、判斷題(“對”在題號前()中打，X) (10分) (V ) 1、誤差是指測量值與真值之差，即誤差=測量值-真值，如此定義的誤差 反映的是測量值偏離真值的大小和方向，既有大小又有正負(fù)符號。 (X) 2、殘差(偏差)是指測量值與其算術(shù)平均值之差，它與誤差定義一樣。 (V) 3、精密度是指重復(fù)測量所得結(jié)果相互接近程度，反映的是隨機(jī)誤差大小 的程度。 (V ) 4、測量不確定度是評價(jià)測量質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，是指測量誤差可能出 現(xiàn)的范圍。 (X) 7、分光計(jì)設(shè)計(jì)了兩個(gè)角游標(biāo)是為了消除視差 。 (X ) 9、調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平時(shí)發(fā)現(xiàn)在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上不水平，應(yīng)該先調(diào)節(jié)單腳 螺釘再調(diào)節(jié)雙腳螺釘。 (X) 10、用一級千分尺測量某一長度(△儀=0.004mm),單次測量結(jié) 果為N=8.000mm,用不確定度評定測量結(jié)果為 N= (8.000 8004) mm 三、簡答題(共15分) 1 .示波器實(shí)驗(yàn)中，(1) CH1 (x)輸入信號頻率為50Hz, CH2 (y) 輸入信號頻率為100Hz; (2) CH1 (x)輸入信號頻率為150Hz, CH2 (y)輸入信號頻率為50Hz;畫出這兩種情況下，示波器上顯示的李 薩如圖形。(8分)  差法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是什么？ （ 7分） 答：自變量應(yīng)滿足等間距變化的要求，且滿足分組要求。 （4分） 優(yōu)點(diǎn)：充分利用數(shù)據(jù)；消除部分定值系統(tǒng)誤差 四、計(jì)算題（20分，每題10分） 1、用1/50游標(biāo)卡尺，測得某金屬板的長和寬數(shù)據(jù)如下表所示，求金屬板的面 積 測量次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 長 L/cm 10.02 「10.00 9.96 1 10.06 9.98 10.00 P 10.08 P 10.02 寬 W/cm 4.02 4.06 4.08 4. 04 4.06 4.10 4.00 4.04 解：（1）金屬塊長度平均值：L=10.02（mm） 長度不確定度： uL = 0.02/ 3 = 0.01（mm） 金屬塊長度為：L =10.02 . 0.01mm B =0.10% (2 分) (2)金屬塊寬度平均值：d =4.05(mm) 寬度不確定度： ud = 0.02/... 3 = 0.01(mm) 金屬塊寬度是： d =4.05二0.01mm B=0.20% (2 分) (3)面積最佳估計(jì)值：S =[ d = 40.58mm2 不確定度: ―2—2 2—2 =，:/d 二l L ^d 2 = 0.1mm (4分) 相對百分誤差：B =乙父100%=0.25% S （4）結(jié)果表達(dá)：S =40.60.1mm2 B=0.25% （2 分） 注：注意有效數(shù)字位數(shù)，有誤者酌情扣 5、測量中的千分尺的零點(diǎn)誤差屬于 已定—系統(tǒng)誤差；米尺刻度不均勻的誤差 屬于未定系統(tǒng)誤差。 6、一般情況下，總是在同一條件下對某量進(jìn)行多次測量，多次測量的目的有 兩個(gè)，一是 減小隨機(jī)誤差 ，二是 避免疏失誤差 。 8、測量一規(guī)則木板的面積，已知其長約為 30cm,寬約為5cm,要求結(jié)果有 四位有效位數(shù)，則長用 毫米尺 來測量,寬用 1/50游標(biāo)卡尺 來測量。 二、判斷題(“對”在題號前()中打，，"錯(cuò)”打X) (10分) (V )1、準(zhǔn)確度是指測量值或?qū)嶒?yàn)所得結(jié)果與真值符合的程度，描述的是測量 值接近真值程度的程度，反映的是系統(tǒng)誤差大小的程度。 (V )2、精確度指精密度與準(zhǔn)確度的綜合，既描述數(shù)據(jù)的重復(fù)性程度，又表示 與真值的接近程度，反映了綜合誤差的大小程度。 (x ) 3、系統(tǒng)誤差的特征是它的有規(guī)律性，而隨機(jī)的特怔是它的無規(guī)律性。 (V )4、算術(shù)平均值代替真值是最佳值，平均值代替真值可靠性可用算術(shù)平均 偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差和不確定度方法進(jìn)行估算和評定。 (x ) 5、測量結(jié)果不確定度按評定方法可分為 A類分量和B類分量，不確定 度A類分量與隨機(jī)誤差相對應(yīng)，B類分量與系統(tǒng)誤差相對應(yīng)。 (x ) 6、用1/50游標(biāo)卡尺單次測量某一個(gè)工件長度，測量值 N=10.00mm,用 不確定度評定結(jié)果為 N = (10.00 =0.02) mm。 (x) 7、在測量鋼絲的楊氏彈性模量實(shí)驗(yàn)中，預(yù)加 1Kg整碼的目的是增大鋼絲伸 長量。 (x ) 10、系統(tǒng)誤差在測量條件不變時(shí)有確定的大小和正負(fù)號， 因此在同一測量 條件下多次測量求平均值能夠減少或消除系統(tǒng)誤差。 、簡答題（共15分） 1、簡述利用實(shí)驗(yàn)方法探索物理規(guī)律的主要步驟。（5分） 答：（1）確定研究內(nèi)容和研究對象。 （1分） （2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。作圖，判定曲線類型，建立相應(yīng)函數(shù)關(guān)系。 （1分） （3）實(shí)驗(yàn)測量待測量的對應(yīng)關(guān)系。 （1分） （4）判斷曲線函數(shù)形式，寫出一般式，建立經(jīng)驗(yàn)公式。 （1分） （5）驗(yàn)證 四、計(jì)算題（20分，每題10分） 1、用流體靜力稱衡法測固體密度的公式為 m=^0—PQ,若測得m= （29.05 m _ m1 0.09） g, m1= （19.07 0.03） g, p 0= （0.9998 0.0002） g/cm3,求固體密度的測 量結(jié)果。 (2分) (2分) 解：密度的最佳估計(jì)值為。=」一：0 =2.910g/cm3 m — m1 密度的不確定度: fcP 2 J 6P f 2 + -I am + I 二一! Crm1 + <Cm ) 1即 ? ym - mi 2 2 仃m1 m Um - m1 3 2 2 仃科 (1分) 一一 一 3 =0.019g/cm (1分) 相對不確定度：B 仃P(guān) ——100% = 0.7% P (1分) 3 密度結(jié)果為：p = (2.91 :0.02) g/cm 或 p = (2.910 0.019) / 3 g/cm B=0.7% （3 分） 2、根據(jù)公式P = T^測量銅圓柱體的密度。已知： 二D2H M=45.038+0.004(g),D=1.2420+0.0004(cm),H=4.183+0.003(CM).試計(jì)算 P 的不確 定度二D,并寫出結(jié)果表達(dá)式。 解：計(jì)算測量值P: 4M D2H 3 = 8.887(g/cm ) (2分) 計(jì)算P相對合成不確定度 aP P )2 (2 )2 ( )2 0.004 45.038 )2 (2 0.004 1.2420 )2 ( 0.003 4.183 )2 =0.096% (2分) (2分) 求P的合成不確定度 (2分) 3 ：=:一 =0.009(g/cm3) 3、 測量結(jié)果表示：- =8.887 一 0.009(g.cm ) B=0.1% 一、選擇題(20分，每題2分) 1 .在光柵測量波長的實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)方法是： 干涉法 2 .用箱式惠斯登電橋測電阻時(shí)，若被測電阻值約為 4700歐姆，則倍率應(yīng)選[1 ] 3 .用某尺子對一物體的長度進(jìn)行15次重復(fù)測量，計(jì)算得A類不確定度為0.01mm B類不確定度是0.6mm，如果用該尺子測量類似長度，應(yīng)選擇的合理測量次數(shù)為 (1次) 4 .用惠斯登電橋測電阻時(shí)，如果出現(xiàn)下列情況，試選擇出仍能正常測 量的情況[電源與檢流計(jì)位置互換) 6 .在測量鋼絲的楊氏模量實(shí)驗(yàn)中，預(yù)加 1Kg整碼的目的是[拉直鋼絲) 7 .調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平時(shí)發(fā)現(xiàn)在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上不水平，應(yīng)該 [] (A)只調(diào)節(jié)單腳螺釘 8 .示波管的主要組成部分包括[] (A)電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、顯示屏 9 .分光計(jì)設(shè)計(jì)了兩個(gè)角游標(biāo)是為了消除[] ((C) 偏心差 二、填空題（20分，每空1分） 2 .到目前為止，已經(jīng)學(xué)過的減小誤差提高測量精度的方法有 ：交換抵消、累加 放大、理論修正、多次測量、零示法、光杠杠放大、補(bǔ)償法、異號法、對稱觀測 法。（說明：寫出四種方法即可） 3 .逐差法處理數(shù)據(jù)的條件是： （1）函數(shù)關(guān)系是多項(xiàng)式形式。 （2）自變量等間距變化 5 .在測量楊氏模量實(shí)驗(yàn)中，用 拉伸法 測量鋼絲的楊氏模量，用加減整碼的方 法測量是為了消除 彈性滯后 所產(chǎn)生的誤差。 6 .在用光柵測量波長實(shí)驗(yàn)中，測量光柵常數(shù)采用了 機(jī)械（螺旋）放大 測量 法、 累加放大 測量法和 光學(xué)放大 測量法。 7 .最小二乘法處理數(shù)據(jù)的理論基礎(chǔ)是 最小二乘原理 。 9 .模擬法是以相似理論為基礎(chǔ),主要分為 數(shù)學(xué)模擬和物理 模擬兩類。 10 .使電子束聚焦的方法有—電聚集、磁聚焦。 三、簡答題（共20分，每題10分） 2.調(diào)整分光計(jì)望遠(yuǎn)鏡的目的是使望遠(yuǎn)鏡接受平行光并且光軸與分光計(jì)中心軸 垂直。請問通過哪幾個(gè)步驟可以把望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)到這樣的狀態(tài)？（要求調(diào)節(jié)順序正 將分光計(jì)望遠(yuǎn)鏡接受平行光并且光軸與分光計(jì)中心軸垂直的調(diào)節(jié)步驟是： （1）粗調(diào)。（3分） （2）調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡目鏡，使分劃板叉絲清晰。（2分） （3）調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡物鏡，使亮十字清晰。（2分） （4）調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡和載物臺水平度調(diào)節(jié)螺釘，使反射鏡正反兩面反射回來亮 十字都與自準(zhǔn)位置重合。（粗調(diào)、目鏡、物鏡、螺釘） 四、計(jì)算題（12分） 根據(jù)單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，單擺的周期T、擺長L和重力加速度g之間的關(guān)系 為丁=2n利用此關(guān)系式通過間接測量方法可以測量重力加速度。實(shí)驗(yàn)中測 得周期T= 1.356 0.002s,擺長L用極限誤差為1mm勺米尺測量6次的結(jié)果如下: 測量次數(shù) 1 2 3 4 5 6 L (mrm 451.6 450.8 452.4 450.3 452.1 451.0 試求重力加速度的測量結(jié)果。（要求寫出完整的測量結(jié)果表達(dá)式） 解：（1） 由 T= 2n g,有…2十。 由 T= 1.356 0.002s ,有 T= 1.356s, 0.002s。 (2) L=451.37mm Ul =0.6mnr)Sl =0.3mm <iL=0.7mm (4 分) (3) g= 4 n 2 ^L-= 9.691 m/s2o ( 1 分) T 2 (4)上=|包，十，至…=0.33%. (3分) g 隈 L J < T ) 仃 q =g —g- =0.03 m/s2。 g D —— i g j (5)結(jié)果：g= (9.690.03) m/s2, B= 0.3% 。 (2 分) 、選擇題（30分，每題3分） 3 .在光杠桿調(diào)節(jié)中如果望遠(yuǎn)鏡叉絲清楚而刻度尺的像不清楚，應(yīng)調(diào)節(jié) （B）望遠(yuǎn)鏡焦距 4 .為了消除天平不等臂的影響，稱衡時(shí)可采用的方法為 （A）交換復(fù)稱法 、填空題（30分，每題3分） 4.在拉伸法測楊氏模量實(shí)驗(yàn)中，如果拉力非等間隔變化，可采用 作圖 法和 最小二乘法處理數(shù)據(jù) 四、計(jì)算（10分） 測量彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)K實(shí)驗(yàn)中，測得彈簧的伸長量Y與施加在彈簧上的外力F 的關(guān)系如下： Fi (Kg) 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 Y (cm) 6.90 10.00 13.05 15.95 19.00 22.05 試用逐差法求出彈簧的倔強(qiáng)系數(shù) Ko要求①寫出原理公式，②列出逐差法處理數(shù)據(jù) 表格，③求出彈簧倔強(qiáng)系數(shù) K,④取外力F的誤差3\ =0.02kg ,寫出測量結(jié)果表 達(dá)式。 解：（1）外力F與伸長量Y和倔強(qiáng)系數(shù)K的關(guān)系式為：F=KY （2）隔3項(xiàng)逐差數(shù)據(jù)表如下： Fi+3-Fi ( kg) 6.00 6.00 6.00 Yi+3-Yi (cm) 9.05 9.00 9.00 (1分) (2分) (3) 訴=600 (kg) 豕=9.017(cm) (4) 一孑 g 600 98 IK. = = 5" 、3Y 9.017 10- _ _ _2 = 6521 10 (N/m) (3分) 計(jì)算誤差 3二 3丫 =3 J ⑥=0.05(cm) K =K (2分) = 6.521 102 1% = 0.07 102(N/m) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示為: 2 K =(6.52-0.07) 102 (N/m) (2分) P =99.7% B=1% 一、填空題（總分40分，每題2分） 1 .測量結(jié)果的有效數(shù)字的位數(shù)由 被測量的大小 和 測量儀器 共同決.定。 2 . 50分度的游標(biāo)卡尺，其儀器誤差為 0.02 。 5 .在進(jìn)行十進(jìn)制單位換算時(shí)，有效數(shù)字的位數(shù) 不變。 6 .在分光計(jì)實(shí)驗(yàn)中，望遠(yuǎn)鏡的調(diào)節(jié)用的是 自準(zhǔn)直法。 7 . S是表示多次測量中每次測量值的 —分散—程度，Sn表示 平均值 偏離直 值的多少。 8 .在楊氏模量實(shí)驗(yàn)中，若望遠(yuǎn)鏡的叉絲不清楚，應(yīng)調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡 目鏡 的焦距. 若觀察到的標(biāo)尺像不清楚則應(yīng)調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡 物鏡的焦距。鋼絲的伸長量用 放大 法來測定。 9. 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差我們用 貝塞爾 法，其計(jì)算公式為S = n —2 xi - X i =1 n-1 10 .表示測量數(shù)據(jù)離散程度的是 精密度,它屬于 偶然 誤差,用 標(biāo)準(zhǔn) 誤差 (偏差)來描述它比較合適。 11 .用20分度的游標(biāo)卡尺測長度，剛好為 15mm應(yīng)記為15.00 mm 。 12 .根據(jù)測量的條件不同，可分為 —等精度 測量和—非等精度—測量。 14 .系統(tǒng)誤差有 確定性 的特點(diǎn)、偶然誤差有 隨機(jī)性 的特點(diǎn)。 15 .在測量結(jié)果的數(shù)字表示中，由若干位可靠數(shù)字加上 」一位可疑數(shù)字，便組 成了有效數(shù)字。 17 .用分光儀測得一角度為300 ,分光儀的最小分度為1‘，測量的結(jié)果為 0.5236+0.0003 弧度 18 .對于連續(xù)讀數(shù)的儀器，如米尺、螺旋測微計(jì)等，就以 —最小分度/2。.作為 儀器誤差。 20.在示波器內(nèi)部，同步、掃描系統(tǒng)的功能是獲得 鋸齒波—電壓信號，這種電 壓信號加在 X 偏轉(zhuǎn)板上,可使光點(diǎn)勻速地沿 X方向從左向右作周期性運(yùn) 動(dòng)。 二、選擇題(總分20分，每題2分) 1 .下列測量結(jié)果正確的表達(dá)式是：[A ] (A) L=23.68 0.03 m (B) I=4.091 0.100mA 11 (C) T=12.5630.01s (D) Y=(1.67 0.15) 10 Pa 2 .在下面的李薩如圖中，如果在X軸方向信號的頻率是100Hz,那么在Y軸方向 信號的頻率是：[C] (A) 100Hz (B) 33Hz (C) 300Hz (D) 200Hz 4.在示波器實(shí)驗(yàn)中，時(shí)間軸X軸上加的信號為 [D ] (A)正弦波 (B)方波 (C)三角波 (D)鋸齒波 5.下列不確定度的傳遞公式中，正確的是: (A) [B ] 2 _ 2 2 2 y y , 「二 X 2 2 2 2 (B) L = x y -2z (C) M = .\ 2 2,2 二 z - x .二 y . 4二 z .4(1 at) (1 at) 2 g(a為常數(shù)) x y x y 二 V = ..4d 二：二 2 6 .在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，我們看到的干涉條紋是由哪兩條光線產(chǎn)生的 [] 12 3 4 (8) 2 和 3 7 .實(shí)驗(yàn)中，牛頓環(huán)的中心條紋為：[D ] (D)不確定 (A)暗紋 (B)亮紋 (C)零級條紋 8 .下列正確的說法是[A] (A)多次測量可以減小偶然誤差 (B)多次測量可以減小系統(tǒng)誤差 (C)系統(tǒng)誤差都由B類不確定度決定 (D) A類不確定度評定的都是偶然誤差 四、計(jì)算題（15分） 用千分尺（儀器極限誤差為 曲004mm）測量一鋼球直徑6次，測量數(shù)據(jù)為： 14.256、14.278、14.262、14.263、14.258、14.272 （mm）;用天平（儀器極限誤差 為206g）測量它的質(zhì)量1次，測量值為：11.84g,試求鋼球密度的最佳值與不確 定度。 解：(1)直徑D _ Di 最佳估計(jì)值D=i % =14.265 (mm) 6 % (Di -D)2 不確定度 A類分量 uAD 同烏 =0.35父10/(mm) , 5 6 不確定度B類分量 u BD u0.004 ： =0.23 10/ (mm) 合成不確定度 ucD 5A2 +uB2 =0.0042ft0.004 (mm) 結(jié)果表小 （2）質(zhì)量m D= (14.265 0.004 ) mm 單次測量 m=m=11.84 (g) 不確定度 B類分量uBm =0.06、3 = 0.035 (g) （1分） （1分） （1分） （1分） （1分） （1分） 合成不確定度ucm = uBm =0.035球0.04 (g) (1分) 結(jié)果表示 m =(11.84 -0.04) g (1分) （3）鋼球的密度P 最佳估計(jì)值 石=6%（6）3 =0.007789 g/mm3 相對不確定度B=卜ln4"）2 +（＞1n洛”）2 =\ （95）2 +（D^UcD）2 (1分) 1 2 3 2 .( <0.04)2 ( ■: 0.004)2 ,11.84 14.265 = 0.0035 （2 分） 不確定度 ucp= PB =0.0000273ft 0.00003g/mm3 （1 分） （4）測量結(jié)果 測量結(jié)果表示為 P = （7.790.03）＞d0^g/mm3 （2 分） B = 0.4% （1 分） 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)試卷 -、填空（每題1分，共6分） 1、對某物理量進(jìn)行直接測量，測量結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)由 —、決定 2、對某物理量y進(jìn)行了 n次測量，各測量值為yi ,儀器誤差為△儀，其A類 不確度為： ; B類不確定度為： ；合成不確定度 為:。 3、用中=吊△中表示測量結(jié)果，它的物理含義是： —。 4、測某物理量y ,得出亍=15.753cm,不確定度為 5=0.321cm ,結(jié)果應(yīng)表 示為:。 5、測得金屬環(huán)外徑D=D^d,內(nèi)徑d=d4d,高h(yuǎn) = h^h,則金屬環(huán)體 積的不確定度：％ =;相對不確定度：EV =（ 6、計(jì)算：（17.34 -17.03）父14.28=; （15.32 +8.62）父 13.2 ;。 二、問答題（從下面8道題中只能選擇6道，在不選題前用“父”標(biāo)明，未標(biāo) 明者，以前6道題計(jì)分，共18分） 1、在楊氏模量實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)長度量 L、D、b、d、An ,哪個(gè)量的不確定度對 結(jié)果影響最大？要減少測量結(jié)果的不確定度，主要應(yīng)減少哪個(gè)長度量的不確定 度？為什么？ 2、請畫出示波管的結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)明各部分的名稱。 3、分光計(jì)測量角度之前應(yīng)調(diào)整到什么狀態(tài)？ D-2 - D 2 4、牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，為什么不用公式 「k=UKR九而用R= : n測平凸透 4 m-n 鏡的曲率半徑R? 5、簡述霍爾效應(yīng)測量磁場的原理。 6、示波器實(shí)驗(yàn)中，（1）用示波器觀察信號波形時(shí)，若已知信號頻率為400Hz, 要在熒光屏上出現(xiàn)2個(gè)周期的完整波形，掃描頻率應(yīng)該是多少？ （ 2）顯示李薩如 圖形時(shí)，Yi （x）輸入端信號頻率為100Hz, Y2 （y）輸入端信號頻率為50Hz,畫 出該情況下示波器上顯示的李薩如圖形。 7、惠斯通電橋?qū)嶒?yàn)中，連好線路并合上開關(guān)Ki、K2,如下圖。調(diào)節(jié)Rs時(shí)（1） 若檢流計(jì)指針始終指零不動(dòng)，分析是什么原因造成的？ （ 2）若檢流計(jì)指針始終偏 向一邊，調(diào)不到零，分析是什么原因造成的？ 8、（1）畫圖表示滑線變阻器作為控制元件在電路中的兩種接法。 （2）用0.5 級、量程3V的電壓表，單次測量某一電壓 U,測量值為2.763V,寫出測量結(jié)果。 （3）用量程為7.5V、準(zhǔn)確度等級為1.0級的電壓表測一約6伏的電壓，其讀數(shù)應(yīng) 有幾位有效數(shù)字？、 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)試題 注意：所有答案都必須寫在答題卡上，否則答題無效。 一、填空題：（在下面10題中任選8題，不選的題號上打 淤） 2.在光杠桿放大法測量鋼絲的微小伸長量 AL時(shí)，測量公式為AL= , 式中R表示 到望遠(yuǎn)鏡叉絲平面之間的距離，它可由R=H（上下視 距絲讀數(shù)差）確定。 5.我們所學(xué)過的數(shù)據(jù)處理方法有作圖法、逐差法以及 —、—。 7 .通常，產(chǎn)生相干光的方式有兩種， 所作實(shí)驗(yàn)中邁克爾遜干涉儀用___法, 雙棱鏡干涉用―法。 10.全息照相是利用光的干涉，把物體反射光的 信息和 信息以 的形式記錄下來。 二、選擇題（不止一個(gè)正確選項(xiàng)，12題中任選10題，不選的題號上打 為 1 .某長度測量值為2.130mm則所用儀器可能是（）。 A.毫米尺B.50分度卡尺C.20分度卡尺D.千分尺 2 .在彈性模量測定實(shí)驗(yàn)中，通常先預(yù)加 3Kg整碼，其目的是（）。 A.消除摩擦力 B. 使系統(tǒng)穩(wěn)定，底座水平 C.拉直金屬絲，避免將拉直過程當(dāng)為伸長過程進(jìn)行測量 D.減小初讀數(shù)，消除零誤差 3 .三線懸擺測定轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)中各幾何量的測量分別采用米尺、 50分度游標(biāo) 卡尺，其目的是為了滿足：（）。 A.最小二乘原理 B. 誤差均分原理 C.誤差最小 D. A,B,C都不對 8 .測定透鏡焦距實(shí)驗(yàn)中如果未調(diào)節(jié)好共軸等高，則 （）。 A.不滿足薄透鏡成像公式的成立條件 B.不能成實(shí)像 C.使物距像距等的測量產(chǎn)生系統(tǒng)誤差 D. A,B,C都不對 11.不確定度在可修正的系統(tǒng)誤差修正以后， 將余下的全部誤差按產(chǎn)生原因及 計(jì)算方法不同分為兩類，其中（）屬于A類分量。 A.由測量儀器產(chǎn)生的誤差分量 B.同一條件下的多次測量值按統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算的誤差分量 C.由環(huán)境產(chǎn)生的誤差分量 D.由測量條件產(chǎn)生的誤差分量 三、判斷：（在下面11題中任選10題，正確打“ 錯(cuò)誤打“父”，不選的題號上 畫橫杠 5.在邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)反射鏡 M2經(jīng)分束板G反射而成的虛像與反射 鏡 M1 間的距離 d 等于 0 時(shí)，干涉場內(nèi)的干涉條紋為同心圓環(huán)。 7．物距像距法和自準(zhǔn)直法測凹透鏡焦距時(shí)，要求利用凸透鏡在光屏上先成一 縮小虛像。 四、計(jì)算與問答題 1. 測得一長方體的質(zhì)量 M=(250.00 0.05)g ，長 L=(5.015 0.003)cm ， 寬 B=(3.983 0.002)cm ,高 H=(2.008 0.002)cm ,求其密度 p 及其相對不確 定度A" P。 解：p =M/V = M/(LBH)=250.00/(5.015 X 3.983 X 2.008)=6.233(g/cm 3) (1 ’) E=A P/ p =[( Am/M)2+(Al/L) 2+( Ab/B) 2+(Ah/H) 2]1/2 (1 ’) =[(0.05 /250.00) 2+(0.003/5.015) 2+(0.002/3.983) 2+(0.002/2.008) 2] 1/2 弋 0.13% (1 ’) 本試卷滿分40分。請將答案全部寫在試卷上，第四大題可寫在試卷背面。 一、選擇題 1、某物體長度約為2厘米，為使測量結(jié)果有5位有效數(shù)字，應(yīng)選用的測量 儀器是： (D)千分尺 3、在下面的測量結(jié)果表達(dá)式中，正確的應(yīng)該是 (B ) (A) D =(4.800 0.020) m (B) D =(4.80 0.02) X 103mm (C) D = (4800 20)mm (D) D = (480.0 2.0)cm 5、已知N= 2芥/B3,則正確的誤差傳遞公式為： (C ) (D) AN= [ (2AA A) 2+ (3^AB) 2] 1/2 (E) AN= 2[ (2AA A) 2+ (3B2AB) 2] 1/2 (F) A N/ N= [ (2AA/ A) 2+ (3AB/ B) 2] 1/2 (G) A N/ N= 2[ (2A A/ A) 2+ (3AB/ B) 2] 1/2 二、填空題 1、用50分游標(biāo)尺測一物體的長度L,讀數(shù)為45.12mm，則長度L測量結(jié)果的完 整表述式為：L=_ (45.12 0.02) mm0 2、將一頻率為2000Hz的正弦電壓信號輸入示波器的 Y輸入端，要使熒光屏上 出現(xiàn)4個(gè)周期的正弦波，示波器的掃描周期應(yīng)為 2 ms 。 9.作圖法處理數(shù)據(jù)時(shí)，坐標(biāo)軸上的分度應(yīng)當(dāng)為 3位有效數(shù)字。 江蘇大學(xué)試題 第 2頁 3、按有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則計(jì)算： 3 (6.82 X103- 355X 0.23) X 12.002= 7.45 X 10 。 4、千分尺零點(diǎn)不準(zhǔn)產(chǎn)生 系統(tǒng)誤差, 5、由不確定度決定測量結(jié)果的有效數(shù)字是處理一切有效數(shù)字問題的總的根據(jù) 和原則。 一、有效數(shù)字及誤差理論(25分) 5、用分度值為0.05mm的游標(biāo)卡尺測長度，正確的數(shù)據(jù)記錄為：() A. 67.80mm B. 5.67mm C. 45.748mm D. 36.9mm 6、下列測量結(jié)果正確的表達(dá)式是：() A. L=(23.68土 0.009)m B. I=(4.09 0.10)mA C. T=(12.560.01)s D. Y=(1.670.5) 1011Pa 7、根據(jù)公式 測量銅圓柱體的密度。已知：M=45.038土 0.004(g),D=1.2420 0.0004(cm),H=4.183 0.003(cm)。試計(jì)算 的不確 定度，并寫出結(jié)果的完整表達(dá)式。(7分 揚(yáng)州大學(xué)試題 一、有效數(shù)字及誤差理論(共 25分) 1、對一物理量進(jìn)行等精度多次測量，具算術(shù)平均值是( A、真值 B、最接近真值的值 C、誤差最大的值 D、誤差 為零的值 6、某長度測量值為2.130mm,則所用儀器可能是（ ）。（3分） A、毫米尺 B、50分度游標(biāo)卡尺 C、20分度游標(biāo)卡尺 D、 螺旋測微器 7、下面是用干涉法測波長時(shí)，每變化N = 100條條紋干涉儀的位 置d的讀數(shù)，試用逐差法求該光源的波長，要求計(jì)算不確定度，儀器 誤差限=0.0001mm并寫出結(jié)果的完整表達(dá)式。（7分）附:測量公式為； = 1.59 條紋 0 100 200 300 400 500 600 700 d(mm .0132 .0382 .0632 .0882 .1132 .1382 .1632 .1882 ) 5 7 4 9 9 3 6 5 、有效數(shù)字及誤差理論（25分） 2、讀數(shù)顯微鏡是利用 進(jìn)行測量的。（3分） A、比較法 B、放大法 C、換測法 D、模擬法 3、拉伸法測金屬絲楊氏模量實(shí)驗(yàn)中沒有用到的實(shí)驗(yàn)方法有 （ 3分） A、交換法 B、直讀法 C、參量轉(zhuǎn)換法 D、放大法 4、某長度測量值為 2.130mm,則所用儀器可能是（ ）。（3分） A、毫米尺 B、50分度游標(biāo)卡尺 C、20分度游標(biāo)卡尺 D、螺旋測微器 7、（7分）下面是用一級螺旋測微計(jì)測量鋼球直徑的一組數(shù)據(jù)： 螺旋測微計(jì)的儀器誤差限 =0.004mm ,零點(diǎn)讀數(shù) 為-0.003mm ,查表得=1.05。 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 D(mm) 5.495 5.497 5.499 5.497 5.494 5.500 寫出鋼球體積的完整結(jié)果表達(dá)式。 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程模擬試卷（四） 一、填空題，每空1分，共20分 1 .在測量中，絕對誤差△ N等于 減去 2 .多次測量的物理量的總不確定度由其 不確定度與 不確定 度的方和根構(gòu)成。 3 .作圖連線時(shí)，一般應(yīng)連接為 直線或曲線， —通過每個(gè)測量數(shù)據(jù)點(diǎn)。而校正圖線應(yīng) 該連接為 線，要通過每個(gè)測量數(shù)據(jù)點(diǎn)。 5 .邁克爾遜干涉儀單方向旋轉(zhuǎn)刻度輪進(jìn)行測量是為了消除 差；在實(shí)驗(yàn)中觀測 到的同心圓干涉條紋是 干涉條紋。 7 .牛頓環(huán)和劈尖干涉實(shí)驗(yàn)的干涉條紋均是 干涉條紋。 8 .在分光計(jì)的實(shí)驗(yàn)中采用 法來消除偏心差。 1 .測量值、真值（真值、測量值） 2 .A類（統(tǒng)計(jì)）、B類（非統(tǒng)計(jì)） 3 .平滑、不一定、直線、一定 5 .空程、等傾（非定域） 7 .等厚 8 .雙游標(biāo)記數(shù)法 二.選擇題每空2分，共20分 1 .下列測量結(jié)果正確的表達(dá)式是 A. L=23.68土O.GO9m B. I=4.09土0.10mA 八. 一 ii C. T=12.56 0.01s D. Y=（1.67 0.5） 10 Pa 2 .某長度測量值為5.189mm,則所用儀器可能是 A.毫米尺 B.50分度卡尺 C.20分度卡尺 D.千分尺 4 .下列長度讀數(shù)中，螺旋測微計(jì) （千分尺）所測的得測量值是 A . 2.3296m B . 2.3296mm C. 2.329mm D . 2.329cm 5 .共振法測超聲波實(shí)驗(yàn)中，相鄰極大值之差是 A. 一個(gè)波長 B.兩個(gè)波長 C.二分之一波長 D.四分之一波長 8.用分度值為0 . 0 2 mm的游標(biāo)卡尺測長度，正確的數(shù)據(jù)記錄為 A. 6 7. 20mm C. 4 5. 7 4 8 mm C .D C C .A 三、計(jì)算題2 0分 1.根據(jù)公式P= 4M - D H B. 5 . 6 7 mm D. 3 6. 9 mm 測量銅圓柱體的密度。已知：M=213.04+0.05（g） D=19.4655+0.0024（mm）、H=80.37+0.0.02（mm）.試計(jì)算 P ,并寫出結(jié)果表達(dá)式。 解：（1）密度的算數(shù)平均值: 4M 二D2H = 8.907 10“ 4 213.04 10 3.14 (19.4655 10 飛)2 80.37 10“ （2）密度的相對不確定度: p_ (Um)2 m (2UDD)2(UHH)2 , 0.05 、2 小 0.0024、2 ,0.0122 ..( )(2 ) ( ) = 0.037% ,213.04 19.466 80.37 （3）密度的不確定度： u p=Ep 呻1=8.907父10—0.037% = 0.0033M10,k% （4）密度測量的最后結(jié)果： ：=(8.907 _ 0.004) 10， E。= 0.04% (P =68.03%) 示波器的使用（A卷） 2 .問答題（5分） 打開示波器的電源開關(guān)后（儀器無故障） ，示波器螢光屏上看不見亮跡，有哪些原因會造 成這種現(xiàn)象？應(yīng)怎樣操作才能使示波器正常工作？ 3 .操作題（70分） 1、由信號發(fā)生器輸出頻率為 2000Hz,電壓為2.0伏的正弦信號。 ①顯示出幅度適合的信號波形 （10分）. ②測出信號的周期（ 15分）：X軸掃描時(shí)基選擇 , n個(gè)周期所占的格 數(shù) ,周期T=。 ③由示波器測出的信號周期算出正弦信號的頻率 f= 。（5分） ④測出的信號電壓峰 -峰值Vp-p.= （5分 2、利用李薩如圖形與兩個(gè)振動(dòng)信號頻率之間的關(guān)系： ①已知 fx=150 H z ,Nx: Ny=3:1 畫出李薩如圖形（5分）,正確操作接線（5分） ②示波器上顯示出相對穩(wěn)定的李薩如圖形 （15分）.。 ③fy（計(jì)算值尸 , fy （實(shí)驗(yàn)值）= （5分） ④如果Nx=2 , Ny=8,顯示出的李薩如圖形是 。（5分 楊氏模量的測量（A卷） 二、問答題（5分） 為什么要調(diào)節(jié)楊氏模量儀水平 一、填空 1 .在彈性模量的測定實(shí)驗(yàn)中，為了測量鋼絲的微小伸長量采用了 方法。 從望遠(yuǎn)鏡中觀察標(biāo)尺像時(shí)，當(dāng)眼睛上下移動(dòng)，叉絲與標(biāo)尺像有相對運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn) 象稱為。產(chǎn)生的原因是標(biāo)尺像沒有落在 上，消除的辦法是—— 2 .和外界沒有能量交換的系統(tǒng)稱為 。在混合法測定比熱容實(shí)驗(yàn) 中，用 作為這一系統(tǒng)。為了減小高溫和低溫系統(tǒng)與環(huán)境的熱交 換對測量結(jié)果產(chǎn)生的影響，混合前它們的溫度應(yīng)取在 兩側(cè)，同時(shí)用 方法對散熱進(jìn)行修正。 4 .用位移法測透鏡焦距時(shí)，物屏與像屏之間的距離D和焦距f應(yīng)滿足 關(guān) 系，設(shè)透鏡在兩次成像之間移動(dòng)的距離為 L，則f = 。 9.按照干涉的理論和條件，為獲得對比度好、清晰的干涉條紋，雙棱鏡干涉 實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)好的光路應(yīng)滿足：(1) ; (2) ; (3) 。雙棱鏡干涉條紋空間分布的特點(diǎn) 是,其條紋疏密程度隨單縫與雙棱鏡距離的變大 而,隨單縫與測微目鏡或觀察屏距離的增加而 。 12.邁克爾遜干涉儀是一種用 產(chǎn)生雙光束干涉的儀器，光路中處于分 束鏡和反射鏡 M2之間的平板玻璃的作用是 。當(dāng)Mi全 反鏡移動(dòng)時(shí)，干涉圓環(huán)會從圓心冒出或收縮，冒出或收縮一個(gè)條紋，則 Mi鏡移動(dòng) 的距離為。為了避免螺紋及拖動(dòng)配合的間隙誤差，調(diào)節(jié)手輪時(shí)必 須。 17.用米尺測量某一長度L=6.34cm,若用螺旋測微計(jì)來測量，則有效數(shù)字應(yīng)有 位。 二、判斷題(“對”在“( )”中打，，"錯(cuò)”打X) ()1.用某尺子對一物體的長度進(jìn)行多次測量，計(jì)算得不確定度 A類分量 為0.01mm, B類分量是0.6mm；如果需要用該尺子再次測量這一物體，應(yīng)選擇的 合理測量次數(shù)為10次。 ()3.在落球法測量粘滯系數(shù)實(shí)驗(yàn)中，多個(gè)小鋼球一起測質(zhì)量，主要目的是 減小隨機(jī)誤差。 ()4.分光計(jì)設(shè)計(jì)了兩個(gè)角游標(biāo)是為了消除視差。 ()5.在測量鋼絲的楊氏模量實(shí)驗(yàn)中，預(yù)加 1Kg整碼的目的是增大鋼絲伸 長量。 ()7.測量一規(guī)則鋼塊的體積，已知其長約為 30cm,寬約為5cm,厚約為 0.1cm,要求結(jié)果有四位有效位數(shù)，則長用鋼直尺來測量，寬用千分尺來測量，厚 用游標(biāo)卡尺來測量。 ()8.某長度值的測量結(jié)果為L=(35.78 :0.05)cm,則待測長度值是在35.73cm 和35.83cm之間。 ()10.不確定度A類分量與隨機(jī)誤差相對應(yīng)，不確定度 B類分量與系統(tǒng)誤 差相對應(yīng)。 ()11.用一級千分尺測量某一長度(A儀=0.004mm),單次測量結(jié)果為 N=8.000mm,用不確定度評定測量結(jié)果為 N= (8.000 0.004) mm。 三、簡答題 1 .示波器實(shí)驗(yàn)中，(1) CH1 (x)輸入信號頻率為50Hz, CH2 (y)輸入信號 頻率為100Hz; (2) CH1 (x)輸入信號頻率為150Hz, CH2 (y)輸入信號頻率 為50Hz;畫出這兩種情況下，示波器上顯示的李薩如圖形。 2 .欲用逐差法處理數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)測量時(shí)必須使自變量怎樣變化？逐差法處理數(shù)據(jù) 的優(yōu)點(diǎn)是什么？ 四、計(jì)算題 1、彈簧在彈性限度內(nèi)有胡克定律 F=KAL ,現(xiàn)給彈簧加力F,測得其長度L數(shù) 據(jù)如下表。 要求： (1)用作圖法求彈性系數(shù)Ko (2)用逐差法求出每加載1牛頓力時(shí)彈簧的伸長量 并計(jì)算其A類不確定 度。 F(Kg) 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 L (cm) 14.95 16.00 17.05 18.10 19.18 20.20 21.29 22.32 附表：不同測量次數(shù)的tp值(置信概率0.683) n- 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 tp 1.8 4 1.32 1.20 1.1 4 1.11 1.09 1.0 8 1.07 1.06 1.05 2、下面是測量鋼球直徑的一組數(shù)據(jù): 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D(mm ) 5.499 5.498 5.501 5.500 5.502 5.502 5.500 5.497 5.503 5.498 要求：（1）回答直徑是用何種量具測量的; （2）求出直徑的完整結(jié)果表示； （3）求出鋼球體積的完整結(jié)果表示。 ] 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)試題 一、 填空題（共19分，每空0.5分）： 2 . 牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中測量兩條紋直徑的平方差是為了消除 和 測量的不確定性，在測量過程中保持單方向性是為了避免 。 3 .用共振干涉法（駐波法）測波長時(shí)，由干涉理論知，當(dāng)換能器 S1S2之間的距離xi滿足xi =時(shí)，將形成穩(wěn)定的駐波，寫出測定聲速的表達(dá)式： ,并指出式中各 物理量的物理意義： 。 4 .讀數(shù)顯微鏡使用時(shí)要特別注意避免產(chǎn)生 ,它的起因是 , 其避免的方法是：測量時(shí)測量鼓輪始終沿 轉(zhuǎn)動(dòng)。 5 .聲速測定實(shí)驗(yàn)中，如果兩探頭 Si和S2間距為X,那么入射波與反射波形成駐波的條件是 J目鄰兩波節(jié)間距為： 。壓電陶瓷換能器在聲電轉(zhuǎn)換過程中 保持不變。 6 .聲速測定實(shí)驗(yàn)中，聲波的波長我們分別可以用 和 法來測量，壓電 陶瓷換能器在聲電轉(zhuǎn)換過程中 保持不變。 9 .調(diào)節(jié)邁克爾遜干涉中 M1M研直的判據(jù)是 ,邁克爾遜干涉儀中補(bǔ)償板 G2 的作用是使兩相干光。 10 .兩相干光疊加形成一明條紋的干涉條件是： 。利用非定域干涉測激光波長 的計(jì)算公式是：,并指出式中各物理量的意義： （疏或密）條紋的形狀是 1牛頓環(huán)是光的 干涉圖樣，其干涉條紋從中心向外逐漸變 12 .超聲光柵測聲速實(shí)驗(yàn)中超聲腔中產(chǎn)生的是 駐波，如果將液體由酒精換成水， 那么 聲速會如何變化。 13 .微波干涉實(shí)驗(yàn)中微波波長變長，那么兩個(gè)微安表極小間的移動(dòng)距離會如何變化 。 二、不定項(xiàng)選擇題（共 21分） 1.在調(diào)節(jié)分光計(jì)時(shí)，要求把望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦到無窮遠(yuǎn)，現(xiàn)目鏡已調(diào)好，若從望遠(yuǎn)鏡視場中看到自 準(zhǔn)直反射鏡反射回來的自準(zhǔn)直像如下圖 （ ）所示，則說明望遠(yuǎn)鏡已調(diào)焦到無窮遠(yuǎn)。 —r D： - D 2 .牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)將測量式由 R = ——化為R = -m 的主要原因是：（ ） K ■ 4（m - n） , A :消除*涉級次 K的不確定性弓幅的系統(tǒng)誤差； B : 5了測量更加方便； C C :避免了因干涉中心斑紋是非理想點(diǎn)而給測量干涉條紋半徑帶來的誤差； D :避免了讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)的螺距差。 3 .等厚干涉實(shí)驗(yàn)中測量牛頓環(huán)兩個(gè)暗紋直徑的平方差是為了： （ ） A :消除回程差 B C :消除視差； D 4 .關(guān)于牛頓環(huán)下面說法正確的是： （ A:是光的等傾干涉條紋； C:條紋從內(nèi)到外逐漸變密； 5 .選出下列說法中的正確者（ ） A B C :消除干涉級次的不確定性； :消除暗紋半徑測量的不確定性； ） B :是光的等厚干涉條紋； D:條紋由內(nèi)到外逐漸變疏; 牛頓環(huán)是光的等厚干涉產(chǎn)生的圖像。 牛頓環(huán)是光的等傾干涉產(chǎn)生的圖像。 平凸透鏡產(chǎn)生的牛頓環(huán)干涉條紋的間隔從中心向外逐漸變密O D :牛頓環(huán)干涉條紋中心必定是暗斑。 6 .聲速測定實(shí)驗(yàn)中聲波波長的測量采用: A :相位比較法 B :共振干涉法； C :補(bǔ)償法； D :;模擬法 7 .在調(diào)節(jié)分光計(jì)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡中觀察到的狹縫像模糊不清，可能原因是： （） A:平行光管和望遠(yuǎn)鏡不在同一軸線上； B:平行光管出射的不是平行光； C:望遠(yuǎn)鏡的光軸與分光計(jì)的中心軸不垂直； D:望遠(yuǎn)鏡沒有聚焦到無窮遠(yuǎn)； 三、判斷：（共20分）（正確打“ aZ,錯(cuò)誤打“父”） 1 .邁克爾遜干涉儀沒有毛玻璃則看不到干涉條紋。 2 .分光計(jì)設(shè)計(jì)成兩個(gè)游標(biāo)是為了消除偏心差。 3 .測量牛頓環(huán)直徑時(shí)，若測量的不是干涉環(huán)的直徑，而是干涉環(huán)的同一直線上的弦長，對實(shí) 驗(yàn)結(jié)果不會有影響。 四、計(jì)算題（共40分） 1. （10分）已知汞燈綠色光譜線的波長為 Z=5461A0,用分光計(jì)測得其經(jīng)光柵衍射后的 -1級 綠光和+1綠光的左右游標(biāo)讀數(shù)如下， 求該光柵的光柵常數(shù) d。（不要求計(jì)算不確定度 Ad） 譜 K = -1 K = +1 線 日左 日右 叮 綠 348 43 168 41 329 51 149 50 2. （15分）邁克爾遜干涉儀測 He-Ne激光波長時(shí)，測出屏上每冒出 50個(gè)條紋時(shí)平面 鏡 M 的位置讀數(shù)依次如下 （單位：mm：54.19906, 54.21564, 54.23223, 54.24881, 54.26242, 54.27902.求激光的波長（不要求求波長的不確定度） 。 3. （15分）用共振干涉法測聲速時(shí)，已知壓電陶瓷的共振頻率為 f= 41kHz,測得示波器上 出現(xiàn)最大波形時(shí)，可移動(dòng)壓電陶瓷換能器的位置為： 1.412mm,5.734mm,9.286mm,13.600mm,17.817.mm,21.986mm,26.028mm,30.356mm,34.478m m,38.636mmi求超聲波在空氣中的傳播速度 V。（不要求求不確定度 Av）