石家庄铁道大学06级物理实验试卷及答案

2005级大学物理实验考试A卷参考答案）

一、填空题（共50分）

1、请将下列结果的正确表达式写在括弧内，并指出各有几位有效数字（2分×5=10分）

（1）I =50±0.001（mA） [50.000±0.001（mA）]， [ 5 ]

4

（2）m =20500±400 (kg) [2.05±0.04)×10(kg) ]， [ 3]

-2-4-2

(3)v =3.46×10±5.07×10(m/s)[(3.46±0.05)×10(m/s)]，[ 3 ]

-4

(4)E =1.0186±10 (V ) [1.0186±0.0001 (V) ]， [ 5]

2

(5)T =199.997±0.01 (K) [（2.0000±0.0001）×10(K)]， [ 5 ] 2、按有效数字运算法则计算下列各题（直接写出结果， 3分×4 =12分，） （1）86.852+2.6=89.5

33

（2）6.80×10-20=6.78×10 （3）

(2.480?2.2)?5.9890.3?5.9890.28?5.989?(?0.9或?0.8)

2.002.002.003.14

（4）e=23.1（或23.10）

3、分别用米尺、50分度的游标卡尺、和外径千分尺测量一次某金属圆柱直径，如果测量结果都是5mm，请写出正确记录结果（3分）

米尺 50分度的游标卡尺 外径千分尺 5.0±0.5（mm） 5.00±0.02（mm） 5.000±0.005（mm） 4、电压表表盘上有以下符号，你知道代表什么含义吗？请将它的意义填入下表（5分）。 符号 意义 0.5 级别 ∩ 磁电式 — 直流 ┲┱ 水平放置 20000Ω/V 内阻 5、用示波器观察交流信号时，若荧光屏上出现下列图形，请将哪些旋钮位置不对、应如何调节填入图下的括弧中（4分）。 ①、Y/div档位不合适（Y轴灵敏度不合适） ②、X、Y位移不合适

③、T/div不合适、或电平未调节到位。 ④、Y轴无信号输入或Y信号太弱。

6、用示波器观察正弦波电压，出现如图所示的波形在水平方向移动的现象（3分）。其原因是：扫描信号与被观察信号频率不一致（扫低于测）。 7、用万用表测图内25kΩ电阻两端的电压，测出来数值均是3V，其原因是（3分）： 万用表内阻也为25kΩ 。

8、要求利用滑线变阻器设计一个分压电路，有一位同学设计的电路如下，请指出他的两点错误（4分）。 1）电源会短路；2）不能分压

9、在本学期第二循环实验中，每个实验在设计思想、实验技巧、实验方法等均有巧妙之处。请具体列出印象深刻两例（仅写实验名称无效，6分)。 1）、牛顿环实验不直接由牛顿环直径计算曲率半径，而用直径平方差。 2）、迈氏干涉仪的补偿板的应用。

……………….

二、选择题（单选4分×6=24分）

1、要测量1A电流，有下列三种规格的电表供选择，选择[ C ]合适。 A、量程：0-3.0A ；1.0级 B、量程：0-1A；2.5级) C、量程：0-1.5A；1.5级

（仪表的引入误差：量程×精度等级%）

2、有一弹簧，原长为X0，逐次加砝码1g，逐次测得长度为X1 , X2 , X3 , X4 , X5 ,从这些实验数据中求弹簧的倔强系数时，需要求出每加1g砝码伸长量，有下列三种方法供选择（式中m为质量），你选[ B ]。

1[(X1?X0)?(X2?X1)?(X3?X2)?(X4?X3)?(X5?X4)]5m1B[(X3?X0)?(X4?X1)?(X5?X2)]9m11111C[(X1?X0)?(X2?X0)?(X3?X0)?(X4?X0)?(X5?X0)]5m2345A

4?l23、某一物理量的测量公式为：N?，其中ρ、l、λ、a、b均为直接测

?ab3量量，要计算N的测量不确定度，下列表达式正确的是[ B ] A、uN?uA?uB?22SN2??仪2 B、 uN?EN?N；EN?(u??u?)2?(2ul2u?2ua2u)?()?()?(3b)2 l?abC 、uN?EN?N；EN?(u?uuuu2)2?(2l)2?(?)2?(a)2?(b) 3?l?ab?ulu?uaub???3 2l?abD 、uN?EN?N；EN??4、下列说法正确的是[ D ]

-3

A、8×10g比8.0g测的准确

B、x?ux是说测量值x的真值在x+ux和x?ux范围内 C、0.1230是三位有效数字

D、测量误差是不能得到的，但可以根据误差理论模型对它的大小进行估计5、实验中经常采用作图法来研究物理量间的关系或者确定物理量的数值。有人将作图法的基本规则概括为以下几点： ①、作图要用坐标纸

②、坐标纸上要标出坐标轴的名称、单位、分度值和图的名称 ③、在坐标纸上要标出实验数据点

④、根据实验目的将实验点连成圆滑曲线或折线 你认为他的这一概括[ A ] A、是正确的

B、除了③ 说的不对，其余是正确的 C、除了④说的不对，其余是正确的 D、是错误的

6、正方形边长10cm左右，若使面积测量误差不大于0.1cm， 用下列仪器[ A ]即可满足。

A、用二十分度的游标卡尺 B、用五十分度的游标卡尺 C、用米尺 D、用外径千分尺

三、简答题（任选3题，多选无效。5分×3=15分）

1、在牛顿环实验中，如果平板玻璃上有微小凸起，将导致牛顿环干涉圆环发生畸变，试问该处的牛顿环内凹还是外凸？说出原因。 （内凹，因为空间距离减小）

00

2、在调节分光仪时，当平面镜由0旋转180时，在望远镜视窗中出现下列两组反射像，请说出它们产生的原因。

①、载物平台与仪器主轴不垂直 ②、望远镜光轴与仪器主轴不垂直 3、迈克尔逊干涉实验中， 调整M1’与M2接近时，干涉条纹是冒出还是陷入？为什么？

（陷入，原因：2dCosθ=kλ，干涉级以圆心为最大，d增加时冒出， D减小时陷入。）

4、用QJ60型单臂电桥对一个10Ω量级被测电阻Rx进行测量，为了使测量结

2

果相对不确定度小于0.5%，应具有几位有效数字？当比较臂电阻R0的最小步进值为0.1Ω，则线路中比例臂R2/R1应选多大？

（根据：UR=10Ω×0.5%=0.05Ω 故应取4位有效数字。 又根据：Rx= R2/R1×R0 ，可知R2/R1=1/10）

5、在模拟静电场实验中，是用什么场来模拟静电场的？为什么可以用它来模拟静电场？

（用稳恒电流场来模拟静电场。由于稳恒电流场与静电场均满足同一形式的拉普拉斯方程，只要保证他们的边界条件控制相同即可模拟。）

6、在电位差计实验中，接好线路后，无论怎样调节电阻转盘，检流计始终偏转很大，你判断可能出现的故障在哪？

（工作电压太小或两电源极性接反，或其中一条支路有断路。）

7、在杨氏模量实验中，通过加减等量砝码引起的数值变化即可知道所测数据是否正确。请说出判断标准。

（因为实验是在弹性限度内，根据胡克定律所加力与伸长量应成正比。所以每加减同量砝码其伸长量应大致一致）

8、在刚体转动实验中，若调节塔轮的轴OO′与水平面垂直，而绳子没能调节成与OO′垂直，将会造成测量结果偏大还是偏小？为什么?

(使实际所加的力与作用在塔轮上的力不一致（是所加力的分力），造成测量结果偏大。因为I?(m1?m2)gr，m偏大，而β偏小，结果偏大)

?1??29、在气垫导轨实验中，你可能对气轨上验证动量守恒的实验结果不很满意，请你分析影响实验结果的主要因素。

（ 1）导轨有弯曲，滑块运动有加速度。2）碰撞时出现震动，不能做到完全弹性碰撞。）

六、计算题（11分）

1、已知测得金属圆柱体的数据： 测量次数 高度h(cm) 外径D(cm) 质量m(g) 1 1.4010 2.514 54.488 2 1.4024 2.510 54.489 3 1.4008 2.508 54.493 4 1.4002 2.506 54.490 5 1.4013 2.512 54.491 平均 1.4011 2.510 54.490 u 0.0004 0.002 0.001 算出各量的平均值及不确定度填入空格内并计算圆柱体密度及所测密度的不确定度。

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