高中物理实验预习题

绪论习题

１．试述系统误差、随机误差和粗大误差的区别及产生原因。 ２．重复测量某物体Ｍ质量６次，数据为

零点读数：0.000g［单位：g］

32.125 32.126 32.121 32.124 32.122 32.122 已

知天平误差限为Δ仪＝0.005g，求Ｍ的不确定度，并表示出测量结果。 ３．用精度为0.02mm的游标卡尺测圆柱体的高为h=8.012cm，用精度为0.01mm的千分尺测

直径d=2.0315cm，试正确表示圆柱体体积的测量结果。 ４．写出下列函数的不确定度表示式： （１）M?FL32234?D5. 已知金属圆环外直径D2?(3.600?0.004)cm，内直径D1?(2.880?0.004)cm，高度

（２）f?k(x?1y) k为常数

3h?(2.575?0.004)cm，求环的体积Ｖ和不确定度Δ

Ｖ

。

6. 按有效数字规则要求，将下列各量中符合有效数字规范的数据选出来。 (1) 用精度为0.01mm的千分尺测物体的长度，测值为

0.46cm 0.5cm 0.317cm 0.0236cm

(2) 用精度为0.0２mm的游标卡尺测物体的长度，测值为 40mm 71.05mm 52.6mm 23.46mm

Ｏ

(3) 用最小分度为0.５Ｃmm的温度计测温度，测值为

45.4ＯＣ 10.0ＯＣ 26.50ＯＣ 13.73ＯＣ

7. 按照误差理论和有效数字规则，改正以下错误： （１）d?10.800?0.02cm （２）D?27000?1000km （３）t?8.50?0.45s

（４）0.221m?0.221m?0.0004841m2 ８．按有效数字运算规则计算下列各式结果 （１）86.625?2.6 （２）??(4.2)

（３）5.21?0.0039?2.25 （４）240.5?0.12 （５）

(2.334?0.0038)?0.53417.252

９.下列是测量金属丝电阻～温度系数的实验数据，试绘制Ｒ～t关系图。若

Ｒ＝Ｒ０（１＋αt），求α。 ot (C) 0.00 8.2 14.7 32.5 51.1 68.1 82.1 93.4 3.9 7.4 11.5 19.1 27.0 33.4 37.8 41.5 Ｒ(Ω) 实验一、物理密度的测量 ［预习题］

1． 游标卡尺的读数可归纳为先读______左边主尺上的分度数，加上游标上某刻度与主尺分度对齐

的_________。

1

2． 螺旋测微计上微动螺杆移动一螺距为_________，微分筒旋过一格，测微螺杆移动___________ 3． 物理天平必须先_________横梁后，才能取放物体、加减法码、调节螺母、移动游码。

[思考题]

1． 一方形薄板的长、宽、厚相差很大，为什么应当用米尺、游标卡尺和螺旋测微计分别进行测量？ 2． 读出图一所示的螺旋测微计读数。

3． 某螺旋测微计（零点读数如图2所示）测量某试件的直径为3.745毫米，试问应如何修正？该

零件的实际尺寸是多少？

4. 若固体的密

度小于水的密度，如何用流体静力法测量其密度？

的密度, 假定

5. 设计一种方法

图1

以测量某种油

图2

0.80g/cm3

实验二、用光电计时法测重力加速度 [预习题]

1． 立柱不铅直对实验有没有影响？怎样判断立柱是否铅直？

2． 在用（6）式所示的方法测g时，h1,h2是什么距离？图二中的两个光电门哪一个需要移动？应该怎样移动才比较合适？

3． 由（6）式判别, 为保证g的测量精度, 对h1、h2、t1、t2的选择有什么要求？

[思考题]

1. 南京地区g＝9.7944米·秒?2，为什么比北京地区的g小？

2. 实验内容6中的测量结果偏差往往很大, 试分析可能的误差来源。

实验三、用拉伸法测量金属的杨氏模量 ［预习题］

1． （5）式中涉及哪些长度的量？各用什么仪器测量的？ 2． 怎样调节，才能看到平面镜中有标尺的像？

2

3． 调节望远镜使最清晰。怎样才能无视差？ 4． 推导光杠杆的放大倍数。

［思考题］

1． 本实验为什么要用不同仪器测不同长度？

2． 本实验中，哪个量的测量误差对测量结果的影响最大？ 3． 什么样的数据才能用逐差法处理？

实验四、用拉脱法测定液体表面张力系数 ［预习题］

1． 什么是拉脱法？它具有什么优点？

2． 什么是三线对齐，怎样才能使三线始终对齐？ 3． 使用弹簧、

形丝时，各有什么要求？

［思考题］

1． 测?时，为什么必须在液膜破裂时记录x2值。

2． 试用图示法求焦利秤弹簧的倔强系数，并与用逐差法得到的结果相比较。

3． 为什么温度越高?越小？实验中，为什么不能直接从水笼头接水而要用桶中24小时以前接的

水？

实验五、测定刚体转动惯量及验证转动定律 ［预习题］

1． 刚体的转动惯量和＿＿＿＿＿＿＿＿有关。它是描述＿＿＿＿＿＿＿的物理量。 2． 刚体转动的角加速度与＿＿＿＿＿＿正比，与＿＿＿＿＿＿＿＿＿成反比。

3． （7）式中＿＿＿＿＿＿＿是直接测出的，＿＿＿＿＿＿＿是通过作图得来的，＿＿＿＿＿＿

作为已知量。

4． 测量时，绕线的方向与测量有什么关系？对绕线的方向有什么要求？

［思考题］

1． 通过本实验，对作图法的优点有何体会？一张完整的图应标出哪些标记和文字说明？ 2． 分析实验中产生误差的主要原因。

3

实验六、电表的改装和校正 ［预习题］

1. 本实验中改装表与标准表的量程各为多少？怎样计算分流电阻及分压电阻？ 2. 在线路中哪一部分相当于改装表，其中Rg及Rs应如何连接？ 3. 考虑到标准表的准确度等级，改装表的准确度等级如何确定？

［思考题］

1．校正电流表时，如果改装表的读数总是比标准表偏高，分流电阻应怎样调？为什么？校正电压表时，如果改装表的读数总是比标准表偏低，分压电阻应怎样调？为什么？ 2．用一量程500mA的0.5级电流表测得某电流值为300mA，问测量的最大电流误差?m是多少？最大相对误差是多少（参考“电学基本仪器介绍”）？再用此表测得电流值为100mA，重新回答上述问题。

3．根据什么确定RH实验值的有效数字位数？

实验七、用模拟法测静电场 ［预习题］

1． 为什么能用稳恒电流场模拟静电场？ 2． 实验发现，电子通过各种物质时极容易被物质吸收，无法象可见光一样用凸透镜 聚焦。请设计一种方法，以便进行电子聚焦。

3． 空间各点的场强E和电势V的微分关系为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿积分关系为＿＿＿＿＿＿＿＿。 4． 本实验对水这种导电介质的特性有什么要求？

［思考题］

1．为什么要采用模拟场的方法测量静电场？ 2．任两个相邻等势面间的电势差为什么要求一致？ ３．如果电源电压增加一倍，

dudn是否变化？等势面和电力线的形状是否变化？

实验八、晶体三极管特性实验 [预习题]

1. 半导体PN结是如何形成的？晶体二极管为什么会有单向导电性？

2. 晶体三极管为什么会有放大作用？共发射极放大电路的Ib, Ic, Ie间有和关系？ 3. 你能画出PNP型晶体管共发射极放大电路吗？

4

[思考题]

1．测晶体管输出特性，当Uce调到接近于零时，测Ib的微安表会有明显变化，为什么？

2．晶体管导通时，Ube基本维持恒定，硅管约0.6～0.7V，锗管0.2～0.3V,为什么？对测Ube的电压表有何要求？

3．画出PNP型晶体管输入、输出特性测量电路。

实验九、用惠斯登电桥测电阻 [预习题]

1． 为什么电桥法测电阻比伏安法测量的精度高？要提高测量精度，可采取哪些措施？ 2． 保护开关应如何使用？

[思考题]

1． 在箱式电桥中，若被测电阻Rx?20?，实验要求测得Rx应为四位有效数字，倍率应选取多

少？

2． 在图一中，当电桥平衡后，若各桥臂电阻保持不变，只把两个桥路即检流计和电源的位置互换，是否仍能平衡？为什么？

3． 用箱式电桥测阻值较大的电阻会出现较大的仪器误差，本实验在测量240K?电阻时，相应地

应采取什么措施去减少这种误差？

实验十、示波器的使用 ［预习题］

1． 示波管内的两对偏转板各起什么作用？正常工作时，所加电压的形式如何？

2． 李萨如图形与水平线有m个切点，与竖直线有n个切点，则fx/fy是否等于m/n？ 3． 如何校准图形的电压值和频率值？

4． 加1 kHz信号，总共十格的屏幕显示两个波，问每一格代表多少扫描时间？

［思考题］

1． 加1 kHz信号后，屏上出现五个波，试判断扫速选择旋钮拨在哪一档？ 2． 本实验有几种估计未知信号频率的方法？各如何估计？

3． 如果接线正确,示波器没有故障,但示波器分别显示如图十所示图形,试说明哪些旋钮位置不对,

应如何调节?

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实验十一、电位差计实验 ［预习题］

1． 什么是补偿法？电位差计由哪几个回路组成？各有什么作用？

2． 电位差计为什么能有很高的测量准确度？

3． 什么是工作电流标准化？实现标准化后哪些量不能再改变？

4． 用箱式电位差计测Ux，先后需几次调节检流计指针指零？测试中要注意哪几点？

［思考题］

1． 调节电位差计补偿时，检流计指针总偏向一边，可能有哪些原因？

2． 用100 mV量程的电位差计如何校正量程为1 V的电压表？画出电路图。

实验十二、用霍耳元件测量磁场 ［预习题］

1． 霍耳效应是霍耳片中＿＿＿＿在垂直＿＿＿＿场的方向上作定向运动，受到 ＿＿＿力的作用发生偏转，在垂直于＿＿＿＿和＿＿＿＿的方向上产生一个＿＿＿＿场，当达到＿＿＿＿状态时，在两个横端面间形成一个稳定的＿＿＿＿。

2． 在测霍耳片的VH 时，产生哪些副效应？怎样予以消除？

3． 实验时通过螺线管的励磁电流为＿＿＿ ＿A，通过霍耳片的电流不得超过＿＿＿＿。霍耳片的＿＿＿＿引线连接工作电流回路，＿＿＿＿引线连接测试回路，如果接反，将会出现什么

情况？

4．从调节到测试，电位差计指针需几次指零？

［思考题］

1．如果工作电流在测试中发生变化，将对测量结果产生什么影响？ 2．为什么测试回路要连接换向开关？

3．当霍耳片面的法线与被测磁场方向不重合时，对测量有什么影响？ 4．如何测量霍耳元件的灵敏度？

实验十三、光的等厚干涉 ［预习题］

1． 等厚干涉条纹的分布和形状由什么决定？为什么不用（4）式直接测环直径求R？ 2． 本实验中，读数显微镜的调整需注意哪些问题？

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3． 本实验对牛顿环直径的测量提出哪些要求？

［思考题］

1． 在本实验中，如果平板玻璃上有一微小的凸起，试问在该处的牛顿环将局部内凹还是局部外

凸？为什么？ ２．投射光的牛顿环和反射光的牛顿环在明暗上有何区别？

实验十四、分光计的调整和折射率的测定 [预习题]

1．分光计调整的目的是什么？

2．熟悉图七的光路，说明为什么望远镜在调整后看到的是平行光。 3．什么是自准直状态？

4．什么是三棱镜的最小偏向角？

[思考题]

1． 若双面镜反射的十

字像，一个在上横叉丝上面距离a的位置，一个在下面距离5a的位置，应怎样调到自准直

态？

２．实验中使用的分光

度值是多少？其读图十三

有效数字有几位？ ３．在测量棱镜顶角时，常用自准直法，试简要说明这种方法的基本原理和测量过程。

实验十五、光栅衍射法测波长 ［预习题］

1. 若光栅中每毫米有400条刻痕，则光栅常数d＝_________。 2. 汞的光谱线为什么会有不同颜色？

3. 使叉丝正确对准谱线，应该用什么旋钮？

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计的分数最大

[思考题]

1. 利用本实验装置怎样测量光栅常数？

2. 当用钠光（??5893?）垂直入射到每毫米有500条刻痕的光栅上时，最多可见几级光谱？请

说明理由。 3. 如果光线不是垂直入射光栅面，对测量结果有什么影响？

实验十六、照相技术 ［预习题］

1．说明照相机操作中的注意事项。

2．什么是超焦距？为什么调焦距离大于超焦距时，成像将完全清晰？

［思考题］

1．如果希望近景与远景都能在底片上清晰成像，则如何选择光圈与快门？ 2．简述照相机使用注意事项。

实验十七、 迈克尔逊干涉仪及其应用 ［预习题］

1． 简述实验主要注意事项。

2． 薄膜的等倾干涉与等厚干涉有何不同？ 3． 简述用迈克尔逊干涉仪测钠光波长的原理。

4． 什么是视见度为零？如果光源换用氦－氖激光器，能否观察到视见度为零的现象？为什么？

［思考题］

1． 如果条纹非常细密，是什么原因？如何把条纹调得又粗又稀？

?2． 怎样判断和寻找d?0（即M1与M2重合）的位置？

３．观察视场中的同心圆环时，若视线左移，中心有条纹冒出；右移时，条纹收进，根据此现象，

'对M1与M2的相对位置可作出什么判断？调整哪个部件可以获得严格的等倾条纹？

实验十八、夫兰克—赫兹实验 [预习题]

1．什么叫定态？什么叫能级？原子被激发后将出现什么现象？原子在什么情况下被激发，在什么情况下辐射能量？

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2．夫兰克——赫兹实验用_________方法，测量汞原子的_________，证明了________的存在。 3．影响本实验的主要因素有____、____、____、____，需要观测的有____、____。它们各从什么仪器上指示？ 4*．（选作） 根据F—H管结构（图二），在VG2K为4V和15V两种情况下，说明电子的运动情况与发生的物理过程。

［思考题］

1． 汞原子第一激发态能量比基态能量高多少？

2． 电子最后一次与汞原子碰撞并使其激发是发生在夫兰克——赫兹管的哪一极附近？ 3． IA的下降过程为什么是逐渐的而不是突变的？

４．如果原子内部的能级是连续分布的，我们将会测出什么样的IA?VG2K曲线？

实验十九、光电效应法测普朗克常数 ［预习题］

1．什么是截止频率？什么叫截止电压？什么是光电管伏安特性曲线？ 2．光电管为什么安装在暗盒中？平时为什么要用遮光罩盖住光电管窗口？ 3．微电流测量放大器通电调零时，应注意什么？测试过程中应注意哪些问题？

［思考题］

1． 为了减小测量截止电压的误差，在实验过程中应采取哪些措施？ 2． 光电管的反向光电流是怎样产生的？ 3． 微电流放大器倍率开关使用中出现换档误差，应如何修正？

实验二十、密立根油滴实验 ［预习题］

1． 在不加电压时油滴受力为＿＿＿＿和＿＿＿＿＿，加上电压还受＿＿＿＿＿。 2． 若一个油滴所需平衡电压太大或太小，各说明什么？

［思考题］

1． 作为实验课我们做不到测定基本电荷，只能验证基本电荷，为什么？ 2． 实验过程中，为什么油滴会消失？

3． 试计算你所选中的油滴的半径a和质量m。

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实验二十一、全息照相技术 ［预习题］

1． 为什么全息像的各个部分都可以各自显示整个原物的景像？ 2． 应如何观察全息像的实像？

［思考题］

1．为什么要求光路中物光和参考光的光程尽量相等？ 2．为什么个别光学元件安置不牢靠将导致拍摄失败？ 3．如何推算全息光栅的光栅常数？ 10

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