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1、长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。 她福建师范大学21春“物理学”实验物理导论离线作业（四）辅导答案一.综合考核(共50题)1.在拉伸法测杨氏模量实验中，利用光杠杆测金属丝伸长量的实验方法称为放大法。()A.正确B.错误参考答案：A2.下列单位中是国际单位制的导出单位的是()A.牛B.秒C.摩尔D.坎德拉参考答案：A3.简述测量的基本概念、测量的性质与分类。什么情况下的测量是等精度测量?参考答案：测量，就是把被测量与复现计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量量值的过程。按其比较特点，可将测量进一步分为检验和测量。1、按获得结果的方式分类(1)直接测量被测几何量的数值直接由计量器具读出。(2)间
2、接测量被测几何量的数值由实测几何量的数值按一定的函数关系式运算后获得。2、按比较的方式分类(1)绝对测量被测量的整个数值可以直接从测量器具上读出。(2)相对测量(比较测量)测量时先用标准器调整计量器具的零位，再由刻度尺读出被测量几何量相对於标准器的偏差。3、按同时测量被测几何量参数的多少分类(1)单项测量分别而独立地测量工件上各个几何量。(2)综合测量同时测量工件上某些相关的几何量的综合状态，以判断综合结果是否合格。综合测量的效率高，能反映工件上一些误差的综合结果，适用於只要判断工件是否合格的场合，当需要分析加工过程中产生废品的原因时，应采用单项测量。4、按测量时是否有机械测量力分类(1)接触
3、测量计量器具的测头与被测表面以机械测量力接触。为了保证接触的可靠性，测量力是必要的，但它可能使测量器具或工件产和变形，从而造成测量误差。尤其对於软金属或薄结构等易变形工件， rn接触测量可能因变形造成较大的测量误差，或划伤工件表面。(2)非接触测量计量器具的测头与被测表面不接触，不存在机械测量力。5、按测量目的分类(1)主动测量(工序测量)在零件加工过程中进行的测量，其测量结果用於控制零件的加工过程，决定零件是否需要继续加工或调整机床，以便及时防止废品的产生。(2)被动测量零件加工完成后进行的测量，其测量结果主要用来发现并剔除废品。6、按被测件与测量头在测量过程中的状态分类(1)静态测量测量时
4、，被测表面与测量头相对静止。(2)动态测量测量时，被测表面测量头之间有相对运动，它能反映被测参数的变化过程。7、按测量条件的情况分类(1)等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件不变。例如由同一个人，用同一台机器，在同样的条件下，以同样方法，同样仔细地测量同一个量，求测量结果平均值时所依据的测量次数也相同，因而可以认为每一测量结果的可靠性和精确程度都是相同的。在一般情况下，为了简化测量结果的处理，大家采用等精度测量。(2)不等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件可能完全改变或部分改变。显然，其测量结果的可靠性与精确程度各不相同。等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全
5、部因素或条件不变。例如由同一个人，用同一台机器，在同样的条件下，以同样方法，同样仔细地测量同一个量，求测量结果平均值时所依据的测量次数也相同，因而可以认为每一测量结果的可靠性和精确程度都是相同的。在一般情况下，为了简化测量结果的处理，大家采用等精度测量。4.在偶然误差满足正态分布的实验中，真值N以一定的概率出现在(N平均+3S)与(N平均-3S)所组成的范围中的概率是()A.68.3%B.58%C.95.4%D.99.7%参考答案：D5.函数w=x-y的不确定度传递公式为()A.w=x/xB.w=w=kxC.w=kxD.w=(x2+y2)1/2参考答案：D6.经典物理实验思想的特点有()A.经
6、典物理实验确立了“物理实验+科学推理+数学表达”的物理实验思想，也就是把实验和数学密切地结合起来，把各种物理量之间关系用数学表达式联系起来，使实验的结果上升到普遍的定理和规律，在物理实验和物理理论之间建立起互动链条。对近代、现代物理学的发展，影响十分深远。B.建立了误差理论。注意各种因素对实验造成的影响，有意识地在实验中创造理想化的条件，以获得最佳的实验结果。所以，对同一物理常数或实验的研究(如引力常数测量、库仑定律的验证、电荷的测量)，由于测量仪器设备从粗糙到精确，相应地测量值逐步地靠近真值，测量误差减小，有效数字增加。C.“实验-理论-拓展实验-充实理论”的一般物理学发展模式。每一个物理学
7、的学科分支，大多数都是先从物理现象或实验事实开始，通过逻辑推理提出一定的物理学模型，以解释已有的实验事实，然后拓展实验的范围验证该物理模型的合理性，其中可能出现一些新的现象和实验结果，又要反过来修正和充实物理理论，如此循环发展，使理论不断完善。D.“争论-实验-统一”的科学思想方法，对科学问题提出不同的看法，这是常见的事，如何评价这些看法的正确性与合理性，只有通过实验来检验，正所谓“实践是检验真理的唯一标准”。所以，“提出问题-设计实验-验证实验-统一认识，建立完善的理论”是一种常见的物理实验思想方法。参考答案：ABCD7.某值212.51520cm有几位有效数字()A.3B.7C.8D.5参
8、考答案：C8.在物理测量中2.85m=2.850m=2.8500m。()A.正确B.错误参考答案：B9.下列关于古代物理实验思想的特点描述错误的是()A.实验仅仅在少数与日常生活比较密切的项目中进行，零星不够系统B.大多是定量的记录、分析C.大多数实验仅限于现象的描述，缺少概括、总结且形成比较系统的理论D.缺乏用实验来检验已有理论的思想参考答案：B10.在用回归分析法处理数据、确定函数关系时，应有如下几个步骤：()A.根据理论推断或者实验数据变化的趋势推测出函数的具体形式B.用实验数据来确定方程中的待定常数的最佳值C.根据实验数据来检验所推断的函数关系是否合理参考答案：ABC11.某值0.01
9、570有几位有效数字()A.3B.6C.4D.5参考答案：C12.随着现代科学技术特别是传感器技术和电子信息技术的迅速发展，复杂的间接测量正被相对简单的直接测量逐步取代。()A.正确B.错误参考答案：A13.对于透镜、反射镜、棱镜等光学器件，在其表面有灰尘时，可以对它呵气，然后用软纸巾轻轻擦拭。()A.正确B.错误参考答案：B14.误差按来源可分为()A.方法误差B.环境误差C.人为误差D.仪器误差参考答案：ABCD15.测量一个1000米的长度时，绝对误差为米，测量另一个100米的长度时，绝对误差也为1m，两个的绝对误差和相对误差都一样。()A.正确B.错误参考答案：B16.在调零或者调平衡
10、的过程中经常用到的方法是逐次逼近式的调整，即在调整过程中，均应先确定平衡点所在的范围，然后逐渐缩小这个范围直至最后调到平衡点。()A.正确B.错误参考答案：A17.下列关于精密度的描述错误的是()A.精密度是指重复测量所得结果相互接近(或离散)的程度B.精密度的高低反映偶然误差的大小C.偶然误差就越大，精密度越高D.数据越接近，偶然误差越小参考答案：C18.什么是逐差法?如何用逐差法处理实验数据?参考答案：逐差法就是把测量数据中的因变量进行逐项相减或按顺序分为两组进行对应项相减，然后将所得差值作为因变量的多次测量值进行数据处理的方法。如何用逐差法处理实验数据：把每一个数据点都用上，而且逐差法先
11、求的是跨度为n/2的数据差值的平均值(n是数据总数)，肯定比相邻数据点的差值大，由于基数较大，随机误差造成的涨落不明显，结果更精确。当然，比逐差法更精确的是最小二乘法(系统误差一定的时候才可以使用)，这样使用逐差法可以避免系统误差对试验的影响，否则，逐差法没有意义。如何使用逐差法处理资料：将实验中测得的资料列于数据表l= cmL= cmR= cmD= cm注：其中L，R和D均为单次测量，其标准误差可取测量工具最小刻度的一半。d= cm将所得资料代入式(4)计算E，并求出S(E)，写出测量结果。注意，弄清上面求得的l是对应于增加多少千克砝码钢丝的伸长量。19.测量中凡是不符合统计规律的不确定度统
12、称为A类不确定度。()A.正确B.错误参考答案：B20.实验报告的案头部分需要填写的款项有：()A.院别、专业、班号B.姓名、同组姓名C.实验日期D.教师评定以及实验题目参考答案：ABCD21.实验中对一个物理量进行多次测量，由于某种原因，有时会混入少量的“坏值”，但因为这些坏值是实验测量到的，因此必须保留。()A.正确B.错误参考答案：B22.简述测量不确定度概念及其分量。什么情况下有A类分量?如何表达?参考答案：测量不确定度是测量结果相关联的参数，表征测量值的分散性、准确性和可靠程度，或者说它是被测量值在某一范围内的一个评定。测量不确定度分为A类标准不确定度和B类标准不确定度。A类不确定度
13、：在一系列重复测量中，用统计的方法计算分量，它的表征值用标准偏差表示。B类不确定度：仪测量中凡是不符合统计规律的不确定度称为B类不确定度。23.预习报告应包含哪些内容?()A.实验报告案头部分B.实验目的C.原理摘要D.注意事项和原始数据表格参考答案：ABCD24.十九世纪末、二十世纪初的三大发现导致了量子力学、相对论的建立，它们标志着近代物理学的诞生，其中不包括下列哪项()。A.电子的发现B.X射线的发现C.放射性的发现D.中子的发现参考答案：D25.下列对于误差的描述错误的是()A.要测量就会有误差B.误差的存在将直接影响测量效果C.误差是可以消除的D.误差的大小与测量方法和仪器都有关参考
14、答案：C26.写出标准偏差、平均值标准偏差的计算式，并说明它们的物理意义。参考答案：标准偏差公式：S = Sqrt(xi-x 拔)2)/(N-1)公式中代表总和，x拔代表x的均值，2代表二次方，Sqrt代表平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度。平均值的标准偏差时相对于单次测量标准偏差而言的，在随机误差正态分布曲线中作为标准来描述其分散程度在一定测量条件下(真值未知)，对同一被测几何量进行多组测量(每组皆测量N次)，则对应每组N次测量都有一个算术平均值，各组的算术平均值不相同。不过，它们的分散程度要比单次测量值的分散程度小得多。描述它们的分散程度同样可以用标准偏差作为评定指标。根据误差理论，测量列算术平均值的标准偏差X与测量列单次测量值的标准偏差存在如下关系：x = / N27.任何直接测量都是通过间接测量来实现的。()A.正确B.
