大学物理实验_陶纯匡_六实验试题及答案

大学物理实验（04-05学年上期）一、填表：根据下表中单次测量的记录（但原始记录可能有错），正确地填写表中的空格项。（每空1分，共10分）仪器名称量程最小量估读误差原始记录正确的完整表达式20分度的游标尺0~125mm67.81mm温度计(1/2估读)0~100oC1oC58.3oC分光计0~360156．8测微目镜0~8mm0.01mm5.72mm二、填空：（每空1分，共50分）1.不确定度是指由于------------------------的存在而对---------------------不能肯定的程度，它是对被测量的----------------------所处的量值范围的评定。2.从仪器上直接读得的----------------数字和估计得到的--------位-------------数字统称为有效数字，有效数字位数的多少反映了测量精度的----------------。第一个非零数字前的零-----------------有效数字。一个物体的长度约为30mm，当分别用米尺（1/5估读）、50分度的游标尺和螺旋测微计测量时得到的有效数字位数依次是--------------位、------------位、--------------位。3.迈克尔逊干涉环和牛顿环干涉都是用-----------------------法获得双光束的干涉，它们的区别在于前者的中心级次----------，后者的中心级次------------，按干涉区域是否确定划分，前者属于--------------------干涉，后者属于----------------------------干涉。4.均匀的圆盘、圆环和圆柱的质量皆为400克，皆绕自身中心转轴转动，其中圆盘的半径为80mm，转动惯量为I1；圆环的外径为80mm，内径为70mm，转动惯量为I2；圆柱的半径为50mm，转动惯量为I3。则它们的大小关系是I1-------------I2；I1---------------I3。5.扬氏弹性模量是反映固体材料-------------------------------------------------------的物理量，光杠杆的作用是--------------------------------------，测量前悬挂两个砝码的目的是----------------------------。6.电位差计调节的三个基本步骤是：(1)----------------------------(2)-----------------------------------(3)------------------------。测量的精度依赖于----------------------和------------------------以及高灵敏度的------------------------------。7.灵敏电流计可以测定的电流范围一般为----------------------------A；它和一般的磁电式仪表的不同在于用----------------指针代替了机械式指针，用-------------------------来悬挂磁场中的线圈。8.用静态法测基本电荷时，若极板间有电压，油滴静止，则油滴所受的------------------------------和--------------------------平衡（不计空气浮力）。9.使磁感应强度B=0所加的反向磁场HC称为铁磁材料的--------------------------；磁场强度H=0时的磁感应强度Br称为铁磁材料的------------------------。10．电子示波器是观察----------------------和---------------------的关系图象的仪器；欲显示周期变化电压的波形，需将被测信号加在-------------偏转板上；要想获得稳定的波形，--------------------信号的周期应是被测信号周期的----------------倍。11．分光计是测量--------------------的仪器，它对称地设计两个游标的目的是为了消除-------------------------。12．光栅和三棱镜都是----------------光元件。光栅衍射时，同级红光的衍射角------------（大、小）于绿光的衍射角；棱镜折射时，在入射角相等的情况下，蓝光的折射角------------（大、小）于绿光的折射角。13．单缝衍射属于----------------------衍射，实验中仪器调节的总要求是各光学元件-----------------------；若缝宽为b，入射光波长为λ，衍射角为θ，则形成暗纹的条件为：--------------------。14．声波在液体中传播时会引起液体密度呈-------------------的变化而形成液体声场，当光通过该声场时，相当于通过一个-----------------------并发生衍射，这种衍射叫做--------------------。三、复合选择题：（每题完全选对给2分，共20分）1.牛顿环是一种：答案（）(A)里疏外密的干涉条纹；(B)等倾干涉条纹；(C)等厚干涉条纹；(D)等间距的干涉条纹。2.欲测50μA的电流,为使误差最小，应选用的电表是：答案（）(A)量限Im=1000μA,K=0.5级；(B)量限Im=500μA,K=1.0级；(C)量限Im=150μA,K=1.5级；(D)量限Im=100μA,K=2.5级。3.用单臂电桥测电阻时，如果出现了下述情况，仍能进行正常测量的情况有:答案（）(A)检流计支路不通（断线）；（B）有一个桥臂阻值恒为“0”(C)有一个桥臂阻值为“无穷大”；（D）电源正负极性调换了。4.用三线摆测圆环的转动惯量时，本应使圆环与圆盘的圆心重合，若圆环的圆心有点偏离，则测出的圆环转动惯量：答案（）(A)偏大；(B)偏小；(C)不一定；(D)相同。5.逐差法处理数据的基本条件和主要优点有：答案（）。(A)等差级数的数据序列；(B)可变换成等差级数的数据序列；(C)任何多次测量的数据序列，充分利用所测数据减少系统误差；(D)充分利用所测数据并减少偶然误差。6.若一个未知电阻的阻值在200~250之间，当用单臂电桥尽量准确地测量其阻值时，比率臂应选择：答案（）（A）10档；（B）0.1档；（C）100档；（D）0.01档。7.分光计测量玻璃折射率实验中的最小偏向角是：答案（）(A)折射角；(B)三棱镜某条棱的二面角；(C)反射角；(D)主截面内的一个角。8.分光计调节好的标志有：答案（）(A)平行光管能产生平行光；(B)平行光管和望远镜的主光轴共线；(C)望远镜能接收平行光；(D)载物台面与仪器中心转轴垂直。9.钢丝扬氏模量的大小与下列哪些因素有关：答案（）(A)所受外力的大小；(B)材料的外形、尺寸；(C)材料的成分；(D)钢丝的形变量。10.关于灵敏电流计的研究实验下列说法正确的是：答案（）(A)双刀双掷开关的作用是改变电流方向；(B)当外电路断路时，线圈会很快地静止在平衡位置；(C)控制线圈阻尼状态一般采用适当改变外加电压的方法；(D)实验中进行对称测量的目的在于消除“零”位误差。四、设计题：请根据干涉原理，利用钠光灯、读数显微镜、牛顿环装置，设计一个测量待测液体折射率的方案。（共10分）要求：画出实验光路图（5分），写出基本原理和步骤（5分）。五、计算题：（共10分）有一圆柱形工件，现用50分度的游标尺对其长度L进行测量，获得下表的数据。请计算长度L的算术平均值_L、A类不确定度SL、B类不确定度UL以及合成总不确定度ΔUL，写出L的完整表达式。(Δ仪=0.02mm，P=99%时，传递因子t(r)=3.5)测量次数12345678长度L(mm)10.049.969.9410.0810.029.989.9210.06大学物理实验试题答案（04-05学年上期）一、填表：（每空1分，共10分）仪器名称量程最小量估读误差原始记录正确的完整表达式20分度的游标尺0~125mm0．05mm0．05mm67.81mm67.80±0.05mm温度计(1/2估读)0~100oC1oC0.558.3oC58.3(5)±0.5oC分光计0~3601’1’156．815648’±1’测微目镜0~8mm0.01mm0.001mm5.72mm5.720±0.001(5)mm二、填空：（每空1分，共50分）1．测量误差，测量结果，真值。2．可靠，一，可疑，高低，不是，3，4，5。3．分振幅法，高，低，定域，非定域。4．小于（）；大于（）。5．抵抗外力形变能力大小，光放大（放大），拉直钢丝。6．机械调零，工作电流标准化，测量，标准电池，标准电阻，检流计。7．10-6~10-11，光，张丝（弹性悬丝）。8．重力，电场力。9．矫顽磁力，剩磁。10．电压，时间，Y（纵向），扫描，整数。11．角度，偏心差。12．分光，大，小。13．夫琅禾费（远场），等高共轴，bsinθ=±Kλ（其中K为整数）。14．疏密相间，衍射光栅（光栅），声光衍射。三、复合选择题：（每题完全选对给2分，共20分）题号12345678910答案A，CCDAA，B，DBDA，B，C，DCA，D四、设计题：画出实验光路图（5分），写出基本原理和步骤（5分）4．由于牛顿环中心包含若干级次，K实际不可知，故测出第K和第K+1级暗环的半径，则有：221KKDDRn（1分）。代入波长λ和凸透镜曲率半径R的值即可求出折射率n来。五、计算题：（共10分）1.L的算术平均值：(公式0.5分，结果0.5分）mmLKLKii00.10)06.10...04.10(81112.A类不确定度：（公式1分，代入数据1分，结果1分）mmLLKKrtSiKiiL）或或或（或07.008.0710.0730.0072.0])00.1006.10(...)00.1004.10[()18(815.3)()1(1)(8122213．B类不确定度：（公式1分，结果1分）eoRDK（一）实验光路图：光路正确给3分，标出O、R、e、DK各给0.5分（可以用其它符号表示）。（二）原理和步骤：1．如图，把折射率为n的待测液体装入牛顿环的平凸透镜与平板玻璃之间（1分），当波长为λ的光垂直入射牛顿环时，对应第k级暗环有：2)12(22Kne。即：eKn2（1分）。2．设第K级暗环半径为DK，凸透镜曲率半径为R，则有：222)(ReRDK，因为R远大于e，所以，Re22KD（1分）。3．根据以上公式，可得出：2KDRKn（1分）。)02.001.0012.0302.03mmUmmmmULL仪仪或（或4．合成总不确定度：（公式1分，结果1分）mmUSULLL)09.0082.080.0(075.002.0072.0()(2222或或或5．完整表达式（公式0.5分，结果0.5分，单位0.5分，置信概率0.5分）：%99)09.008.0(07.000.10PmmULLL或或本试题纸考后回收,考生不得在试题纸上作任何标记,违者作弊处理分光计实验操作试题（一）题目：利用分光计测量三棱镜的最小偏向角（50分）要求：一请写出分光计调节中对平行光管和望远镜的具体调节要求（也即最终调节状态）1．望远镜调节两个基本要求。2．平行光管调节两个基本要求。二请将下列分光计具体调节步骤前面的字母按照分光计正确的调节顺序排列：A调节平行光管狭缝在望远镜视场中的位置B在望远镜视场中找到三棱镜两光学面反射的十字光并调整到正确的位置C调节平行光管狭缝像清晰及宽度D调节望远镜物镜焦距E调节望远镜目镜焦距F目测粗调三实验操作，要求如下：1、调整分光计使其符合第一题所述的正确的调节