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1、大学物理实验大学物理实验第一册习题与思考题第一册习题与思考题大学物理实验第一册习题与思考题 第一章 实验测量不确定度与数据处理习题1 指出下列各项各项哪些属于系统误差，哪些属于偶然误差：a. 米尺刻度不均匀b.实验者的偏见c.刻度因温度改变而伸缩d.最小分度后一位的雇计c.游标卡尺零点不为零f.电表指针的磨擦g.视差2 下列数值改用有效数字的标准式来表示(1) 光速=299792458100 米/秒(2) 热功当量=4183000040000 尔格/卡(3) 比热 0.0017300.0005 卡/克度(4) 电子的电荷=4.803010-10 静库。准确到 0.1%(5) 9876.52 准
2、确到 0.2% 3请把下列各数值正确的有效数字表示于括号内：(1) 3.4670.2 ( )(2) 746.0002 ( )(3) 0.0026540.0008 ( )(4) 6523.5870.3 ( )4.下列各式的算术运算都是正确的，就是没有考虑到有效数字的问题。假设下列各数值的最后一位都是估计（可疑）的，请在括号内以有效数字表示其正确答案。(1)(1.732)(1.74)=3.01368 ( )(2)(10.22)(0.0832)(0.41)=0.34862464 ( )(3) ( )(4) 628.7/7.8=80.6026 ( )(5) (17.34-17.13)(14.28)=2
3、.9988 ( )5.计算下式结果及其不确定度的表示式。N=A+2B+C-5D设：A=38.2060.001cm B=13.24870.0001cmC=161.250.01cm D=1.32420.0001cm6.一圆柱体的直径为（2.140.02）厘米，求其横截面积。7两分量(10.200.04) 厘米 和(3.010.03) 厘米 ，相加时其不确定度该如何表示？相乘时其不确定度又该如何表示？8.一个正方体铁块的边长为（10.30.2）厘米，质量为(86658)克，试求其密度的不确定度表示式？并用“克厘米“为单位表示结果。9.写出下列函数的不确定度表示式，分别用不确定度的算术合成和几何合成法
4、表示。 （用最合适的方法从不确定度或相对不确定度中选择一种）(1) (2) ;其中 为常数(3) (4) 10.用量程为 125mm 的游标卡尺测量一钢珠直径 10 次，已知仪器最小分度值为.02mm, 仪器的最大允差仪0.02mm,测量数据如下：次数12345678910)3.323.343.363.303.343.383.303.323.343.36求测量列的平均值、标准差 、测量列的、类及合成标准不确定度。11用伸长法测量杨氏模量的实验数据，改变砝码质量测钢丝伸长量， 和数据如下表：次数123456780.0001.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0000.0
5、01.112.213.254.255.206.157.31试用逐差法、作图法和计算机直线拟合法求出斜率，并分析其不确定度。12历年来真空中光速的测量结果如下，求其权之比及其不确定度的表示式。年代 工作者 方法 结果（千米/秒） 不确定度（千米/秒）1907 Rosa,Dorsey Esu/emu 299784 151928 Karolus 克尔盒 299786 151947 Essen 谐振腔 299792 41949 Aslakson 雷达 299792.4 2.41951 Bergstant 光电测距仪 299793.1 0.261954 Froome 微波干涉仪 299792.75 0.
6、31964 Rank 等 带光谱 299792.8 0.41972 Bay 等 稳频 He-Ne 激光器 299792.462 0.018 1973 平差 299792.4580 0.00121974 Blaney 稳频 CO2 激光器 299792.4590 0.00061976 Woods 299792.4588 0.0002 1980 Baird 稳频 He-Ne 激光器 299792.4581 0.00191983 国际协议 299792.458 (精确值)13. 用四种仪器测量一薄板的厚度所得数据如下，求其权之比及其不确定度的表示式。(1) 螺旋测微计测得 d1=(1.40300.0
7、004) (2)测量显微镜测得 d2=(1.40640.0003)(3) 球径计测得 d3=(1.40140.0002) (4) 光杠镜测得 d4=(1.4050.003) 14. 测定某角度 共两次，得其值为 1r1=241336.03.1及2r2=241324.013.8 ，求其权之比及其不确定度的表示式。15甲乙两人用某一测角器来量度某一晶体的面角，测得结果如下，试求二人所得结果中的权的比及其不确定度的表示式。 。甲 乙242340 242330242345 242340242330 242350242335 242360242336 242320第三章 基本实验习题与思考题一、长度和固
8、体密度的测量思考题1 天平的使用规则中，哪些规定是为了保护刀口。2 用米尺、20 分尺游标卡尺和螺旋测微计分别单次测量同一金属板的厚度，若测量值都是 4mm，那么这三个测量值分别应如何记录才是正确？3 螺旋测微装置，其测微螺杆的螺距为 0.5mm，微分筒周界刻有100 等分格，试问该装置的分度值为多少？二、伸长法测定杨氏弹性模量思考题1本实验中，为什么测量不同的长度要用不同的仪器进行？它们的最大允差各是多少？2根据实验不确定度几何合成方法，写出杨氏模量的相对不确定度的表达式，并指出哪一个测量影响最大。3本实验所用的逐差法处理数据，体现了逐差法的哪些优点？若采用相邻两项相减，然后求其平均值，有何
9、缺点？4若将作为光杠杆的“放大倍率“，试根据你所得的数值计算的值，你能想出几种改变“放大倍率“的方法来吗？5光杠杆法有何特点？你能应用光杠杆法设计一个测定引力常量的物理实验吗？三 、弦线上波的传播思考题1. 安装设备时，若图 3-3-1 中 A、B 及 P 三点不在同一直线上，对实验结果有何影响？它使弦线受到的实际张力较大或小？2. 测定波长时应当测一个驻波的长度或几个驻波的长度？为什么？3. 试分析固定张力法测音叉频率的不确定度来源？ 四、气垫弹簧振子的简谐振动思考题1 在测量周期时，挡光片的宽度对测量结果有无影响？为什么？其影响大小如何？2 弹簧的实际质量必须远小于滑块质量，为什么？五、声
10、速的测定思考题1本实验处理数据时，用逐差法求波长、试说明有什么优点，其物理意义是什么？2如果信号发生器的频率未调整到谐振状态，对测量结果会不会影响？为什么？3是否可以用此方法测定超声波在其他媒质（如液体和固体）中的传播速度？六、电热当量的测定思考题1. 试用不确定度传递公式计算本实验的相对确定度，指出哪一个量对测量结果的影响最大。2. 切断电源后，水温还会上升少许，然后才开始下降，记录及用作图法求时，应如何处理方为正确？3. 为什么要限制加热的温升速率？过大或过小的温升速率对实验结果有什么影响？4.根据牛顿冷却定律，你能否提出与本实验讲义不同的修正方法？七、测量冰的溶解热思考题1 为什么冰和水
11、的质量要有一定的比例？如果冰投入太多，会产生什么后果？溶化后的水温有什么限制？2 为什么实验的温度降落过程要从高于室温变到低于室温？如果整个实验过程中温度变化都低于室温，则后果如何？八、电阻元件伏安特性的测定思考题1使用各种电表应注意哪些主要问题？2根据电表的准确度级别，如何确定测量结果的有效数字的位数？3，测量元件的伏安特性曲线有何意义？4用伏安法测电阻实验中，如何减小、消除电表的接入误差？5非线性元件的电阻能否用万用表来测定？为什么？6由实验所得的特性曲线，说明静态电阻和动态电阻特性的区别？九、电表的扩程与校准思考题1若将本实验改装的 10mA 电流表误作直流电压表去测 100V 电压，这
12、时通过表头的电流为多少?会发生什么后果(不允许试验)?2何谓电压灵敏度?电压灵敏度的高低对测量有何影响?本实验设计的电压表其灵敏度为多少?一个满标电流为，内阻为的表头，现欲改为右图所示的等效电流量程为，等效内阻为，求及各为多少？绘制校正曲线有何实际意义？十、惠斯登电桥思考题1以下哪些因素会使电桥的测量误差加大？电源电压大幅度下降；电源电压稍有波动；检流计灵敏度不够高；检流计零点没有调准；在测量低电阻时，导线电阻不可忽略。2在电桥实验操作中，应注意哪些问题？总结使电桥较快达到平衡的方法。十一、用双电桥测低电阻思考题1双电桥电路中式是否一定要满足?为什么?2测量金属棒电阻率时，其有效长度 L 应该
13、是哪两个点间的距离?3如果发现电桥的灵敏度不够高，原则上可采取哪些措施?这些措施受什么限制?十二、应用霍尔效应测量磁场思考题1、若把霍尔片的法线方向与磁场 B 的方向不一致，将如何影响霍尔电压测量结果？2、如何测量霍尔元件的灵敏度？3、如何利用霍尔元件测量电磁铁芯的相对磁导率 ？4、若磁感应强度 B 和霍尔元件 lb 平面不完全正交，按式（3-12-4 ）算出的磁感应强度 B 比实际值大还是小？ 如果霍尔元件在空间可自由转动，怎样判断 B 与元件的方向是一致的？要准确测定磁场，实验应怎样进行？5、用霍尔元件也可以测量交变磁场，在图（3-12-3 ）将 IM 电流源换成低压交流电源，那么，为了测量磁极间隙中的交变磁场，图中的装置和线路应作那些改变？十三、示波器的使用思考题1. 示波器正常，但开机后荧光屏上看不到亮点问这是由于哪个旋钮调节不当造成？2. 用示波器观察波形，在荧光屏上出现下面两种情况，该调哪些有关旋钮才能观察
