物理實驗緒論考試習題全.doc

物理實驗緒論考試模擬試題一、單項選擇題（共2分）1按有效數(shù)字運算法則，將1543 化作“”時有 （ b ） 位有效數(shù)字。a4位 b5位 c6位 d7位2已知常數(shù)e =2.718281828，測量量L=0.0023，N=2.73，則 (e-L)/N= （ a ） 。a0.995 b0.9949 c0.994 d1.003 （ d ） 。a0.05675 b0.056747 c0.05674 d0.05674 （ c ） 。a21.25 b21.2 c21 d225若，且E u(E) = (3.0000.002)V，V u(V) = (2.7500.002)V，則f u(f) = （a ） 。a(9.10.1)10-2 b(9.10.2)10-2 c(9.090.10)10-2 d(9.090.15)10-26物理量，則其相對不確定度是 （ c ） 。a bc d7樣本標準（偏）差（單次測量標準偏差）S (x)的計算公式是 （ a ） 。a b c d 8用作圖法處理數(shù)據(jù)時，為保證精度，至少應使坐標紙的最小分格和測量值的 （ a ） 相對應。a最后一位有效數(shù)字 b最后一位準確數(shù)字 c第一位有效數(shù)字 d第二位有效數(shù)字9利用自由落體運動，由公式 我們可測出重力加速度g的值。設測量環(huán)境的溫度為25，現(xiàn)用一把在20時校準的鋼尺測量高度h，又知測時間t的秒表比標準表走得稍快，若忽略其它誤差，則g的測量值有 （ b ） 。a正誤差 b負誤差 c正、負誤差部分抵償 d誤差的正、負不定 10某人用最小分度為1mm的米尺測得物體甲的長度為75.00cm，用精度為0.02mm的游標卡尺測得物體乙的長度為7.50mm，用千分尺測得物體丙的長度為0.750mm。對這三個測量結果的準確度，下列所述 （ d ） 是正確的。a甲乙=丙 c甲乙乙丙二、填空題（共2分）11用計算器算出圓柱體的轉動慣量J=645.0126 gcm2，平均值的不確定度u(J)=25.23875 gcm2，則Ju(J)= ( 6.5 0.2 )102 gcm2。12測得10個條紋間距的結果是10d=2.2276mm，平均值的不確定度u(10d)=9.52mm，則du(d)= ( 0.228 0.001 )mm。13誤差是 測量結果 與 客觀真值 之差，它與 真值 之比稱為相對誤差。第14題圖14如第14題圖所示游標卡尺的讀數(shù)為 8.175 （cm），該游標的儀器誤差D儀為 0.005 （cm）（按物理實驗課的簡化要求）。15用千分尺（精度0.01mm）測某金屬片厚度d的結果為i1234567di /mm1.5161.5191.5141.5221.5231.5131.517則測量結果應表述為du(d)= 1.518 0.003 mm。16用某多量程電流表（0.2級，3-15-75-150mA）測量電路中的電流，若待測電流I 10mA，其測量不確定度u(I ) = 0.02mA ；若I 70mA，則u(I ) = 0.09mA 。17某數(shù)字三用表測量電壓的準確度可表示為DV=0.05%Nx+3字。若電壓表的讀數(shù)為31.72V，則其不確定度u(V)= 0.03V （電壓表的滿度值為99.99V）。第20題圖18一根鋼絲，溫度每升高1，長度相對伸長。用這根鋼絲構成一個單擺，其周期（g為重力加速度，忽略擺球直徑的影響），則溫度升高10對周期產(chǎn)生的影響 。19已知f=lnR，Ru(R)=(36.010.01)，則f u(f)= 3.5838+ 0.0003 ， 0.00077 （相對不確定度保留兩位有效數(shù)字）。20如圖所示電路在接通電源開關之前，各電阻應置于所謂“安全位置”，即電阻R1應置于 （ b ） 端，電阻R2應置于 （ c ） 端。三、多項選擇題（共2分）21指出下列關于儀器誤差的敘述哪些是錯誤的（按物理實驗課的簡化要求）？（ bcd ）a千分尺的儀器誤差等于最小分度的一半b游標卡尺的儀器誤差等于游標精度的一半c磁電式儀表的儀器誤差= 等級%測量值d箱式電橋 22對滿足正態(tài)分布的物理量，下面的敘述哪些是正確的？（ abc ）a做任何一次測量，其結果將有68.3%的可能落在區(qū)間 A-s , A+s 內(nèi)b設某次測量結果為xi，則最終結果表述xi s (x)表示真值落在區(qū)間 xi -s (x), xi +s (x) 的概率為0.683c用報道測量結果比用xi s (x)報道結果的置信概率高d用xi s (x) 報道測量結果與用報道結果的置信概率是相同的23用一元線性回歸法處理數(shù)據(jù)時，下列哪些條件是必須滿足的？ （ ab ）a自變量的誤差可略 b因變量的的標準差大致相等c自變量等間隔測量 d自變量與因變量必須滿足線性關系y=a+bx24下列用逐差法處理數(shù)據(jù)的基本條件與主要優(yōu)點中，你認為哪些是正確的？（ bf ）a測量次數(shù)必須是偶數(shù) b只能處理線性函數(shù)或多項式函數(shù) c自變量必須等間隔測量 d計算比較簡便，且計算時有某種平均效果25下列哪些說法是準確的？ （ ad ）a實驗條件改變時，系統(tǒng)誤差和隨機誤差可相互轉化bA類不確定度反映隨機誤差的大小，B類不確定度則反映系統(tǒng)誤差的大小c如果被測量X服從正態(tài)分布，Xu(X)=6.330.02nm表示的真值出現(xiàn)在(6.31，6.35)nm范圍內(nèi)d精密度高，表示在規(guī)定條件下多次測量時，所得結果重復性較好26欲測直徑約4.5mm鋼球的體積V，要求單次測量的相對不確定度1，可選用下列哪些量具？ （ ）a米尺 b0.05mm卡尺 c0.02mm卡尺 d千分尺27下列哪些操作不符合電學實驗操作規(guī)程？（ ）a按回路接線法連接線路，一般將黑色導線連接到電源正極，紅色導線連接到電源負極b由于需要經(jīng)常調節(jié)滑線變阻器，所以應將其放在手邊c接通電源之前，滑線變阻器的滑動端應放到使接入電路的電阻最大的一端，亦即安全位置d實驗結束拆線時，仍要按接線的回路逐根拆除導線28下列哪些情況下可以只做一次測量？（ ad ）a因條件所限實驗現(xiàn)象無法重復b實驗者有其它事情，沒有足夠時間做多次測量c實驗者認為，在合成公式中若ua=0可減小不確定度，因而有意只測一次d實驗者所用測量儀器精度遠低于測量數(shù)據(jù)精度29某些系統(tǒng)誤差，當改變測量狀態(tài)時，誤差的大小和正負會隨機改變，取平均值便可抵償部分系統(tǒng)誤差，這種方法稱為系統(tǒng)誤差隨機化。試判斷下面的操作哪些屬于系統(tǒng)誤差隨機化？（ bc ）a用伏安法測電阻時，分別選取不同電壓和電流進行測量。b當太平兩臂不等長時，測得質量會存在系統(tǒng)誤差（設偏大），將待測物體與砝碼交換位置再測一次，測得結果將出現(xiàn)反向誤差（偏小），取兩次測量結果的平均值便可消除此誤差。c測正方體體積時，分別測量正方體不同方位的邊長a，取其平均值，由公式計算體積。d測正方體體積時，分別測量三個方位的邊長a、b、c，用公式V=abc計算體積。30下面關于誤差的敘述哪些是錯誤的？（ bcd ）a誤差是測量值對真值的絕對偏離，它既有大小又有方向（正負）b誤差可以用統(tǒng)計方法計算出來c誤差表示真值可能出現(xiàn)的范圍d誤差隨實驗次數(shù)的增加而減小，因此若測量次數(shù)為無窮大，便可從理論上得到真值物理實驗緒論考試模擬試題（第四題答案）四、計算題（共4分）31動態(tài)法測彈性模量的計算公式為 ，測量后算得f =(897.51.04)Hz，l=(150.10.16)mm，m =(37.870.029)g，d =(5.9980.0048)mm，試給出E測量結果的正確表述，要求寫出完整的數(shù)據(jù)處理過程。（為避免計算過程的誤差累積，不確定度按中間結果提供，其有效數(shù)字均多保留了12位）解： （N/m2）（數(shù)值計算正確0.5分） （共1.5分，其中公式1分，結果0.5分）（N/m2） （結果0.5分）最后結果表述 Eu(E)=(1.2810.007)1011（N/m2） 單位還可為Pa、kg/ms2（結果正確表述1.5分，其中取位0.5分，對齊0.5分，單位0.5分）32彈簧振子的周期T與振子質量m的關系為，其中m0是所謂彈簧的等效質量（未知）。實驗測得T與m的關系列于下表：（Dm=0.0001kg，DT=0.0001s）i12345678910m /kg0.12400.14400.16400.18400.20400.22400.24400.26400.28400.3040T /s1.24461.28241.32221.36011.39591.43151.46471.49921.53231.5643試用一元線性回歸法計算倔強系數(shù)k。要求寫出完整的數(shù)據(jù)處理過程，并給出最終結果表述。解： 由公式 得 （公式推導0.5分）由于T2精度較高，故令 x T2，y m ，即 （變量選擇0.5分）設 y=a+bx ， 顯然有 ，于是得 k=4p2b （k用回歸系數(shù)表示0.5分）i12345678910m /kg0.12400.14400.16400.18400.20400.22400.24400.26400.28400.3040T /s1.24461.28241.32221.36011.39591.43151.46471.49921.53231.5643T2 /s21.54901.64451.74821.84991.94852.04922.14532.24762.34792.4470則 (s2/kg) 0.999985 （b結果0.3分，r結果 0.2分）0.00039 (s2/kg)又 0.000064 (s2/kg) 顯然可略即 k= 4p2b= 43.1415920.200127.9003(kg/s2) （k結果0.5分）u(k)= 4p2u(b)= 4p2ua(b)=0.01549 （不確定度計算0.5分）故最終結果表述為 k u(k)= 7.900.02 (kg/s2) （表述1分）若取 x m，y T2，則有 ，即 由此算得 b=4.99691，k=7.90056 (kg/s2)，u(k)= 0.01549，最終結果仍為 k u(k)=7.900.02 (kg/s2) 此做法除扣變量選擇0.5分外，其余仍按上述原則逐項評分。33彈簧振子的周期T與振子質量m的關系為，其中m0是所謂彈簧的等效質量（未知）。實驗測得T與m的關系列于下表：（Dm=0.0001kg，DT=0.0001s）i12345678910m /kg0.12400.14400.16400.18400.20400.22400.24400.26400.28400.3040T /s1.24461.28241.32221.36011.39591.43151.46471.49921.53231.5643試用逐差法計算倔強系數(shù)k。要求寫出完整的數(shù)據(jù)處理過程，并給出最終結果表述。解： 由公式 得 （公式推導0.5分）令 xm，yT2 ，并設y=a+bx ，顯然有 ，于是得 （k公式0.5分）i12345678910m /kg0.12400.14400.16400.18400.20400.22400.24400.26400.28400.3040T /s1.24461.28241.32221.36011.39591.43151.46471.49921.53231.5643T2 /s21.54901.64451.74821.84991.94852.04922.14532.24762.34792.4470由所給數(shù)據(jù)算得：i12345平均Dm /kg0.10000.10000.10000.10000.10000.1000DT2 /s20.50020.50080.49940.49810.49850.49938 （列表0.5分） 則 (kg/s2) （k計算結果0.5分）若取p=3. 14，則k=7.89742；若取p=3. 142，則k=7.90749ua(DT2) =0.000505(s2) 0.000163(s2) 0.000531(s2) ua(m) =0 (kg) 0.02432 （不確定度共1分，其中公式0.5分，結果0.5分）故最終結果表述為 k u(k)= 4.910.02 (kg/s2) （表述1分）34彈簧振子的周期T與振子質量m的關系為，其中m0是所謂彈簧的等效質量（未知）。實驗測得T與m的關系，且算出T2值一并列于下表： i12345678m /kg0.12400.14400.16400.18400.20400.22400.24400.2640T /s1.2441.2861.3231.3611.3951.4301.4671.500T2 /s21.5481.6541.7501.8521.9462.0452.1522.250試用作圖法計算倔強系數(shù)k