大学物理实验考试题及知识点.docx

大学物理实验考试题及知识点.docx

《大学物理实验考试题及知识点.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理实验考试题及知识点.docx（86页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

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.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/ρ1=m2/ρ

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.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；τ值的意先后顺序；

并分析，2.测

电路连接；示波器的

开始

义；τ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τ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

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N

3x3

2y4

，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？

B

N

2

N

2

N

x

y

y

x

；

N

（3x3

2y4）

3

3x2

9x2

N（3x3

2y4）

24y3

8y3

x

x

，

y

y

2

2

1

9x

2

3

2

N

x

8y

y

2*。

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ρ和不确定度时，计算器上分别显示为

“8.35256”和“0.06532”

则结果表示为：

（C）

–3

（A）ρ=（8.35256±0.0653）（gcm），

（B）ρ=（8.352±0.065）（gcm–3），

–3

（C）ρ=（8.35±0.07）（gcm），

（D）ρ=（8.35256±0.06532）（gcm–3）

第12页共29页

（E）

2

±0.07）

–3

），

ρ=（0.083510

（gcm

（F）

ρ=（8.35

±0.06）

–3

），

（gcm

4*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；

2

2

0

2

A

B

B

B

C.用它测量时的相对误差为0.004mm。

相对误差：

E

100%

=xX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：

4.32749→4.328；B：

4.32750→4.328C：

4.32851→4.328D：

第13页共29页

4.32850→4.329

7、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

（Ｂ）

（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）

（A）T

（B）

T=T

（C）T

1

>T

（D）

不

1

2

1

2

2

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）

（A）（B）（C）（D）

11、牛顿环是一种：

（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。

（Ｄ）

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：

（Ｂ）

VHRHISB

d

A：

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Is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

。

（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）

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*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yya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：

P6/7/8

1）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2.36444cm，若用最小分度值为1mm的米尺

测，其值应为

_____23.6mm，若用精度为0.002cm得游标卡尺测量，其值应为

23.64mm，用精度为0.01mm的螺旋测微计测量，其值应为23.644

mm。

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100μA，内阻为1000Ω，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111Ω的电阻。

8、金属丝杨氏弹性模量的测定实验中，为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，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）

E

l3m

f

2

1.6067

4

，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。

P15

E

（E

l）2

（E

d）2

（E

m）2

（E

f）2

解：

l

d

m

f

;

第18页共29页

E

（1.6067

l3m

f

2

）

m

l3m

1

E

d4

1.6067

f

2

3l

2

1.6067

f

2

3

3

l

l

d4

d4

l

l；

l3m

2

E

（1.6067

d4f

）

1.6067l

3

mf

2

（

4）

1

4

E

同理：

d

d

d5

d；

E

（1.6067l3mf2）

E

E

（1.6067l3m4

f2）

2E

d4

d

m

m

m；f

f

f

E

（3E

l）2

（4E

d）2

（E

m）2

（2E

f）2

l

d

m

f

EE（3l）2

（4d）2

（m）2

（2f）2

l

d

m

f

T=0.02s

2、

（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）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

L

6.298

6.296

6.278

6.290

6.262

6.280

6

6.284mm

2

Sx

xi

x

0.014（mm）

n

1

A

B

仪

0.004mm

2

2

2

2

0.015（mm）

A

B

Sx

仪

L

L

6.284

0

.015（mm）orL6.280.02（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t

24.026.531.135.040.345.049.754.9

（C）

电阻R（）

2.8972.9192.9693.0033.0593.1073.1553.207

解：

以温度t为横坐标，电阻R为纵坐标。

横坐标选取2mm代表1.0C，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：

Rt

在图线上取两点（如图所示），计算截距和斜率得：

3.197

2.909

9.93103

/C

54.0

25.0

第20页共29页

54.0

2.090

25.0

3.197

54.0

25.0

2.66

所以，铜丝电阻与温度的关系为：

R2.66

9.93103t（

）

3.250

3.200

电阻R（Ω）

3.150

（54.0，3.197）