《大学物理实验》模拟试卷及答案

二、判断题（“对”在题号前（ ）中打√×）（10分）

（√ ）1、误差是指测量值与真值之差，即误差=测量值－真值，如此定义的误差反映的是测量值偏离真值的大小和方向，既有大小又有正负符号。

（× ）2、残差（偏差）是指测量值与其算术平均值之差，它与误差定义一样。 （ √）3、精密度是指重复测量所得结果相互接近程度，反映的是随机误差大小的程度。

（√ ）4、测量不确定度是评价测量质量的一个重要指标，是指测量误差可能出现的范围。

（× ）7、分光计设计了两个角游标是为了消除视差。

（× ）9、调节气垫导轨水平时发现在滑块运动方向上不水平，应该先调节单脚螺钉再调节双脚螺钉。

（×）10、用一级千分尺测量某一长度（Δ仪=0.004mm），单次测量结果为N=8.000mm，用不确定度评定测量结果为N=（8.000±0.004）mm。

三、简答题（共15分）

1．示波器实验中，（1）CH1（x）输入信号频率为50Hz，CH2（y）输入信号频率为100Hz；（2）CH1（x）输入信号频率为150Hz，CH2（y）输入信号频率为50Hz；画出这两种情况下，示波器上显示的李萨如图形。（8分）

y y 2．欲用逐差法处理数据，实验测量时必须使自变量怎样变化？逐o o x x 差法处理数据的优点是什么？（7分）

答：自变量应满足等间距变化的要求，且满足分组要求。（4分） 优点：充分利用数据；消除部分定值系统误差

四、计算题（20分，每题10分）

1、用1/50游标卡尺，测得某金属板的长和宽数据如下表所示，求金属板的面积。 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 长L/cm 10.02 10.00 9.96 10.06 9.98 10.00 10.08 10.02 宽W/cm 4.02 4.06 4.08 4. 04 4.06 4.10 4.00 4.04 解：（1）金属块长度平均值：L?10.02(mm)

长度不确定度： uL?0.02/3?0.01(mm)

金属块长度为：L?10.02?0.01mm

B?0.10% （2分） （2）金属块宽度平均值：d?4.05(mm)

宽度不确定度： ud?0.02/3?0.01(mm)

金属块宽度是： d?4.05?0.01mm

B?0.20% （2分）

（3）面积最佳估计值：S?L?d?40.58mm2

不确定度：?S???s?????L??22L??s??????d??22d?d?22L?L?22d?0.1mm2

相对百分误差：B＝

?sS?100%=0.25％ （4分）

（4）结果表达：S?40.6?0.1mm2

B＝0.25％ （2分） 注：注意有效数字位数，有误者酌情扣

5、测量中的千分尺的零点误差属于 已定 系统误差；米尺刻度不均匀的误差

属于 未定 系统误差。

6、一般情况下，总是在同一条件下对某量进行多次测量，多次测量的目的有两个，一是 减小随机误差 ，二是 避免疏失误差 。

8、测量一规则木板的面积，已知其长约为30cm，宽约为5cm，要求结果有四位有效位数，则长用 毫米尺 来测量，宽用 1/50游标卡尺 来测量。 二、判断题（“对”在题号前（ ）中打√，“错”打×）（10分）

（√ ）1、准确度是指测量值或实验所得结果与真值符合的程度，描述的是测量值接近真值程度的程度，反映的是系统误差大小的程度。

（√ ）2、精确度指精密度与准确度的综合，既描述数据的重复性程度，又表示与真值的接近程度，反映了综合误差的大小程度。

（ × ）3、系统误差的特征是它的有规律性，而随机的特怔是它的无规律性。 （√ ）4、算术平均值代替真值是最佳值，平均值代替真值可靠性可用算术平均偏差、标准偏差和不确定度方法进行估算和评定。

（ × ）5、测量结果不确定度按评定方法可分为A类分量和B类分量，不确定度A类分量与随机误差相对应，B类分量与系统误差相对应。

（× ）6、用1/50游标卡尺单次测量某一个工件长度，测量值N=10.00mm，用不确定度评定结果为N =（10.00±0.02）mm。

（×）7、在测量钢丝的杨氏弹性模量实验中，预加1Kg砝码的目的是增大钢丝伸长量。

（× ）10、系统误差在测量条件不变时有确定的大小和正负号，因此在同一测量条件下多次测量求平均值能够减少或消除系统误差。

三、简答题（共15分）

1、简述利用实验方法探索物理规律的主要步骤。（5分）

答：（1）确定研究内容和研究对象。 （1分） （2）设计实验。作图，判定曲线类型，建立相应函数关系。 （1分） （3）实验测量待测量的对应关系。 （1分） （4）判断曲线函数形式，写出一般式，建立经验公式。 （1分） (5 ) 验证。 四、计算题（20分，每题10分）

1、用流体静力称衡法测固体密度的公式为??mm?m1?0，若测得m=（29.05±

0.09）g，m1=（19.07±0.03）g， ρ0=（0.9998±0.0002）g/cm3，求固体密度的测量结果。

解：密度的最佳估计值为??密度的不确定度：

???????2???m??m?2mm?m13?0?2.910g/cm （2分）

???????m1?22m????2??m??1????0??2?????222?0 （2分）

??m1??????m?m1??232

???m1???0?2??m?m1????m????0?2??m?m1??2m1?0 （1分）

=0.019g/cm3 （1分）

相对不确定度：B?????100%?0.7% （1分）

密度结果为：ρ＝（2.91±0.02）g/cm3 或ρ＝（2.910±0.019）g/cm3

B＝0.7％ （3分）

2、根据公式??4M?DH2测量铜圆柱体的密度。已知：

M=45.038+0.004(g),D=1.2420+0.0004(cm),H=4.183+0.003(CM).试计算?的不确定度??，并写出结果表达式。

解：计算测量值?：

??4M?DH2?8.887(g/cm)

3 （2分）

计算?相对合成不确定度

????(?MM)?(22?DD)?(2?HH)2 （2分）

0.0034.183?(0.00445.038)?(2?20.0041.2420)?(2)2?0.096% （2分）

求?的合成不确定度

????????0.009(g/cm) （2分）

3测量结果表示：??8.887?0.009(g.cmB=0.1%

?3)

一、选择题（20分，每题2分）

1.在光栅测量波长的实验中，所用的实验方法是: 干涉法

2.用箱式惠斯登电桥测电阻时，若被测电阻值约为4700欧姆，则倍率应选[ 1 ] 3.用某尺子对一物体的长度进行15次重复测量，计算得A类不确定度为0.01mm，B类不确定度是0.6mm，如果用该尺子测量类似长度，应选择的合理测量次数为(1次 )

4.用惠斯登电桥测电阻时，如果出现下列情况，试选择出仍能正常测 量的情况[ 电源与检流计位置互换）

6.在测量钢丝的杨氏模量实验中，预加1Kg砝码的目的是[ 拉直钢丝 ） 7.调节气垫导轨水平时发现在滑块运动方向上不水平，应该[ ] （A）只调节单脚螺钉 8.示波管的主要组成部分包括[ ] （A） 电子枪、偏转系统、显示屏 9.分光计设计了两个角游标是为了消除[ ] （（C） 偏心差

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