大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)考試復(fù)習(xí)資料

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)考試復(fù)習(xí)資料實(shí)驗(yàn)緒論官方知識(shí)1、在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，一切物理量都是通過測量得到的。一個(gè)測量數(shù)據(jù)不同于一個(gè)數(shù)值，它是由數(shù)值和單位兩部分組成的。2、不確定度歸為兩大類：A類不確定度是指用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算出的測量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，用符號(hào)uA表示；B類不確定度是指用非統(tǒng)計(jì)方法評(píng)定的不確定度用符號(hào)uB表示；總不確定度U=。在物理實(shí)驗(yàn)中，單次測量的總不確定度為U=uB。4、測量次數(shù)有限時(shí)，K次測量中A類不確定度公式。5、設(shè)間接測量量N是k個(gè)直接測量量的函數(shù)，。各直接測量量的總不確定度分別為,則，N的總不確定度為：6、可靠數(shù)字和可疑數(shù)字合起來，稱為有效數(shù)字。7、在運(yùn)算過程中，可能會(huì)碰到－些常數(shù)，如、g之類，一般認(rèn)為常數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)有無窮多位；而在實(shí)際運(yùn)算中，取這些常數(shù)與測量位數(shù)最多的有效數(shù)字的位數(shù)相同。例如：圓周長，當(dāng)R=2.356mm時(shí)，此時(shí)應(yīng)取3.142。8、列舉四種常見的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)方法：1.列表法；2.作圖法；3.逐差法；4.最小二乘法(線性回歸).10、物理實(shí)驗(yàn)中作圖法處理數(shù)據(jù)時(shí)有曲線改直的重要技巧：①y=axb（a、b為常量）型：橫坐標(biāo)取xb縱坐標(biāo)取y；②xy=a（a為常量）型：橫坐標(biāo)取1/x縱坐標(biāo)取y；③y=ae-bx（a，b為常量）型：橫坐標(biāo)取x縱坐標(biāo)取lny。答案：xlny與Y軸的交點(diǎn)斜率指出下列各測量量為幾位有效數(shù)字：(1)m＝0.450×104kg：3位；(2)m＝4500g：4位。三、按有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則計(jì)算：（1）已知lg1.983＝0.297322714，則lg1983取成3.2973；（小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)和真數(shù)的位數(shù)相同）（2）已知106.25＝1778279.41，取成；（和指數(shù)的小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)相同）100.0035＝1.00809161，取成1.008。（3）×(4.0)2＝50。（和最少的位數(shù)相同）（4）分光計(jì)實(shí)驗(yàn)中將會(huì)用到三角函數(shù)有效數(shù)字取舍的問題：應(yīng)取成0.5000；（讀到1分時(shí)，取4位有效數(shù)字）查表可知＝0.938070461，應(yīng)取成0.9381。四、將下式中錯(cuò)誤或不當(dāng)之處改正過來：(1)L＝115cm＝1150mm：改正：L＝115cm＝1.15×103mm：（改變物理量的單位時(shí)，有效數(shù)字的位數(shù)不能改變?。?2)α＝(1.71×10–56.31×10–7)°C–1改正：α＝(1.710.07)×10–5°C–1（不確定度要和數(shù)值的末位對(duì)齊）五、下列測定值寫成科學(xué)記數(shù)法：(1)x＝(170000.1×104)km：答：x＝(1.70.1)×104km：(2)T＝(0.0017300.00005)s：答：T＝(1.730.05)×10-3s：六、用△ins=0.3s的秒表測一單擺的周期(單位為秒)，每次連續(xù)測50個(gè)周期的時(shí)間為:100.6，100.9，100.8，101.2，100.4，100.2，求周期的算術(shù)平均值，總不確定度，寫出結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)形式。解：測量次數(shù)12345650個(gè)周期的時(shí)間Ti100.6100.9100.8101.2100.40.550個(gè)周期的時(shí)間平均值：（結(jié)果取4位，和測量數(shù)據(jù)位數(shù)相同）A類不確定度：（t（t為分布因子, K為測量次數(shù)）B類不確定度:uB=0.3s總不確定度：U==0.485=0.5s（一般取1位）50個(gè)周期的時(shí)間：1個(gè)周期的時(shí)間：相對(duì)不確定度：（一般取1位）七．測得一個(gè)銅塊的長、寬、高分別為：a＝(2.03520.0004)cm，b＝(1.54020.0001)cm，c＝(1.24350.0003)cm，質(zhì)量為m＝(30.180.02)g，試計(jì)算銅塊密度。解：相對(duì)不確定度：E==0.0775%=0.08%（一般取1位）結(jié)果：（末位對(duì)齊）八、，M＝236.1240.002g，D＝2.3450.005cm，H＝8.210.01cm，計(jì)算N的結(jié)果及不確定度。解：=6.65（位數(shù)和最少的H相同）九、已知一質(zhì)點(diǎn)作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在不同時(shí)刻測得質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度如下：時(shí)間t(s)1.002.504.005.507.008.5010.00速度v(cm/s)26.3328.6230.7033.1035.3537.2839.99作v—t圖，并由圖中求出：(1)初速度v0；(2)加速度a；(3)在時(shí)刻t＝6.25s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度。解：（1）作圖時(shí)應(yīng)注意使最終的曲線盡可能的占滿全部坐標(biāo)紙。(作圖略)反向延長線和縱軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為v0v0=25.04cm/s;(2)在直線上任意取兩點(diǎn)（表中數(shù)據(jù)除外），由圖中直線找出其坐標(biāo)，則（3）。自己總結(jié)非官方知識(shí)有指針或刻度的儀器：最小刻度以下再估讀一位。幾個(gè)數(shù)相加減時(shí)，最后結(jié)果的有效數(shù)字尾數(shù)要和參加運(yùn)算的各因子中尾數(shù)最靠前的因子取齊，即“尾數(shù)靠前對(duì)齊”。幾個(gè)數(shù)相乘除，結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)與參與運(yùn)算的諸因子中有效數(shù)字位數(shù)最少的一個(gè)相同，即“位數(shù)取齊”。特殊情況比最少者多（少）一位。34.5/12=2.9經(jīng)過乘方和開方后，所的數(shù)字的有效數(shù)字與底數(shù)的相同×(4.0)2＝50。對(duì)數(shù)與真數(shù)的位數(shù)相同，指數(shù)與指數(shù)的小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)相同三角函數(shù)一般取4位有效數(shù)字當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)較多時(shí)，進(jìn)行取舍一般采用1/2修約規(guī)則。(1)需舍去部分的總數(shù)值大于0.5時(shí)，所留末位需加1，即進(jìn)。(2)需舍去部分的總數(shù)值小于0.5時(shí)，末位不變，即舍。(3)需舍去部分的總數(shù)值等于0.5時(shí)，所留部分末位應(yīng)湊成偶數(shù)。即末位為偶數(shù)(0,2,...)，數(shù)字舍去；末位為奇數(shù)(1,3,...)，數(shù)字入進(jìn)變?yōu)榕紨?shù)。修約成4位有效數(shù)字3.14159→3.1426.378501→6.3792.71729→2.7174.51050→4.5103.21650→3.2165.6235→5.624不確定度t/根號(hào)n一般是1，n在6-10之間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效數(shù)字由不確定度確定。有效數(shù)字的末位與不確定度對(duì)齊。五十分度游標(biāo)尺，游標(biāo)上50格的寬度同主尺上49格的寬度相同螺旋測微器又稱千分尺，它的測量精度為0.01毫米圖示為分光計(jì)的結(jié)構(gòu)圖，圖中A表示載物臺(tái)，B表示平行光管讀數(shù)顯微鏡的構(gòu)造如圖所示，其中M為半透半反鏡S為鈉燈光源《單縫衍射實(shí)驗(yàn)》單縫衍射儀測量衍射條紋（暗條紋）之間的距離L時(shí)，為什么目鏡的讀數(shù)鼓輪只能向一個(gè)方向移動(dòng)？答：由于螺母套管和測微絲桿之間有間隙，因此在進(jìn)行測量時(shí)，讀數(shù)鼓輪只能向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，也就是測微望遠(yuǎn)鏡只能向一個(gè)方向移動(dòng)，否則將由于轉(zhuǎn)動(dòng)測微桿空轉(zhuǎn)而測微望遠(yuǎn)鏡并不移動(dòng)，產(chǎn)生很大測量誤差。敘述測量狹縫寬度的實(shí)驗(yàn)過程？當(dāng)狹縫過寬或過窄時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？

答：當(dāng)狹縫過寬時(shí)，衍射條紋將變粗，相互靠近的條紋無法分開，在測量時(shí)難以確定條紋的中心位置。當(dāng)狹縫過窄時(shí)，將看不見衍射條紋，因而無法測量?！队门[法測定物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量》智能轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)是一個(gè)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)過程，若物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論值與測量值相差過大，則可能的原因有哪些？（至少要寫出兩種）答：（1）轉(zhuǎn)軸不與地面垂直（2）操作失誤；如數(shù)錯(cuò)周期次數(shù)（3）計(jì)算錯(cuò)誤，尤其是彈簧的K值（4）部分理論公式作了近似，如忽略了轉(zhuǎn)軸連接處的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等老師的答案1）轉(zhuǎn)軸有摩擦力；2）扭矩和偏轉(zhuǎn)角必須線性關(guān)系才是簡諧振動(dòng)，實(shí)際測量中轉(zhuǎn)角太大和太小都不是簡寫振動(dòng)從而引起誤差。測圓盤的擺動(dòng)周期，求得圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其他物體需放在圓盤上，測得共同的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，減去圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，得到該物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。測勻質(zhì)圓柱的擺動(dòng)周期，求得其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，繼而求得彈簧的K值，以便于求其他物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。目的：確定扭轉(zhuǎn)常數(shù)K原因：測載物盤周期T1由于K未知算不出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J1

載物盤+圓柱周期T2，總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J2，而J2-J1就是圓柱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，圓柱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有理論值，這樣就可以算出扭轉(zhuǎn)常數(shù)K《補(bǔ)償法與直流電位差計(jì)》在本實(shí)驗(yàn)的定標(biāo)和測量兩步中，若無論怎樣調(diào)節(jié)活動(dòng)頭C，D，電流計(jì)的指針總是向一邊偏轉(zhuǎn)，分析可能原因。答：1.總電源正負(fù)極性接反2.接觸不良3.D段長度過大4檢流計(jì)回路的電池接反5總電源沒接好為什么要有調(diào)整工作電流這一步驟？1.方便計(jì)數(shù)2.為了校正電勢讀數(shù)刻度。讓單位長度電阻絲上的壓降為常數(shù)，這樣通過測量長度就可以算出電壓《霍爾效應(yīng)》在實(shí)驗(yàn)中，需用公式來計(jì)算材料的霍爾系數(shù)，試問公式中的是如何算出的？作圖求斜率霍爾效應(yīng)的副效應(yīng)有哪些？如何消除？不等勢電壓V0溫差電效應(yīng)引起的附加電壓熱磁效應(yīng)直接引起的附加電壓熱磁效應(yīng)產(chǎn)生的溫差引起的附加電壓VRL由換向開關(guān)控制，改變工作電流Is和磁場B的方向，測出4個(gè)電壓值，求平均值。VH是霍爾原件上的霍爾電壓，V是電流方向上的電阻引起的電壓?！队秒娨曪@微油滴儀測電子電荷》在本實(shí)驗(yàn)中，要求的在選擇油滴時(shí)，既不能太大也不能太小，試說明原因。太大的油滴必須帶較多的電荷才能平衡，下落太快，不易測準(zhǔn)，太小的油滴由于熱擾動(dòng)和布朗運(yùn)動(dòng)，容易產(chǎn)生漂移，漲落很大，產(chǎn)生測量誤差，選擇那些質(zhì)量適中而帶電量不太多油滴才是可取的。第4：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的主要誤差我認(rèn)為是1）油滴平衡電壓測的不準(zhǔn)，2）手工及時(shí)也有誤差。當(dāng)然不同的儀器會(huì)有不同的原因*如果平行板不水平，則測量出來的電量是偏小，因?yàn)閙g=qu/d, 同樣的電量需要更大的電壓，這樣測量出的電量偏小?！妒静ㄆ鞯氖褂谩犯鶕?jù)示波器面板按鍵/旋鈕狀態(tài)圖。確定示波器狀態(tài)設(shè)置是否有錯(cuò)誤？如果有錯(cuò)誤請描述正確的設(shè)置；并結(jié)合屏幕的圖象，按照要求完成下表。怎么用示波器測量正弦信號(hào)的頻率？1）將示波器探頭測試跳到ac模式2）連接示波器探頭和信號(hào)源3）在測量里面選擇測試頻率4）將時(shí)間軸調(diào)到適合的長度y方向輸入未知信號(hào)，x輸入信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的頻率，直至出現(xiàn)穩(wěn)定的李薩如圖形，根據(jù)圖形橫向縱向頻率比算出位置信號(hào)頻率如何利用示波器測量正選撥的頻率？未知信號(hào)接y，x為示波器掃描信號(hào)，調(diào)節(jié)水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)使在示波器上顯示出完整的正弦波圖形。數(shù)一個(gè)周期正弦波的網(wǎng)格數(shù)N，N乘水平掃描因數(shù)就是正弦波的周期，周期的倒數(shù)就是頻率《分光計(jì)的調(diào)整和衍射光柵》1.

光柵方程中（a+b）為光柵常數(shù)，為入射光波長，Ｋ為明條紋級(jí)數(shù),為第Ｋ級(jí)明條紋的衍射角。的測定（以Ｋ=1為例）方法為：測出零級(jí)中央明條紋左邊第一級(jí)（k=―1）的明條紋所對(duì)應(yīng)的偏角