10年春季大学物理实验复习思考题

《大学物理实验》复习思考题

第一章 误差、不确定度和数据处理的基本知识

1、 测量不确定度的概念是什么？如何对测量不确定度进行评定？怎样对测量结果进

行报道？

nuA(x)?Sx?Sxn?(xi?x)?i?12n(n?1)

uB(x)??仪??仪C

?仪3uC(x)?u(x)A?u(x)B?22(S)x2?()2（p=68.3%）

2、测量结果有效数字位数是如何确定的？

（1）不确定度的位数一般只取一位（而且只入不舍），若首位是1时可取两位。相对不确定度为百分之几，一般也只取一、两位。

（2）不确定度决定了测量结果有效数字的位数，即测量结果的有效数字最后一位应与不确定度所在位对齐；若不确定度取两位，则测量结果有效数字的末位和不确定度末位取齐。 （3）有效数字尾数舍入规则：尾数“小于五则舍，大于五则入，等于五凑偶”，这种舍入法则使尾数舍与入的概率相同。

（4）同一个测量值，其精度不应随单位变换而改变。

3、作图法是如何处理数据的？

（1）作图规则

①作图一定要用坐标纸；②画坐标纸大小和确定坐标轴分度；③画出坐标轴； ④数据点； ⑤连线； ⑥标注图名.

（2）图解法求直线的斜率和截距

求直线斜率和截距的具体做法是，在描出的直线两端各取一坐标点A（x1，y1）和B（x2，y2），则可从下面的式子求出直线的斜率a和截距b。

a?y2?y1x2?x1， b?x2y1?x1y2x2?x1

A、B两坐标点相隔要远一些，一般取在直线两端附近（不要取原来的测量数据点），且自变量最好取为整数。

4、逐差法是如何处理数据的？

实验1 基本测量

1．掌握游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜的测量原理及测量长度的方法，能正确读数。

2．50分游标卡尺的分度值是多少？如何从游标卡尺上读出被测的毫米整数和小数？如何记录游标卡尺的零点读数? 如何修正测量值？

3．螺旋测微计的分度值是多少？如何记录螺旋测微计的零点读数? 如何对测量读数进行修正？

4．使用螺旋测微计时，当螺杆接近物体时，为什么不能直接转动套筒？应正确转动什么部件？其作用是什么？

5．使用读数显微镜为什么要避免回程误差？利用读数显微镜测量细金属丝的直径时，如何防止回程误差？

6．有两种游标卡尺，其主尺上单位分度的长度y=1mm，副尺的分格数n =20，其中一种副尺上单位分度的长度x1=0.95mm，另一种为x2=1.95mm，这两种游标的分度值是否相同？问这两种游标有什么差别？

7．如图1所示的游标卡尺，其副尺的零线在主尺零线的左边，副尺上第6条刻度和主尺上的某刻度对齐，问零点读数是多少？

8．如图所示的螺旋测微计的螺杆和砧台的端面刚好接触时，活动套筒左边的刻度相对

图1 游标卡尺读数示意图

于微测基准线的位置如图2(a)、(b)，问零点读数各是多少？

图2 螺旋测微计读数示意图

实验2 示波器的原理与应用

1．从CH1通道输入1V、1KHz正弦波，如何操作显示该信号波形？ 2．当波形水平游动时，如何调节使波形稳定？ 3．如何测量波形的幅度与周期？ 4．调节什么旋纽使李萨如图稳定？

5．当示波器出现下面不良波形时，请选择合适的操作方法，使波形正常。（1）波形超出屏幕： ；（2）波形太小： ；（3）波形太密： ；（4）亮点，不显示波形： 。

可选答案：①调大“偏转因数（VOLTS/DIV）”；②调小“偏转因数”；③调大“扫描速率（TIME/DIV）”； ④调小“扫描速率”；⑤水平显示置“A”（常规）方式； ⑥水平显示置“X-Y”

方式。

6．观察李萨如图时，要改变图形的垂直大小，应调节 通道的“偏转因数（VOLTS/DIV）”；要改变图形的水平大小，应调节 通道的“偏转因数（VOLTS/DIV）”；要改变图形的垂直位置，应调节 通道的“垂直位移（POSITION）”。（可选答案：CH1，CH2）。 7．用示波器测得的CH1（X）信号的波形如下面左图所示，CH1（X）信号与CH2（Y）信号合成的李莎茹图如下面右图所示，示波器屏幕上已显示了必要的参数，图中每1大格为

1ms/cm CH1 I：1V/cm I：1V/cm 2：5V/cm

1cm。请回答下列回题： （1）CH1（X）信号的UPP为 V； （2）CH1（X）信号的周期为 ms；（3）CH2（Y）信号的频率为 Hz。

8．示波器如图３中，改正垂直方向幅度太小、水平方向幅度太大的现象，应如何调节？ A. 调大“偏转因数”、调大“扫描速率” B. 调小“偏转因数”、调小“扫描速率” C. 调小“偏转因数”、调大“扫描速率” D. 调大“偏转因数”、调小“扫描速率”

实验4 光杠杆法测量杨氏模量

1．什么称为形变？什么是弹性形变？什么是塑性形变？

2．什么是杨氏模量？测量长度的仪器有哪些？本实验用什么仪器测量金属丝的微小变化？测量的原理是什么？

3．材料相同，粗细不同的两根钢丝，它们的杨氏模量是否相同？长度不同，其杨氏模量是否相同？

4．采用什么操作方法和数据处理方法，才可以消除钢丝伸长滞后效应带来的系统误差？ 5．做本实验时，为什么要求在正式读数前先加砝码把金属丝拉直？这样做会不会影响测量结果？

6．如何采用逐差法和作图法处理本实验的数据，求出杨氏模量？

实验5 刚体转动惯量的测定

1．什么是转动惯量？本实验测定转动惯量的基本原理是什么？如何测圆盘的转动惯量？ 2．刚体转动惯量的测定实验中，要求满足的实验条件是什么？实验中忽略了哪些影响因素？

图３

3．调整转动惯量仪时和实验时如何实现实验要求的条件？ 4．做本实验时有哪些注意事项？ 5．对本实验进行误差分析。

实验6 声速测量

1.形成驻波的条件是什么？

2.压电换能器作为超声波的发生器和接收器，分别应用了什么效应？ 3.怎样确定声速测量仪换能系统的谐振频率？

4．驻波共振法测声速和相位比较法测声速，有什么区别？

5．实验中，通过示波器显示的是接收端面的声压变化波形？还是媒质质点位移变化的波形？

6．驻波共振法测量声速时，在示波器荧屏上可明显地观察到声压振幅随距离的增长而衰减，这是为什么？为了提高测量的灵敏度，示波器的偏转因数（VOLTS/DIV）适当调大还是调小？

7．（1）驻波共振法测量声速ln?n间的距离为λ/2

（2）相位比较法测量声速，当换能器S2从某一个同相位置调到下一个同相位置，该

换能器移动的距离为一个波长λ。

实验12 霍尔效应

1．什么是霍尔效应？

2．测量霍尔电压时伴随产生四种副效应，本实验用什么方法消除副效应的影响？ 3．用霍尔效应如何测量磁场？用霍尔效应实验装置测量磁场应注意些什么？ 4．如图４所示，霍尔元件通入工作电流IS，磁场的方向垂直指出纸面， A、B两边累积正、负电荷，UAB＞0，根据 受到 的作用，可判断该霍尔元件是 型半导体。

5．如图５所示，若霍尔片的多数载流子为空穴，它的工作电流IS方向从左向右，霍尔电压UAB＞0，则磁场的方向为 （选：指出纸面或指入纸内）。

6．试分析：为何不宜用金属制作霍尔元件？ 7．若磁场的法线不是恰好与霍尔元件的法线一致，对测量结果会有何影响？如何判断磁场B的方向与霍尔片的法线方向一致？

8．图６中霍尔元件的多种载流子是哪种？

A B ??2 （n=1、2、3、…），相邻两个驻波振幅极大值之

图４

z B

I

图５

y

x

I

图６

实验14 非平衡直流电桥原理与应用

1．什么时候用平衡电桥测电阻较好？什么时候用非平衡电桥测电阻较好？ 2．非平衡电桥中立式桥为什么比卧式桥测量范围大？ 3. 掌握卧式电桥的有关公式，掌握求电阻温度系数的方法。 4. 如何测量Pt100在0℃时的阻值R0和它的温度系数？

实验N 液体粘滞系数的测定

1.掌握实验的条件。（受哪几个力的作用？这些力需要达到什么状态？） 2.如何判断小球作匀速运动？如何测量小球的收尾速度？

3.为什么实验中不能用手握住圆筒？为什么在实验过程中要保持待测液体的温度稳定？ 4.小球表面粗糙，或有油脂对粘滞系数?实验结果有什么影响？

5.为什么小球要沿圆筒轴线下落？如果投入的小球偏离中心轴线，则??实验结果有什么影响？

6.如果待测液体的?值较小，钢珠直径较大，为什么要采用?0??(1?算?？

316Re?191080Re)2?1计

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