《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？)1()()(12nnxxnSSxuniixxACxuB仪仪)(2222)3()()()()(仪xBACSxuxuxu（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。1212xxyya，122112xxyxyxb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于微测基准线的位置如图2(a)、(b)，问零点读数各是多少？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“扫描速率图2螺旋测微计读数示意图图1游标卡尺读数示意图（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3电子元件伏安特性的测定1．简述伏安法测电阻的原理。2．电流表内接法、电流表外接法的测量条件是什么？对测量结果有什么影响？3．为了使电压表的读数从零逐渐增大，滑线变阻器（或电位器）应该选择分压电路还是限流电路？通电前，滑线变阻器（或电位器）的滑动端应调到什么位置时最安全？4．若0.5级的电流表有7.5mA和30mA量程，①试计算各量程的最大允许误差；②计算分析测量5mA的电流应选用什么量程，其相对误差较小？5．用伏安法测电阻时，电表的接法有何不同？分析实验结果的误差来源。6．电流表和电压表在测量时，若改变不同量程对测量结果有无影响？为什么？7．欲测量510Ω的电，电压表内阻RV=20KΩ，电流表内阻RA=1Ω，为减小方法误差，计算并回答用电流表内接法测量好，还是用电流表外接法测量好？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？用什么仪器测量金属丝的微小变化？I：1V/cm2：5V/cm1ms/cmCH1I：1V/cm图３3．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．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．实验中忽略了哪些影响因素？3．刚体转动惯量的测定实验中，要求满足的实验条件是什么？4．调整转动惯量仪时和实验时如何实现实验要求的条件？5．做本实验时有哪些注意事项？6．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2nln（n=1、2、3、…），相邻两个驻波振幅极大值之间的距离为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？实验13导热系数的测定1．热量的传递方式有哪些？导热系数的物理意义是什么？2．实验中采用什么方法来测量不良导体的导热系数？3．测量导热系数的方法是建立在什么定律基础上的？何谓温度梯度？热传导的快慢与什么因素有关？4．黄铜盘P的散热速率与哪些因素有关？5．为什么实验过程要尽量保持周围环境温度恒定不变？6．实验中如果求得的导热系数偏小，可能的原因有哪些？7．试分析“导热系数的测定”实验中产生误差的主要原因。图４图５ByBxzII图６A