大学物理实验考试复习资料

大学物理实验考试复习资料实验绪论官方知识1、在科学实验中，一切物理量都是通过测量得到的。一个测量数据不同于一个数值，它是由数值和单位两部分组成的。2、不确定度归为两大类：A类不确定度是指用统计方法计算出的测量值的标准偏差，用符号uA表示；B类不确定度是指用非统计方法评定的不确定度用符号uB表示；总不确定度U=。在物理实验中，单次测量的总不确定度为U=uB。4、测量次数有限时，K次测量中A类不确定度公式。5、设间接测量量N是k个直接测量量的函数，。各直接测量量的总不确定度分别为,则，N的总不确定度为：6、可靠数字和可疑数字合起来，称为有效数字。7、在运算过程中，可能会碰到－些常数，如、g之类，一般认为常数的有效数字位数有无穷多位；而在实际运算中，取这些常数与测量位数最多的有效数字的位数相同。例如：圆周长，当R=2.356mm时，此时应取3.142。8、列举四种常见的实验数据方法：1.列表法；2.作图法；3.逐差法；4.最小二乘法(线性回归).10、物理实验中作图法处理数据时有曲线改直的重要技巧：①y=axb（a、b为常量）型：横坐标取xb纵坐标取y；②xy=a（a为常量）型：横坐标取1/x纵坐标取y；③y=ae-bx（a，b为常量）型：横坐标取x纵坐标取lny。答案：xlny与Y轴的交点斜率指出下列各测量量为几位有效数字：(1)m＝0.450×104kg：3位；(2)m＝4500g：4位。三、按有效数字运算规则计算：（1）已知lg1.983＝0.297322714，则lg1983取成3.2973；（小数点后的位数和真数的位数相同）（2）已知106.25＝1778279.41，取成；（和指数的小数点后位数相同）100.0035＝1.00809161，取成1.008。（3）×(4.0)2＝50。（和最少的位数相同）（4）分光计实验中将会用到三角函数有效数字取舍的问题：应取成0.5000；（读到1分时，取4位有效数字）查表可知＝0.938070461，应取成0.9381。四、将下式中错误或不当之处改正过来：(1)L＝115cm＝1150mm：改正：L＝115cm＝1.15×103mm：（改变物理量的单位时，有效数字的位数不能改变！）(2)α＝(1.71×10–56.31×10–7)°C–1改正：α＝(1.710.07)×10–5°C–1（不确定度要和数值的末位对齐）五、下列测定值写成科学记数法：(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的秒表测一单摆的周期(单位为秒)，每次连续测50个周期的时间为:100.6，100.9，100.8，101.2，100.4，100.2，求周期的算术平均值，总不确定度，写出结果的标准形式。解：测量次数12345650个周期的时间Ti100.6100.9100.8101.2100.40.550个周期的时间平均值：（结果取4位，和测量数据位数相同）A类不确定度：（t（t为分布因子, K为测量次数）B类不确定度:uB=0.3s总不确定度：U==0.485=0.5s（一般取1位）50个周期的时间：1个周期的时间：相对不确定度：（一般取1位）七．测得一个铜块的长、宽、高分别为：a＝(2.03520.0004)cm，b＝(1.54020.0001)cm，c＝(1.24350.0003)cm，质量为m＝(30.180.02)g，试计算铜块密度。解：相对不确定度：E==0.0775%=0.08%（一般取1位）结果：（末位对齐）八、，M＝236.1240.002g，D＝2.3450.005cm，H＝8.210.01cm，计算N的结果及不确定度。解：=6.65（位数和最少的H相同）九、已知一质点作匀加速直线运动，在不同时刻测得质点的运动速度如下：时间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图，并由图中求出：(1)初速度v0；(2)加速度a；(3)在时刻t＝6.25s时质点的运动速度。解：（1）作图时应注意使最终的曲线尽可能的占满全部坐标纸。(作图略)反向延长线和纵轴的交点的纵坐标即为v0v0=25.04cm/s;(2)在直线上任意取两点（表中数据除外），由图中直线找出其坐标，则（3）。自己总结非官方知识有指针或刻度的仪器：最小刻度以下再估读一位。几个数相加减时，最后结果的有效数字尾数要和参加运算的各因子中尾数最靠前的因子取齐，即“尾数靠前对齐”。几个数相乘除，结果的有效数字位数与参与运算的诸因子中有效数字位数最少的一个相同，即“位数取齐”。特殊情况比最少者多（少）一位。34.5/12=2.9经过乘方和开方后，所的数字的有效数字与底数的相同×(4.0)2＝50。对数与真数的位数相同，指数与指数的小数点后的位数相同三角函数一般取4位有效数字当实验结果的有效数字位数较多时，进行取舍一般采用1/2修约规则。(1)需舍去部分的总数值大于0.5时，所留末位需加1，即进。(2)需舍去部分的总数值小于0.5时，末位不变，即舍。(3)需舍去部分的总数值等于0.5时，所留部分末位应凑成偶数。即末位为偶数(0,2,...)，数字舍去；末位为奇数(1,3,...)，数字入进变为偶数。修约成4位有效数字3.14159→3.1426.378501→6.3792.71729→2.7174.51050→4.5103.21650→3.2165.6235→5.624不确定度t/根号n一般是1，n在6-10之间。实验结果的有效数字由不确定度确定。有效数字的末位与不确定度对齐。五十分度游标尺，游标上50格的宽度同主尺上49格的宽度相同螺旋测微器又称千分尺，它的测量精度为0.01毫米图示为分光计的结构图，图中A表示载物台，B表示平行光管读数显微镜的构造如图所示，其中M为半透半反镜S为钠灯光源《单缝衍射实验》单缝衍射仪测量衍射条纹（暗条纹）之间的距离L时，为什么目镜的读数鼓轮只能向一个方向移动？答：由于螺母套管和测微丝杆之间有间隙，因此在进行测量时，读数鼓轮只能向一个方向旋转，也就是测微望远镜只能向一个方向移动，否则将由于转动测微杆空转而测微望远镜并不移动，产生很大测量误差。叙述测量狭缝宽度的实验过程？当狭缝过宽或过窄时，将会出现什么现象？为什么？

答：当狭缝过宽时，衍射条纹将变粗，相互靠近的条纹无法分开，在测量时难以确定条纹的中心位置。当狭缝过窄时，将看不见衍射条纹，因而无法测量。《用扭摆法测定物体转动惯量》智能转动惯量实验是一个验证性的实验过程，若物体的转动惯量理论值与测量值相差过大，则可能的原因有哪些？（至少要写出两种）答：（1）转轴不与地面垂直（2）操作失误；如数错周期次数（3）计算错误，尤其是弹簧的K值（4）部分理论公式作了近似，如忽略了转轴连接处的转动惯量等老师的答案1）转轴有摩擦力；2）扭矩和偏转角必须线性关系才是简谐振动，实际测量中转角太大和太小都不是简写振动从而引起误差。测圆盘的摆动周期，求得圆盘的转动惯量，其他物体需放在圆盘上，测得共同的转动惯量，减去圆盘的转动惯量，得到该物体的转动惯量。测匀质圆柱的摆动周期，求得其转动惯量，继而求得弹簧的K值，以便于求其他物体的转动惯量。目的：确定扭转常数K原因：测载物盘周期T1由于K未知算不出转动惯量J1

载物盘+圆柱周期T2，总转动惯量J2，而J2-J1就是圆柱的转动惯量，圆柱的转动惯量有理论值，这样就可以算出扭转常数K《补偿法与直流电位差计》在本实验的定标和测量两步中，若无论怎样调节活动头C，D，电流计的指针总是向一边偏转，分析可能原因。答：1.总电源正负极性接反2.接触不良3.D段长度过大4检流计回路的电池接反5总电源没接好为什么要有调整工作电流这一步骤？1.方便计数2.为了校正电势读数刻度。让单位长度电阻丝上的压降为常数，这样通过测量长度就可以算出电压《霍尔效应》在实验中，需用公式来计算材料的霍尔系数，试问公式中的是如何算出的？作图求斜率霍尔效应的副效应有哪些？如何消除？不等势电压V0温差电效应引起的附加电压热磁效应直接引起的附加电压热磁效应产生的温差引起的附加电压VRL由换向开关控制，改变工作电流Is和磁场B的方向，测出4个电压值，求平均值。VH是霍尔原件上的霍尔电压，V是电流方向上的电阻引起的电压。《用电视显微油滴仪测电子电荷》在本实验中，要求的在选择油滴时，既不能太大也不能太小，试说明原因。太大的油滴必须带较多的电荷才能平衡，下落太快，不易测准，太小的油滴由于热扰动和布朗运动，容易产生漂移，涨落很大，产生测量误差，选择那些质量适中而带电量不太多油滴才是可取的。第4：这个实验的主要误差我认为是1）油滴平衡电压测的不准，2）手工及时也有误差。当然不同的仪器会有不同的原因*如果平行板不水平，则测量出来的电量是偏小，因为mg=qu/d, 同样的电量需要更大的电压，这样测量出的电量偏小。《示波器的使用》根据示波器面板按键/旋钮状态图。确定示波器状态设置是否有错误？如果有错误请描述正确的设置；并结合屏幕的图象，按照要求完成下表。怎么用示波器测量正弦信号的频率？1）将示波器探头测试跳到ac模式2）连接示波器探头和信号源3）在测量里面选择测试频率4）将时间轴调到适合的长度y方向输入未知信号，x输入信号发生器的信号，调节信号发生器的频率，直至出现稳定的李萨如图形，根据图形横向纵向频率比算出位置信号频率如何利用示波器测量正选拨的频率？未知信号接y，x为示波器扫描信号，调节水平偏转因数使在示波器上显示出完整的正弦波图形。数一个周期正弦波的网格数N，N乘水平扫描因数就是正弦波的周期，周期的倒数就是频率《分光计的调整和衍射光栅》1.

光栅方程中（a+b）为光栅常数，为入射光波长，Ｋ为明条纹级数,为第Ｋ级明条纹的衍射角。的测定（以Ｋ=1为例）方法为：测出零级中央明条纹左边第一级（k=―1）的明条纹所对应的偏角