将矩形波变为锯齿波或尖峰波第9 页 共29 页电桥原理，换流&换臂的意义；灵敏度的意义定义 1：仪表、传感器等装置与系统电路连接；电位器 & 的输出量的增 粗调 &细调； 1. 计算得到双向开关的构造和 量与输入量增 换臂 &换流； 待测电阻和惠氏使用；检流计 &电阻 量的比。 故障排除；灵 电桥灵敏度，电桥箱（铭牌：额定电流、定义 2：计量 敏度（单电压 2. 电阻不确功率、精度等） 仪器的响应变 测量） 定度的计算化值除以相应激励变化值。定义 3：系统参数的变化对系统状态的影响程度。非线 各个测量仪器的量 伏安特性的意 电路连接；测 1. 分析两种性伏 程和精确度；限

8、流 & 义和用途； 量数据 &间隔 元件的伏安第10 页共29 页安特 分压电路连接选择；观测各特性曲线， 2.性种元件的伏最小二乘法安曲线对非线性曲线的拟合得到正向伏安曲线公式物距、象距的定义及方向1. 计算透镜等高共轴的（正、负）；焦距，2. 利用焦距 各种透镜的辨别和粗细调节方等高共轴；凸景深计算焦测量 焦距估测法；测量量及凹透镜焦距测距的不确定测量方法量的方法；景度深概念干涉定义 &相 半反半透镜读数显微镜调节 &使 长 相消；形成的使用；环数 公式计算结牛顿用；牛顿环仪的构牛顿环的原理 的确定及读果，取平均得环造；钠光灯及测量公式 & 取；读数方到 R实验光路图法；注意事项第11 页

9、共29 页一、选择题（每题 4 分，打“ *”者为必做，再另选做 4 题，并标出选做记号“ * ”，多做不给分，共40 分）1*某间接测量量的测量公式为 N3x32 y4，直接测量量 x 和 y 的标准误差为 x 和 y , 则间接测量量 N的标准误差为？ BN2N2Nxyyx；N(3x32 y4 )33x29x2N(3 x32 y4 )2 4 y38 y3xx，yy2219x232Nx8yy2* 。用螺旋测微计测量长度时，测量值=末读数初读数（零读数），初读数是为了消除 ( A )（A）系统误差 （B）偶然误差 （C）过失误差 （D）其他误差3 * 在计算铜块的密度 和不确定度 时，计算器上

10、分别显示为“8.35256 ”和“ 0.0 6532”则结果表示为：（ C ） 3(A)=（8.35256 0.0653 ） （gcm ），(B) =（8.352 0.065 ） （gcm 3 ）， 3(C)=（8.35 0.07 ） （gcm ），(D) =（8.35256 0.06532 ） （ gcm 3 ）第12 页共29 页(E)2 0.07 ） 3），=（ 0.0835 10（gcm(F)=（8.35 0.06 ） 3），（gcm4 * 以下哪一点不符合随机误差统计规律分布特点（ C ）（A） 单峰性 （B） 对称性 （C） 无界性有界性 （D）抵偿性5* 某螺旋测微计的示值误差为

11、 0.004mm ，选出下列测量结果中正确的答案：（ B ）A 用它进行多次测量，其 偶然误差 为 0.004mm ；B 用它作单次测量 ，可用 0.004mm 估算其误差；2202ABBBC.用它测量时的 相对误差 为 0.004mm 。相对误差： E100%=x X 有单位。X无单位；绝对误差：6* 在计算数据时，当有效数字位数确定以后，应将多余的数字舍去。设计算结果的有效数字取 4 位，则下列正确的取舍是： ( B ) 四舍六入逢单配双A：4.327 494.328 ； B ：4.327 504.328 C ：4.328 514.328 D ：第13 页共29 页4.328 504.32

12、97、在气体比热容比测定实验中，由于大气压强变大 , 则小球的振动周期将（ ）（A） 变大 （ B） 变小 （C） 不变 （D） 不确定8、分光计采用双游标读数的原因是（ C ）A: 消除视差引起的系统误差 B: 消除视差引起偶然误差C : 消除偏心差引起的系统误差 D : 消除偏心差引起的偶然误差9、扭摆仪上只有圆盘时，其摆动周期为 T1 ，放上待测物体后，摆动周期为T2，则 （ ）(A) TT(D)不12122能确定10、若给示波器 y 轴输入一个周期性 三角波电压，在 x 轴输入一个 直流电压 ， 则 示 波 器 显 示 的 波 形 为（ ）（A） （B） （C） （D）11 、 牛 顿

13、 环 是 一 种 ：（ D ）A不等间距的 衍射条纹； 干涉 B等倾干涉条纹 ; 迈克尔孙第14 页共29 页干涉仪C等间距的干涉条纹； 中间疏外边密 D等厚干涉条纹。12、下列哪些概念不适用拉伸法测杨氏模量实验 。（ ）A逐差法 B. 补偿法C光放大法 D. 异号法13、用霍尔法测直流磁场的磁感应强度时， 霍尔电压的大小： ( )VH RH ISBdA ：与霍尔材料的性质无关；B：与外加磁场的磁感应强度的大小成正比；C：与霍尔片上的工作电流 I s 的大小成反比；D ：与霍尔片的厚度 d 成正比；14伏安法测电阻时，电流表 内接使得电阻的测量值比实际值；电流表外接使得电阻的测量值比实际值。（

14、 C）A大，大 ;B小，小 ;C大，小 ;D小，大15选出下列说法中的正确者：（ A ）： QJ36 型双臂电桥 的特点之一，是它可以大大降低 连接导线电阻 的影响。B ：QJ36型双臂电桥连接低电阻的导线用铜片来代替， 从而完全消除 了第15 页共29 页导线引入的误差。C：QJ36型双臂电桥设置 “粗”、“细”调按钮，是为了避免 电源烧坏。检流计D：双桥电路中的换向开关是为了保护被测的低电阻，以避免过度发热而烧坏。P228 减小电源回路中的热电动势的影响而产生系统误差二、填空题：（每题 4 分，打“ * ”者为必做，再另选做 4 题，并标出选做记号“ * ”，多做不给分，共 40 分）1*

15、 大学物理实验课程的教学主要由三个环节构成 实验前预习 ； 实验中的操作 ；实验后的报告 。2 * 若某一测量值 y 的真值为 a ，则 y y a 称为该测量值的 绝对y误差， a 称为测量值的 相对 误差。3* 指出下列情况分别属于系统误差还是随机误差： P6/7/81） 电源电压不稳定引起的测量值微小波动 随机误差 偶然误差，具有随机性2）天平使用前未调平衡 系统误差 误差大小和方向都保持不变第16 页共29 页3粗大误差：明显超出规定条件下预期值得误差4* 若某待测物的标准长度为 2.36444 cm ，若用最小分度值为 1mm的米尺测，其值应为_23.6 mm ，若用精度为 0.00

16、2 cm 得游 标卡尺 测量，其值应为23.64 mm，用精度为 0.01 mm的螺旋测微计 测量，其值应为 23.644mm。5* 用米尺（最小分度值为 1mm）测量某物体的长度 L，其起点在米尺 10cm刻度线上，终点恰好 在 米 尺的 20cm 刻 度 线 上 。 用 有 效 数 字来 表达 L 的 测 量 值100.0mm 。6*数据处理最基本的有如下三种方法列表法、作图法、逐差法。7、有一电流表，量限为 100A，内阻为 1000，用它可以直接测量的最大电压是 0.1 伏，现欲将其改装成量限为 1mA的电流表，需要并联一个阻值为 111 的电阻。8、金属丝杨氏弹性模量的测定实验中，为

17、了消除弹性滞后效应引起的系统误差，测量中采用 对称测量 方法消除滞后量的影响。9、要在示波器荧光屏上显示 n 个完整而稳定的正弦波形，条件是Tx=nTy,n=1,2,3第17 页共29 页式中 Tx 为 锯齿波周期 ，Ty 为 正弦周期 。10、分光计由 平行光管 ； 读数装置 ；载物台 ； 望远镜 主要部件构成。11、霍尔效应实验中测量霍尔电压时换向开关的作用是 用“对称测量法”消除副效应的影响 。12、当光照射在物体上时，光的能量转换为物体某些电子的能量，使这些电子逸出物体表面，这种现象称为 光电 效应，利用这一效应测定了 普朗克常数。13、在伏安特性研究实验中，有电流表内接和外接两种接法

18、，在同一条件下测量两组数据，如果电流表读数变化相对明显，应选用 内 接；如果电压表读数变化相对明显，则选用 外 接 。14、由于 连线 和 接触 电阻的存在，用单臂电桥测量低电阻时很不精确。三. 解答题：（选做二题，每题十分）El 3 mf21.60674，请推出杨氏模量 E 的1、已知动态悬挂法杨氏模量公式为d不确定度公式。 P15E( El )2( Ed )2( Em)2( Ef ) 2解：ldmf;第18 页共29 页E(1.6067l 3mf2)ml 3m1Ed 41.6067f23l21.6067f233lld 4d 4ll ；l 3m2E(1.6067d4 f)1.6067l3mf

19、2(4)14E同理： ddd5d ；E(1.6067l 3 m f 2 )EE(1.6067 l 3m4f 2 )2 Ed 4dmmm ； fffE(3 El )2(4 Ed) 2( Em)2(2 Ef ) 2ldmfE E (3 l ) 2( 4 d )2( m)2(2 f )2ldmfT=0.02s2、(1) 用示波器观测 50Hz 的正弦交流电信号，当荧光屏上调出 两个周期稳定的波形时，其扫描电压的周期是（ 0.04s ），T=0.001s(2)如示波器扫描频率为 1000Hz时，将扫描长度调整为 5cm，则每厘米代表的时间为（ 0.0002s ）.3、用一级千分尺（ 仪 0.004mm

20、 ）重复测量某圆柱体的直径共六次，测量值为（单位 mm ）： 6.298 、6.296 、 6.278 、6.290 、 6.262 、6.280 ；试求测量结果第19 页共29 页L6.2986.2966.2786.2906.2626.28066.284mm2Sxxix0.014( mm)n1AB仪0.004 mm22220.015( mm)ABSx仪LL6.2840.015(mm) or L 6.28 0.02(mm)过程、单位、不确定度4、用惠斯登电桥测定 铜丝在不同温度下的电阻值 。数据见表。试求铜丝的电阻与温度 的关系。数据表温 度 t24.0 26.5 31.1 35.0 40.3

21、 45.0 49.7 54.9( C )电阻R( )2.897 2.919 2.969 3.003 3.059 3.107 3.155 3.207解：以温度 t 为横坐标，电阻 R为纵坐标。横坐标选取 2mm代表 1.0 C ，纵坐标 2mm 代表 0.010 。绘制铜丝电阻与温度曲线如图所示。 由图中数据点分布可知，铜丝电阻与温度为线性关系，满足下面线性方程，即：R t在图线上取两点（如图所示），计算截距和斜率得：3.1972.9099.93 10 3/ C54.025.0第20 页共29 页54.02.09025.03.19754.025.02.66所以，铜丝电阻与温度的关系为：R 2.669.93 10 3 t ()3.2 503.2 00电阻R( )3.1 50( 54.0， 3.1 97)