物理实验习题与指导03

大学物理实验复习题一、基础知识部分（误差与不确定度、数据处理、基本测量与方法）（一）问答题1、什么叫测量、直接测量、间接测量？（看教材）2、什么叫随机误差？随机误差的特点是什么？（看教材）3、什么叫系统误差？系统误差的特点是什么？（看教材）4、下列情况哪些是属于随机误差，哪些是属于系统误差？(从定义角度考虑)（1）经校准的秒表的读数误差。（2）在20℃下标定的标准电阻，在30℃下使用引起的误差。（3）分光计实验中的偏心误差。（4）千分尺的“零点读数不为零”引起的误差。（5）读仪表时的视差。（6）因为温度的随机变化所引起的米尺的伸缩，而用该米尺测长所引起的误差。（7）水银温度计毛细管不均匀。（8）仪表的零点不准。5、什么叫误差、绝对误差、相对误差、视差、引用误差、回程误差、偏差、残差、示值误差、读数误差、估读误差、标准差？（查相关资料一般了解）6、误差的绝对值与绝对误差是否相同？未定系统误差与系统不确定度是否相同？（从定义出发）7、什么叫不确定度、A类不确定度、B类不确定度？（从定义出发）8、不确定度与不准确度是否相同？（看教材一般了解）9、什么叫准确度、正确度、精密度？（从打靶角度分析）10、对某量只测一次，标准误差是多少？（不变）11、如何根据系统误差和随机误差相互转化的特点来减少实验结果的误差？（如测金属丝的平均直径和直径的平均值）12、测量同一玻璃厚度，用不同的测量工具测出的结果如下，分析各值是使用哪些量具测量的？其最小分度值是多少？（自做答案）（1）2.4mm(2)2.42mm(3)2.425mm13、有一角游标尺主尺分度值为1°，主尺上11个分度与游标上12个分度等弧长，则这个游标尺的分度值是多少？（参考游标卡尺原理）14、逐差法使用的条件与优点是什么？（参考教材）15、使用贝塞尔公式的条件是什么？（等精度测量，n=3）16、数据处理时，为什么采用“小于五则舍、大于五则入、等于五则凑偶”的修约规则？（为使舍、入几率相等）17、如何从实验中测得的直线关系的x-y值求出该直线的斜率？（答案自做）18、作图规则和注意事项是什么？（看教材）19、什么叫有效数字？有效数字的位数如何取定？（看教材规定）20、不确定度的有效数字位数如何取？（看教材规定）21、用天平测量固体密度是有几种方法？分别适合什么样的物体？（自做答案）22、某长度测量值为１.２３５ｍ，则所用测量仪器是下列中的哪一种？为什么？１）千分尺２）５０分卡尺３）２０分卡尺４）米尺23、天平有哪几部分组成，使用时应注意什么，操作过程如何使用升降手柄？（看教材）（重点掌握）（二）填空题1．指出下列各数是几位有效数字.0.0001CM1.000132.72510980.12306CM/2S0.0300MA9.81.0070（4）2.1700×10-102．把下列各数取三位有效数字.１）１.０７５２）０.８６２４９３）２７.０５２４）８.９７１１０6５）３.１４１５６）０.００２００００结果：１）＿＿２）＿＿３）＿＿４）＿＿５）＿＿６）＿＿3．用正确表达式写出下列结果：１）Ａ＝１７０００１０００ｋｍ２）Ｂ＝１.００１７３００.０００５ｍ３）Ｃ＝１０.８００００.２ｃｍ４）Ｄ＝９９.５０.８２0Ｃ正确表达式为：１）＿＿２）＿＿３）＿＿４）＿＿4．单位变换：１）Ｌ＝（３４.８５０.０５）ｃｍ写成以ｍ．ｍｍ．ｍ．ｋｍ为单位．２）ｍ＝（２０１.７５００.００１）ｋｇ写成以ｇ．ｍｇ．ｔ为单位．5．根据有效数字运算规则改正错误（请将正确的运算结果写在括号内）：１）２１６０５－１.３２＝２１５.１８（）２）０.０２２１０.０２２１＝０.０００４８８４１（）３）４００１５００／１４２.６０－１１.６＝６０００００（）4）５２１.２２％＝１０.４（）5）９８.７５４＋１.３＝（）6）１０７.５０－２.５＝（）7）１１１０.１００＝（）8）２３７.５０.０１＝（）9）７６.００（４０.００－２.０）＝（）10）５０.０００（１８.３０－１６.３）／１０３－３.０（１.００＋０.００１）＝（）11）１０００.０（５.６＋４.４１２）／（７８.００－７７.０）１０.０００＝（）6．更正下面的结果表达式.（1）X=1.0350.02CM，更正为：＿＿（2）X=31065.432.43CM，更正为：＿＿（3）X=763.92+-4.58S，更正为：＿＿（4）V=3.4612×10-2cm/s±5.07×10-4cm/s写成。（5）M=1500kg±100kg写成。7．单位换算（1）A=90.0±0.2公顷=市亩。（1公顷=15市亩）（2）T=1.50±0.05min=S。8．写成科学表达式（1）据1982年6月30日我国第一次人口普查结果，我国除台湾省和港澳地区以外的人口为1031882511人。其不确定度为一百万人，则统计结果为。（2）某电荷q=(0.0000000004803±0.0000000000003)库仑9．物理天平有种砝码。若测量质量大约为95g的物体，其有效数字位数为。10．读数误差包括误差和误差。11．你使用过的千分尺的一个螺距为mm。转动附尺（套筒）上一个最小刻度表示主尺上mm。这个千分尺的分度值为。12．用停表测量一单摆周期，每次累积40个周期，测量结果为（40T）=36.04±0.02s，由此得单摆的周期T=±S。13．已知一个正方体的边长为a=10.00±0.02cm则其一个面的周长为4a的不确定度为；一个面积a2的绝对不确定度为立方体体积V=a3的绝对不确定度为。（由误差传递公式计算、重点掌握）14．误差的性质及产生的原因，可将误差分为＿＿＿，＿＿＿＿，＿＿＿＿．15．正态分布的偶然误差在S，S2，S3置信区间的置信概率分别是＿＿＿，＿＿＿＿，＿＿＿＿＿．（S为标准差）16．不确定度是其＿＿＿类分量和＿＿＿分类分量的＿＿＿；其中前者是用＿＿＿方法估算，后者是用＿＿＿方法估算．17．下列三个量中，＿＿＿的不确定度大，＿＿＿＿的不确定度小，＿＿＿的相对不确定度大．Ｘ1＝３４.９８０.０２（ｍｍ）Ｘ2＝０.４９８０.００２（ｍｍ）Ｘ3＝０.００９８０.０００２（ｍｍ）18、线涨系数的测量实验用＿＿法测定钢丝长度的微小伸长量;L;用＿＿法计算n。19．天平使用前必须调整，主要是调＿＿和＿＿＿。20．要测约２mＡ的电流，用下列那块表测量最合适Ａ表，级别０.２级量程１０mＡＢ表；级别０.５级量程３mＡＣ表，级别１.０级量程３mＡＤ表，级别０.５级量程７.５mＡＥ表，级别０.２级量程１.５mＡ21、量程是３０mＡ，有１５０个分度电流表，其指针指在１２０刻度处，电流值是＿＿＿(三)选择题1、为了验证单摆周期公式gT2是否正确，在摆幅很小的条件下，测得不同摆长下周期T的数据，作T2—图，问下列情况中哪一种结果就可以说单摆公式为实验所验证[]（1）T2—图是一条直线。（2）T2—图是一条过原点的直线。(3)T2—图是一条过原点的直线，并且其斜率为g/42。其中g为已知的当地的重力加速度的值。(4)以上三种说法中任意一种均可以。2、两把钢尺，尺A是在+20℃下校准的，尺B是在0℃温度下标准的，现在用这两把尺去测量一根钢轨的长度,钢轨和两把尺都是用同一种材料制做的测量结果尺A的读数为A，尺B的读数为B，则有[]（自做答案、重点掌握）（1）A〉B（2）A〈B（3）A=B（4）不能确定3、在上题中，该钢轨在+20℃时的长度为[]（1）A（2）B（3）二者都不是。4、某电阻的测量结果写成R=35.78±0.05Ω下列叙述中正确的是[](1)待测电阻值是35.73Ω或35.83Ω(2)待测电阻值在35.73Ω到35.83Ω之间(3)待测电阻值的真值包含在区间[35.73Ω-35.83Ω]内的概率为95%。5、用分度值为0.1°的温度计测物体的温度,可能的值是[](1)47℃(2)10.0℃(3)26.50℃(4)13.73℃6、用分度值为0.01mm的螺旋测微器测得物体的长度可能是[](1)0.46cm(2)0.5cm(3)0.461cm(4)0.4612cm7、下列标准差传递表达式中正确的是[]是常量)t()(Lt1)2(41,21)1(2t20L022L0LLLdLLd2120222222000)sin()()(sin)cos()()()21()4()h-g(hsin21)3(00hhhgRRhhgR8、下列说法正确的是[]（1）用天平称衡采取复称法是为了减小随机误差，所以取左称，右称质量的平均值作为测量结果，即m=(m左+m右)/2（2）用米尺测一长度两次，得10.53cm及10.54cm,因此,可计算测量误差为何0.01cm。（3）用单摆测得重力加速度g1=978±2cm/s2用自由落体测得g2=981.1±0.6cm/s2当地g的标准值g0=979.729cm/s2由此得知g2存在系统误差（表达式中为标准不确定度）9、某地重力加速度的值为979.729cm/s2有位同学用单摆分别测得g1=979±1cm/s2(标准不确定度),g2=977.2±0.2cm/s2(标准不确定度)在一般情况下,理解为这两种测量结果中[](1)g1的准确度高,精密度低,g2的准确度低,精密度高。(2)g1的精密度高,准确度低,g2的精密度低,准确度高。(3)g1的准确度,精密度高，g2的准确度,精密度低。(4)g1的准确度,精密度低,g2的准确度,精密度高。10、在相同的条件下，多次测量物体长度，得测量值为：10.99,10.90,10.97,10.95,10.93,10.96cm则其算术平均值及其标准差为[](1)10.90±0.01cm(2)10.95±0.01cm(3)10.90±0.03cm(4)10.95±0.09cm11、速度V等间距增加一固定数值，磨擦力F的数值如下：5.80,8.62,11.84,15.47,19.50,23.92,单位是10-2N,则F与V的关系可能是[](1)F=a0(2)F=a0+a1v(3)F=a0+a1v+a2v2(4)F=a0+a1v+a2v2+a3v3（a0、a1、a2、a3均为常量）。12、956.9100y的结果应取[]（1）1.02，（2）1.023(3)1.0232（4）1.02325(5)1.023248(6)1.0232479(四)计算题1、已知b)(a)/(2baabca和b的不确定度为△a和△b，则c的相对不确定度为多少？2、已知2sin)(21sinABAP，A和B的测量不确定度为△A和△B，计算P的不确定度△P？3、已知)2()(cdbcbfy,并测得a=3.1125cmb=10.001cmc=31.125cmd=1.0000cmf=6.0789cm求y=?4、用单摆公式gT2，通过测T求摆长，已知g的标准值，并测得T≈2秒，△T≈0.1秒,问要使的误差小于千分之一,测周期时至少应数多少个周期?5．管体积22214DDLV，管长L≈10cm，外径D1≈3cmD2≈2cm，问（1）哪个量的测量误差对结果影响较大？（2）如果用同一把游标卡尺进行测量，每次测量的标准偏差为0.005cm问要使结果的误差小于0.3%,应如何按排测量次数?6．用米尺测量一物体长度，多次测量所测得得数值为９８.９８ｃｍ，９８.９４ｃｍ，９８.９５ｃｍ，９８.９７ｃｍ，９９.００ｃｍ，试求其算术平均值及标准误差，并写出结果表达式．7．一个铝圆柱体，测得直径d＝（２．０４０．０１）cm，高度h＝（４０１２０．１１）cm，质量m=(149.180.05)g,求铝的密度以及绝对误差，相对误差，并写出结果表达式．8．用零点读数为０．０２１mm的外径千分尺测钢球的直径Ｄ，数据分别为：１５．０８０，１５．０７９，１５．０７６，