物理试验习题与解答

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物理试验

练习题

物理试验中心

2023.8

学生试验守则

一．每次试验前，必需认真做好预习，经试验指导老师质疑，不合格者不得进行试验。二．遵守试验室规章制度，按试验要求着装进入试验室，不迟到，不早退，保持室内恬静；

不得喧哗、不准吸烟、不准随地吐痰和扔纸屑。

三．试验开始前，必需弄清仪器设备的使用方法和试验的本卷须知等，如发现仪器工作不

正常，要及时报告试验指导人员。注意安全爱护公物，俭约水电和器材；严格遵守试验操作规程，因违反操作程序和试验室制度造成仪器、设备、工具及有关设施损坏的，按西南石油学院有关规定处理；严禁私拿试验器材、设备，一经发现，从严处罚。四．试验过程中，严格认真，试验数据要求尽量确凿，记录数据应经试验指导人员检查；

电类试验，其线路必需经过指导老师核对后方可接通电源开始试验；拆线时要先断开电源开关。

五．对试验结果要认真进行分析、计算和整理；及时按要求完成试验报告，报告一律用规

定格式的试验报告纸填写，并按时送交指导教师，不合格者，必需重做。

六．试验终止，自觉整理好试验仪器、设备、工具，搞好清洁卫生，经值班人员许可，方

能离开试验室。

绪论部分

一、选择题

1、依据获得测量结果方法的不同，测量可分两大类，即（）

A：屡屡测量和单次测量

B：等精度测量和不等精度测量C：直接测量和间接测量D：以上三种分类都正确

2、以下哪个不属于物理试验（）

A:利用卷尺测量物体的长度B:利用弹簧秤称小铁块的重量C:伽里略的斜塔试验

D:爱因斯坦发现光的粒子性

3、对一物理量进行等精度屡屡测量（）

A：误差的平方和为最小

B：测量值（或误差）一定遵从正态分布C：测量值（或误差）一定遵从均匀分布D：其算术平均值是误差为零的值

4、对一物理量进行屡屡等精度测量，其目的是（）

A：消除系统误差B：消除随机误差C：减小系统误差D：减小随机误差

2

5、以下说法正确的是（）

A：屡屡测量可以减小随机误差B：屡屡测量可以消除随机误差C：屡屡测量可以减小系统误差D：屡屡测量可以消除系统误差

6、对一物理量进行等精度屡屡测量，其算术平均值是（）

A：真值

B：最接近真值的值C：误差最大的值D：误差为零的值7、测量结果的标准表达式为X=X±U，其含义为（）

Ａ：被测量必定等于（ｘ－U）或（ｘ＋U）Ｂ：被测量可能等于（ｘ－U）或（ｘ＋U）Ｃ：被测量必定在（ｘ－U）和（ｘ＋U）之间

Ｄ：被测量以一定概率落在（ｘ－U）或（ｘ＋U）之间

8、以下测量结果中，确凿度最高的是（）

A：L1=102.3±0.2㎝B：L2=103.52±0.05㎝C：L3=1.246±0.005㎝D：L4=0.0056±0.0002㎝9、对某测量对象进行屡屡测量，测量结果为x?x?uc(x)，其中uc(x)?uA(x)?uB(x)，（uA(x)、uB(x)分别为其A类不确定度、B类不确定度。问被测量的真值落在

22[x?uc(x),x?uc(x)]范围内概率为（）

A．68.3%

B．95%

C．57.7%D．100%

x?x?uc(x)，其中uc(x)?uB(x)=10、对某测量对象进行单次测量，测量结果为

A3，

[x?uc(x),x?uc(x)]范围内概率为uB(x)为其B类不确定度。问被测量的真值落在（）

A．68.3%B．95%C．57.7%D．100%

11、在正常状况下，以下读数错误的是（）

A：分度值为20mv的电压表测得电压值为250mvB：分度值为1′的角游标测得值为33?47'

C：分度值为0.02mm的游标卡尺测得某物体的长度为30.32mmD：分度值为0.01mm的读数显微镜读数为30.09mm

12、下面的测量结果表达式正确的是（）

A：x?18.335?0.03（单位）

B：x?18.34?0.30?10?1（单位）

3

C：x?18.33?0.031（单位）D：x?18.34?0.03（单位）

13、以下结果表达式中，正确的是（）

A：N=（2.0325±0.07）×1011N?m?2B：N=（2.0325±0.068）×1011N?m?2C：N=2.03×1011±0.68×1010N?m?2D：N=（2.03±0.07）×1011N?m?2

14、以下读数确定错误的是：（）A．最小分度值为0.02mm的游标卡尺测得某物体长度为20.12mmB．最小分度值为1mm的刻度尺测得某物体长度为20.1mm

C．最小分度值为0.02g的物理天平测得某物体质量为63.24g

D．最小分度值为0.01mm的读数显微镜测得某物体长度为20.12mm

15、某水银温度计的一小格为0.2℃.按“1/10〞估读法，用此水银温度计测量温度时以下

数据中正确的是（）A．36℃B．36.7℃C．36.72℃D．36.724℃

16、量程为3000mv，表盘分格数为150，以下读数可能正确的是（）A．940mvB．940.0mvＣ．940.00mvD．940.20mv

17、用分度值为0.01毫米的千分尺测量某物体长度，如下图所示，则被测长度为（）

A．6.775mmB．6.265mmC．6.755mmD．6.765mm

18、待测物体长度约为12cm,要求测量结果有5位有效数字,应选用()

A．千分尺Ｂ．米尺Ｃ．游标卡尺Ｄ．卷尺

19、测某一约为1.5V的电压时，要求其结果的相对误差小于1.5%，则应选择以下哪种规格的伏特表？（）

A．0.5级，量程为5VB．1.0级，量程为2VC．2.5级，量程为1.5V20、对y?ax?b的线性函数，利用图解法求a时，正确的求解方法是（）

A：a?tg?（?为所作直线与坐标横轴的夹角实测值）

B：a?C：a?D：a?

?y（?x、?y为任选两个测点的坐标值之差）?x?y（?x、?y为在所作直线上任选两个分得较远的点的坐标值之差）?xyy为所作直线上任选一点的坐标值）（x、x4

二、填空题

1、在直接测量的屡屡测量中，寻常是指对物理量，用仪器，在条件下进行的重复测量。

2、在长度测量中，由于被测量和测量要求的不同而采取不同的测量方法。其中用米尺测量采用的是测量法，螺旋测微计和读数显微镜采用测量法，光杠杆测长度的微小变化量用测量法.3、物理试验的内容包括四大类：，，，。4、地磁场对测量的影响属于误差，视差在很大程度上属于误差，使用未经调试的仪器进行测量所产生的误差基本属于误差

5、对于屡屡测量，测量结果表达式X?X?U中（其中U为扩展不确定度），置信概率约为，即被测量真值落在区间的可能性为。

6、在测量方法正确，置信概率一致的状况下，不确定度愈小，表示测量结果，反之不确定度愈大，测量的质量愈低，它的，使用价值就。

7、测量不确定度是说明被测量值的参数，而误差说明白测量结果与真值的。8、S(xi)?i?1?(x1?x)n?1n2的物理意义是：任意一次测量值x在（x-S(xi),x+S(xi)）区

间的概率为，其中最正确值为。

9、寻常以测量值的作为被测量值的估计（即测量结果），以作为测量结果的A类标准不确定度。

10、正态分布图形的4个特点、、、；其中标准误差?的几何意义是：；标准误差?越小，曲线越向纵轴(?x?0)收缩，即是说标准误差?越小的测量，其数据越相互接近，；反过来，?越大，测量数据。11、单次测量的B类不确定度可以用仪器误差限A来估算。对于确凿度级别为a的电压（流）表；对于确凿度级别为a的电阻箱、电桥、电势差计；对于最小分度值为a的米尺、千分尺。

12、原则上B类不确定度有好多个分量组成。找出一个产生误差的原因，就有一个，各分量之间的合成采用合成。在实际测量中，B类不确定度来自于各种不同类型的仪器、不同的测量方法、方法的不同应用以及测量理论模型的不同近似等方面。在教学中我们考虑的重点是所产生的测量不确定度。13、间接测量的不确定度采用方式合成，如：Y?X1.?X2，则uc(Y)?。

14、对于等精度屡屡测量值xi，要计算其总的不确定度，应先求x=，再求；后求。最终通过方和根合成。15、测量密度的公式为??m，若m的标准不确定度为uc(m)，V的标准不确定度为uc(V)，V则?的标准不确定度uc(?)=；其相对标准不确定度E?=

5

16、在利用电子秒表测时间，电子秒表内的石英晶体振荡频率每日仪器误差小于10s，但试验者在判定计时开始和终止时会有0.1~0.2s的反映误差，这个时候B类不确定度应当以为准

17、在我们的教材中，有列表法、作图法、等五种数据处理方法18、在数据处理中列表法有两种作用，一个是，另一个是，列表的要点是。

19、逐差法的基本条件是，逐差法的优越性是。

20、直接测量读数的有效数字位数不仅与有关，还与有关；对试验数据后几位进行取舍时，应采用法则。21、(1)0.8m?mm(2)6002??rad

-5

17.955mm?cm(3)0.569rad=(角度值)（4）

（5）160?30'?rad（6）2.5min=s（7）150s=min

22、分光计游标读数装置中，设主盘的最小分度是30ˊ，游标刻度线共30条，则该游标的最小度值为。

23、任何仪器，由于技术上的局限性，总存在误差。仪器误差就是由于测量仪器本身刻度不准，结构、灵敏度和分辩率等因素的限制而导致的误差。试验室常用的量程在100mm以内的一级千分尺。其副尺上的最小分度值为0.01mm，而它的仪器误差（常称为示值误差）为：。测量范围在300mm以内，主副尺最小分度值之差为1/50mm的游标卡尺，其仪器误差(示值误差)为。精度等级为0.5级、量程为100mA的电流表，其仪器误差为

24、从0．1级电阻箱上读出电阻值为200．0Ω，若不考虑各旋钮的接触电阻，则该电阻的绝对误差可估为25、完成以下各题：

112（1）测得某钢丝杨氏弹性模量Y?1.6544?10N/m，计算得出其扩展不确定度

UP(Y)?5.65?109N/m2，试写出其结果表达式。

?，试写出其结果（2）测得某电阻阻值R?35788?，其扩展不确定度UP(R)?128表达式。

（3）测得某电阻阻值R?202?，其扩展不确定度UP(R)?0.2?，出现这种状况，说

明在数据处理中，有什么问题？

三、判断题

1、(1)系统误差取值恒定或按一定规律变化，[]

(2)随机误差的大小一般用标准偏差估计，[]

6

(3)系统误差和随机误差都可能由试验者引起。[](4)A类不确定度就是随机误差引起的不确定度[](5)B类不确定度就是系统误差引起的不确定度[](6)表示测量结果时，数据的位数写得越多越确切，[](7)测量读数的有效位数只与仪器的最小分度值有关，[](8)测量结果的有效数字由不确定度决定。[]

-3434

2、一个学生做光电效应法测量普郎克常量为6.626×10J.S,与公认值6.626×10-J.S比较，数值一致，因此学生认为此次测量结果。误差为零，对吗？为什么？

3、改错

（1）I?4.513?10?2A?3.02?10?4A（2）U?25.34mV?52?V（3）L?17.421?0.2cm（4）m?14.32?0.0302g

四、证明题

1、利用正态分布随机误差的抵偿性证明：当测量次数n无穷时，平均值x?被测量x的真值(设系统误差远小于随机误差)。

2、图解法确定拟合直线斜度的公式为k?y2?y1其中P1(x1,y1)和P2(x2,y2)是为计算斜度

x2?x11n?xi就等于

所选的两点。试用不确定度合成规律分析证明，选点P1和P2应相距远些，斜率的图解结果更好。

3、求证：利用伏安法对电阻进行单次测量，在仪器选定状况下，电压电流测量值越大，待测电阻相对不确定度越小

五、计算题

1、在测量小球体积的试验中，对小球直径测量十次，数值如下表所示。试求测定直径d的

A类标准不确定度分量。

序号123456789107

d(cm)2.002.012.021.991.992.001.981.991.972.002、测量某一长度得到9个值：42.35，42.45，42.37，42.33，42.30，42.40，42.48，42.35，42.29（均以mm为单位）。求置信概率为0.68、0.95、0.99时，该测量列的平均值、试验标准差和A类标准不确定度。

3、按不确定度合成公式计算以下各量的合成不确定度，并完整表示结果。(1)L?L0sin?，其中L0?(15.00?0.05),??(3000??2?)

)g(2)m?m1?2m2，其中m1?(12.75?0.03)g,m2?(1.583?0.0002)cm(3)V??HD2，其中H?(12.684?0.003)cm,D?(1.800?0.00114(4)R?U，用1.0级电压表(3V量程)测得U?2.49V，用0.5级电流表(750mA量程)测I得I?0.512A

4、用电桥测电阻，由公式Rx?R1?Rs得到Rx=354.7Ω，所使用的桥臂R1=R2=1000Ω，R2可调臂电阻Rs=354.7Ω，实测得电桥灵敏度S=1102.3格/Ω。电阻箱使用1000Ω挡和100Ω挡时为0.1级，用10Ω挡时为0.2级，用1Ω挡和0.1Ω挡时为0.5级，求测量结果的不确定度

5、伏安法测量电阻，得到试验数据如下：U(v)1.002.003.004.005.006.00I(mA)0.501.021.492.052.512.982000.1960.2023.1951.1992.2023.R(Ω)084204分别用平均法和逐差法来求电压每增加1V，电流增量的平均值以及电阻R

8

6、伏安法对电阻进行单次测量（待测电阻阻值约为6?），要求R的相对不确定度

uc(R)/R?1%若选用0.5级，量程为300mv的电压表，0.5级，量程为50mA的电流表进

行测量，问电流和电压的测量值下限大约是多少？

7、采用流体静力称衡法测量石蜡密度，其计算式为?蜡?m3其中m3为?0，

m3?(m4?m2)石蜡质量，m4为石蜡和铜圆柱绑在一块的视质量，m2为铜圆柱的视质量，?0为参考液体密度。若用最小分度值为0.02g的物理天平进行单次测量，测得m2?56.224g，

m3?6.902g，m4?55.560g，参考液体为水，根据当时水温查得其密度

?0?0.998774g/cm3，计算出此石蜡块的密度，并计算不确定度、写出结果表达式。

8、测量单摆的摆长L时,用米尺测L1，L2，用精度为0.04cm的游标卡尺测D(如下图)，这样就有如下三种测量方法：

A:L?L1?L2DD,B:L?L2?,C:L?L1?222选用哪种方法好？

9、推导以下不确定度公式

（1）利用物距像距法测量凸透镜焦距公式为：f?L1L2LD题8测量方法的选择u??，其中u代表物距，?代表像u??9

距，都是直接测量.

（2）利用电势差计测量电池内阻，根据全电路欧姆定理可得电池内阻r为r???UU?R,

其中?为电池电动势，U为电池端电压，R为并接在电池两端的电阻阻值。

（3）利用拉伸法测量杨氏弹性模量Y?8DLF,其中D为光杠杆镜面到标尺的垂直距

?d2l?x离，L钢丝长度，F钢丝所受到的外力，d为钢丝的直径，l为垂线长度，?x为标

尺的读数变化量。

10、拉伸法在单位负载（1.000kg砝码重）时钢丝的伸长量?x，加减砝码各测量一次，

用逐差法处理数据，计算单位负载（1.000kg砝码重）时钢丝的伸长量?x的平均值和不确定度。长度量具的分度值为1?10?2mm。

砝码数，个加长度读数156.456.9260.760.9364.865.0469.169.0573.273.5677.177.3781.581.8885.485.7989.689.81093.594.0?10?2mm减平均用逐差法处理数据。

序号i?xi=xi+5?xi12345平均

计算平均值及不确定度：

?x?1??xi?20.626mm?10?2（n为逐差值个数，此处n=5）n?(?xiuA(?x)?S(?x)?uB(?x)???x)2?0.0735mm?10?2

n(n?1)2A/3=0.365mm?10?2n

22uc(?x)?uA(?x)?uB(?x)?0.38?10?2mm

测量结果：?x??x?2uc(?x)=（20.6?0.8）?10?2mm

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试验一固体密度

1、以下表述正确的是（）

A：??8.42108?8.02041?10?3g/cm3B：??8.421?80?10?3g/cm3C：??8.421?0.008(g/cm3)D：??8.421?0.0081g/cm3

2、用分度值为0.05mm的游标卡尺测量一物体的长度，下面读数正确的是（）A：12.63mmB：12.64mmC：12.60mmD：12.635mm

3、以下测量读数中，错误的是（）

A：分度值为0.01㎜的螺旋测微计测得物体长度为2.4569㎝B：分度值为0.02克的物理天平称得物体质量为56.730克C：分度值为0.05㎜的游标卡尺测得物体长度为28.06㎜D：分度值为0.02㎜的游标卡尺测得物体长度为21.32㎜

4、天平的灵敏取决于刀口，为保护刀口，正确的做法是（）

A：在加减砝码、取放物体、调理平衡螺母时放下横梁B：首先检查挂钩、托盘安放是否正确C：首先调理天平水平D：加减砝码必需用摄子

5、测量仪器的零点误差（如千分尺、卡尺等）应当是（）

A：系统误差B：随机误差C：引入误差

6、用流体静力称衡法测某固体的密度的试验中，当称量固体浸入液体中的视质量时，若被

测物体紧靠盛液杯壁或与杯底接触，测量值将（）

Ａ：偏大Ｂ：不变Ｃ：偏小Ｄ：随时间变化

7、用分度值为0.02mm的游标卡尺测长度时，以下测量数组正确的是：（）

Ａ：29.98mm、14.25mm、6.25mmＢ：30mm、14.3mm、6.3mm、14.7mmＣ：29.98mm、14.26mm、6.20mmＤ：29.98mm、14.25mm、6.25mm8、用天平称衡物体，事前必作的调整是：通过调整，通过，并通过判断平衡。称衡时，物体应放在边盘，砝码应放在边盘。调整日平，取放物体，或加减砝必需在天平处于状况下进行。

9、游标卡尺的分度值与主尺的和游标尺的有关，和游标尺的无关。

10、游标卡尺、螺旋测微器是利用原理制成的长度测量仪器。设测量时的零点读数为d0，则实测值=读数值d0。

11、已知游标卡尺的分度值为0.01mm，其主尺的最小分格长度为0.5mm，试问游标的分度数为50，游标的总长度可能取值。

11

12、用螺旋测微计测量物体的长度时应以什么原则判断微分筒的边线是否过主尺的半毫米线？过了怎样读数？未过又怎样读数？

13、有人用米尺、游标卡尺和螺旋测微计对同一柱体的高度进行测量，其结果都是两厘米，试问这三个测量值应如何表达？

14、天平两臂长不等所产生的误差属于什么误差？如何消除？

15、试验中用水不纯(如自来水)，捆线太多会带来怎样的误差？怎样判定其能否忽略？16、怎样用流体静力称衡法测量液体的密度？17、用物理天平测量某物体的质量，数据如下：

2.5502.5522.5582.5662.5642.5582.5642.5622.5602.558

单位为克，天平分度值为0.02克。试计算其平均值、标准偏差、不确定度，并表示出结果。

18、用流体静力称衡法测定固体的密度。已知：天平的分度值为0.02g；测得m=64.204g，m1=56.646g，全是单次测量；水的密度：?0=997.044Kg/m；计算公式??3

m?0。

m?m1试计算出固体的密度，不确定度，并表示结果。

试验二伏安法

1、用伏安法测量某一阻值略小于200Ω的电阻，要求测量结果的不确定度

（误差）最小，应选择以下哪组仪器（不计内阻影响和功率限制）（）

Ａ：电流表0.5级、量程10mA，电压表1.0级，量程2VＢ：电流表0.1级、量程50mA，电压表0.5级，量程2VＣ：电流表1.5级、量程10mA，电压表1.5级，量程2VＤ：电流表1.5级、量程15mA，电压表1.5级，量程2V2、一只0.5级的电压表，量程为3000mV，表面分度为150小格，测量值为220mV，测量结果的仪器误差限应是（）

A：A?11mVB：A?15mVC：A?10mVD：A?20mV

3、测量约为2.8V的电压，最恰当的选择是（）

A：确凿度等级为1.0级，量程为4V的电压表B：确凿度等级为0.5级，量程为10V的电压表C：确凿度等级为2.5级，量程为3V的电压表D：确凿度等级为1.5级，量程为3.5V的电压表

4、电学试验中，必需遵守的规则是（）

A：首先检查电源输出电压是否为3VB：不能带电操作

C：通电前检查电路连接是否正确D：一定要采用回路连线

5、滑线变阻器在电路中主要有种基本接法，它们的功能分别是和。

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6、电表仪器的仪器最大允许误差限怎样估算？读数值的有效数字如何确定？1.5级0～3V的电压表共有60分格，单次测量值的标准不确定度可近似按uc(v)=V计算，它的读数应读到位。当测量值为0.3V时，其相对标准不确定度为，测量为2V时，其相对标准不确定度为。

7、试验测点分布。当测定线性电阻的伏安特性时，测点宜分布；当测定非线性电阻时，电流随电压变化较慢时测点宜些。

8、在电学试验中，接线和拆线的操作规程是：开始时，应先，后；终止时，应先后。9、用伏安法测电阻，根据什么原则确定内接法还是外接法？伏安法存在哪些测量误差？10、根据伏安法测电阻试验所用的仪器（电表0.5级，电压表03000mv,电流表0—50mA，）假使要求对R的测量精度高于1%（即Uc(R)/R?1%），电流和电压的测量值下限Umin和Imin应取何值？

11、伏安法测量电阻试验中，为了安全和较确凿测量电阻阻值，要注意的事项有哪几点？12、用伏安法测电阻的试验中，测得数据如下：

序号V(mV)I(mA)10.503921.007731.5011642.0015552.5019463.00231试用作图法求出被测电阻阻值（不计算不确定度）。

13、对于电源的内阻是否也可用伏安法进行测量？其数值一般较小(小于1欧姆)，试设计有关方法、电路和测量步骤。

14、试推导外接法测电阻R的不确定度计算公式（写出推导过程）。15、试推导内接法测电阻R的不确定度计算公式（写出推导过程）。

试验三电桥

1、用惠斯通电桥测量中等阻值的电阻，当电桥平衡时，Rx?R1Rs,以下因素中不影响RxR2误差的原因是：（）

Ａ：电源电压有微小的变化Ｂ：R1.R2和Rs的阻值不确凿Ｃ：触电阻及接线电阻过大Ｄ：温度变化的影响

2、工作正常的电桥测量一未知电阻阻值时，无论怎样调理标准电阻箱的示值，检流计指针都无法指零，可能的原因是（）

A：检流计灵敏度过高B：检流计灵敏度过低C：选择了不正确的比率KD：工作电源电压过高3、用惠斯通电桥测电阻时，选择恰当的比率K的原则是。譬如，用本试验中

2

QJ23型直流电桥测约1×10Ω的电阻，应当使比率K=。

4、提高惠斯通电桥灵敏度的方法主要是选用灵敏度高的，其次是选择适合的，适当提高。

13

5、从0.1级电阻箱上读出电阻值为256.0Ω，若不计各旋钮的接触电阻，则其电阻的绝对标准不确定度为Ω，相对标准不确定度为。

6、用组装电桥测电阻，当连接好后进行测量调理，无论如何调，检流计指针都不动，把三个电阻箱位置调动一下后，调理指针又始终偏向一边，可能的原因是（判断题）(1)有一个电阻箱不通[](2)有两个电阻箱不通[](3)有一个电阻箱和一根导线不通[]7、以下因素对电桥测电阻的误差影响如何？

(1)电源电压不够稳定；(2)导线较长且细；

(3)灵敏电流计零点未调好；(4)灵敏电流计灵敏度较低。

8、当电桥达到平衡后，若互换电源和灵敏电流计的位置，电桥是否依旧保持平衡？试证明之。

9、电桥灵敏度(相对灵敏S)如何定义？假使测量电阻时由于电桥灵敏率所引起的误差要求小于万分之五。那么电桥灵敏度应为多大？

10、电桥有一臂断线，你如何根据现象和最简单的操作迅速将断线查出？

11、试利用不确定度传递公式推导电桥法测R的不确定度计算公式（写出推导过程）。

试验四示波器

1、用电子示波器观测波形时，图形不稳定，应当调理（）

A：fx、fy其中任意一个B：扫描频率旋钮

C：电平旋钮D：水平或竖直移位旋钮

2、示波器由四部分组成，其核心部分是（）

A：电源B：电压放大系统C：电子示波管D：扫描、同步系统3、用示波器观测李萨如图形，图形不稳定，其原因是（）

A：Y输入信号与扫描信号不同步

B：Y输入信号频率fy与X输入信号频率fx不成整数比

C：电平旋扭未调好D：Y输入信号幅度太小4、用示波器观测信号波形，仪器工作正常，但荧光屏上只有一条竖直亮线。可能的原因是

（）

Ａ：Ｙ轴偏转板上未加电压信号

Ｂ：“触发源〞扳键或“电平〞旋钮不当（未实现同步）Ｃ：“触发方式〞扳键不当（未加扫描信号）

Ｄ：Ｘ轴偏转板上未加电压信号或Ｘ轴“增幅〞旋钮调理不当

14

5、在示波管中，x、y偏转板的作用是（）

Ａ：控制荧光屏上光点的位置Ｂ：使电子会聚成一束，打在荧光屏上Ｃ：仅加速电子Ｄ：仅减速电子

6、用示波器观测信号波形，仪器正常，但荧光屏上出现一条水平移动的竖直亮线，可能的原因（）

Ａ：“输入耦合〞扳键置“?〞（接地）；无Y轴信号Ｂ：“触发方式〞扳键位置不当（未加扫描信号）Ｃ：“电平〞旋钮不当（未实现同步）Ｄ：“扫描频率〞旋钮调理不当7、当示波器只有在Y轴偏转板上加正弦电压信号时，示波器荧光屏上显示图形为，此时假使要使其展开成正弦波形，需要在X轴偏转板上加信号，即把示波器面板上键弹出，键按下。

8、用示波器观测信号电压，已知信号频率为150Hz，在荧光屏上要显示三个周期的完整波形，扫描频率应当是Hz；若发现波形缓慢移动，这是由于；若要波形稳定不动，只能调理。

9、示波管由，和三部分组成。调理栅极G电位来控制。假使荧光屏上出现一条竖直亮线，说明偏转板上加了一定大小的。

10、用李萨如法测定信号的频率，要求“X—Y〞键，X轴输入和Y轴输入均为信号，若未知信号从X轴输入，则已知信号从轴输入，且已知信号的必需是连续可调的。

11、示波器正常的状况下，开机后荧光屏上看不到亮点，可能是和旋钮调理不当。

12、只在示波器X偏转板上加上正弦电压信号时，示波器荧光屏上显示图形为；此时如要使其展开成正弦波形，需将“垂直方式〞键置。然后弹出“X—Y〞键，按下。

13、假使电子不是带负电荷而是带正电荷的话，示波管中需作哪些必要的改变？这时的正电子束在磁场中应如何偏转？

14、假使在示波管使用的试验仪器上，对示波管加上偏转磁场外，还在其中某一对电极上加上偏转电压，使两种因素引起的电子束偏转相互抵消。应当把偏转电压加在哪一对偏转板上？电压极性如何？在净偏转为零之后，增大加速电压U2，这时会发生什么现象？

试验五模拟法

1、模拟法描绘静电场试验中，在描绘静电场图形时，电力线应当（）

A：沿半径方向，起于圆心，终止于无穷远

B：沿半径方向，起于圆心，终止于外圆环电极内表面C：沿半径方向，起于内圆柱电极外表面，终止于无穷远

D：沿半径方向，起于内圆柱电极外表面，终止于外圆环电极内表面2、在模拟法描绘静电场试验中（电压表法），不影响电力线正确描绘的原因是（）

15

7、分散性，偏离程度8、68.3%，X的平均值

9、算术平均值，平均值的试验标准差s(x)

10、单峰性、对称性、有界性、抵偿性，曲线的拐点，分散性越小，越分散11、A?示值?a%，A?分度值

12、B类不确定度分量，方和根，各种不同类型仪器的误差13、方和根，uc2(X1)?uc2(X2)

（x?An14、

1

n

?x，uii?1

n

i?x)2?Sx/n?i?1n(n?1)，uB?A/3，uc

15、?(uc(m)2u(V)2u(m)2u(V)2)?(c)，(c)?(c)mVmV16、反映误差

17、图解法、逐差法和最小二乘法

18、记录试验数据，表示有关物理量之间的对应关系，表名、条件、单位、有效数字19、自变量等间距变化，自变量误差远小于因变量，利用多点测量数据

20、仪器误差，被测量大小，4舍6入，遇5则看前面一位是奇是偶，遇奇则收，遇偶则舍

21、(1)0.8m?0.8?10mm(2)6002??1.0472rad（3）32.60（4）1.7955

（5）2.8013（6）150s（7）2.50min22、1ˊ

23、0.01mm0.02mm0.5mA24、0.2?

25、（1）Y?(1.65?0.06)?10N/m

112?3（3.579?0.013）?104?（2）R?35.79?0.13K?或R?（3）计算R的过程中有效数字位数保存不够。

三、判断题

1、[∨][∨][∨][×][×][×][×][∨]2、不对，测量结果都存在误差的，而公认值也有误差。

31

3、（1）应写为I?(4.51?0.03)?10?2A（2）应写为U?25.34?0.05mV

（3）应写为L?17.4?0.2cm（4）应写为m?14.32?0.03g四、证明题1、解：由

?i?1?(xi?x)?0，得平均值x?x?lim?xn??1ni

2、解：由

uc(k)u(x)u(x)u(y)u(y)?(c2)2?(c1)2?(c2)2?(c1)2，对坐标纸，可认为标kx2?x1x2?x1y2?y1y2?y1准不确定度uc(x1)=uc(x2)=uc(y2)=uc(y1)，所以选点P1和P2应相距远些，斜率的图解结果更好。

3、证明：设所用电压表量程为Um，确凿度等级为aU，所用电流表量程为Im，确凿度等级为aI，单次测量uc(U)?uc(I)一定。

A3?UmaU3%，uc(I)?A3?ImaI3%，在仪器选定状况下，uc(U)及

电阻计算式为R?UIlnR?lnU?lnI

uc(R)u(U)2uc(I)2?lnR?lnR?[uc(U)]2?[uc(I)]2?[c]?[]?U?IUIR

由于uc(U)及uc(I)一定，根据上式可知电压电流测量值越大，待测电阻相对不确定度越小。

五、计算题1、解答：D=

uA?2.00?2.01???2.00=1.995(cm)

10(2.00?1.995)2???(2.00?1.995)2?0.05(cm)

10(10?1)2、解答：得到平均值为x=42.369。标准差为：S(xi)?i?12?(x1?x)nn?1=0.064A类不确定度为：uA?0.021mm(n=9)置信概率：P=0.68t=1×0.021=0.021(mm)

32

P=0.95t=2×0.021=0.042(mm)P=0.99t=3×0.021=0.063(mm)

、解答：

(1)L?L0?sin??15.00?0.5?7.50取对数lnL?lnL0?lnsin?

则

?lnL?L?1?L?co?s0L0??si?nE?lnL?lnL?u(L2L?(?LuC?L0?)2?(uC???)2??c0)????ctg??uc(?)?2?0.00350????L0??uc?L??V?El?0.026

L?7.50?0.06

(2)m??m1?2m2?15.916g

umC(m)?(??mu))2?(?mc(m1uc(m2))2?0.03g1?m2m?(15.92?0.06)g

(3)V?1?HD2?32.280cm34

取对数lnV?ln14?ln??lnH?2lnD

则

?lnV?H?1H?V2?D?D

E?lnVV?(?Hu?)2?(?lnVC?H?DuC?D?)2?0.0011uc?V??V?EV?0.035cm3V?(32.28?0.07)cm3

(4)R?VI?4.84(?)uc(V)?A3?3?0.1%3?0.017(V)uA?0.5%c(I)?3?7503?0.0023(A)

取对数lnr?lnV?lnI

则

?lnR?V?1V?R1?I?IE?lnRR?(?Vu?lnRC?V?)2?(?IuC?I?)2?0.0081733

3

uc?R??R?ER?0.039?R?(4.86?0.08)?

4、解答：不确定度传递公式如下：

uc(Rx)uB(Rx)u(R)u(R)uR?R?(c1)2?(c2)2?(c(Rs))2?(?n?)2xxR1R2RsSuc(R1)uc(R2)1000?0.1%R==

?0.0011R21000uc(Rs)300?0.1%?50?0.2%?4.7?0.5%R=

?0.42?1.184?10?3s354.7354.7?n?S较小，可以忽略不计。uc?u2B=Rx?0.0012?0.0012?0.00184?0.89?

5、解答：一般方法处理：

?I?15(?I1??I2????I5)?15[(I?I21)?(I3?I2)??(I6?I5)]?15(I16?I1)?5(2.98?0.50)?0.496(mA)R??U?I?1.000.496?10?2.02?10?3?3(?)逐差法：由于电压是等间距变化的，电流是电压U的线形函数，符合逐差法条件一共有6个数据，将数据分为2组，则有：

?I13?3[(I4?I1)?(I5?I2)?(I6?I3)]?1[(2.05?0.50)?(2.51?1.02)?(2.98?1.49)]3?1.51(mA)?I?1?I3?0.503(mA)3R??U1.00?I?0.503?103?1.99?10?3(?)?6、解：uAc(U)?3?UmaU%3?300mV?0.5%3?32mVuImaIPmA?0.5

（2）uc(r)?r(（3）

uc(?)2?uc(U)2uc(R)2)?()?()??U(??U)UR222222?u(D)??uc(L)??uc(F)??uc(D)??uc(l)??uc(?x)?uc(Y)?Y?c?????????2???????

D??l???x??D??L??F??

试验一固体密度

1.C2.C3.C4.A5.A6.C7.C

8.底座螺钉调整水平，通过平衡螺母调平衡，并通过平衡指针判断平衡。称衡时，物体应放在左边盘，砝码应放在右边盘。调整日平，取放物体，或加减砝必需在天平处于制动状况下进行。

9.游标卡尺的分度值与主尺的分度值和游标尺的总格数有关，

和游标尺的量程无关

10.游标卡尺、螺旋测微器是利用机械放大原理制成的长度测量仪器。设测量时的零点读数为d0，则实测值=读数值-d0

11.游标的总长度可能取24.5mm值

12.考察微分筒零刻线在基准的上边或下边，上边没过。过了主尺读半毫米的倍数。未过读毫米的倍数。

13.答：2.00cm，2.000cm，2.0000cm

14.答：交换砝码和重物位置，各称量一次，设质量分别为m1和m2，则实际质量应为m?m1m2。

15.略

16.答：与测量固体密度一样，由??17.答案：m?2.559?0.026g18.答案：??8.469?0.038g/cm3

试验二伏安法

1.B2.B3.A4.B

5.主要有2种基本接法，它们的功能分别是分压和限流

6.A?量程?a%，由分度值确定（按分度值的十分之一估读），按uc(v)=0.026V计算，它的读数应读到毫伏位。当测量值为0.3V时，其相对标准不确定度为8.7%，测量为2V时，其相对标准不确定度为1.2%。7.均匀；疏。

8.应先接线，后通电；终止时，应先断电后拆线。

36

m?m1m?0，得液体密度?0??

mm?m19.答：根据电表内阻与被测电阻大小之比确定内接法还是外接法。伏安法存在电表内阻引起的系统误差、电表仪器误差、读数与温度、接线电阻引起的误差等。10.由

uc(R)u(U)2u(I)?(c)?(c)2，若要求测量精度高于%，根据不确定度等分派原理，RUIUmin为2122

mV，Imin为36.10mA。

11.答：1、工作电压；2、电表量程；3、电表内阻影响；4、被测量大于量程2/3。

12.答：可以，但测量确凿性不高。方案略。13.略

14.答：uc(R)?

22(U)?uc(RA)?15.答：uc(R)??()2ucURV(IRV?U)2?RVI22U222?()u(U)?()u(R)?(Ru(I))ccVVc??

RV?U?21?212?1?I?UI42uc(I)?

??试验三电桥

1.A2.C

3.使测量值有4位有效数字0.14.检流计比率K工作电压5.0.15Ω0.058%6.X∨∨

7.答：（1）无影响（2）有影响（3）无影响（4）有影响8.答：依旧保持平衡。9.答：电桥灵敏度定义为S??n?n?。要求测量电阻时由于电桥灵敏率所引起的误?Rx?RsRxRs差要求小于万分之五，取?n??0.1格，S?0.15?10-4?200

10.答：如电桥有一臂断线，检流计指针会始终偏向一边。分别调理三个标准电阻，若某

个电阻在调理时检流计无反映，则可判断断线位置。11.答：由Rx?R1?(R)?(R)?(R)?(R)?n?2Rs，得Cx?(C1)2?(C2)2?(Cs)2?()R2RxR1R2RsS试验四示波器

1.B、C2.C3.B4.C5.A6.D7.竖直亮线扫描信号“X-Y〞“自动〞8.50不同步电平

9.电子枪加速与偏转电场荧光屏荧光屏上光点亮度竖直交流电压信号10.按下正余弦Y频率

37

11.辉度移位

12.水平亮线CH1“自动键〞

13.答：只需改变电场方向即可。这时的正电子束在磁场中运动方向与负电子相反。14.（答略）

试验五模拟法

1.D2.C3.B4.C5.圆两电极全空间

6..（答略）7.（答略）

试验六拉伸法

1.C2.C3.C

4.米尺米尺游标卡尺千分尺5.不弯曲处不同方向上

6.稳、轻连续插入7.因摩擦和滞后带来的系统误差

8.调理望远镜水平调理光杠杆反射镜的铅直标尺像9.光路放大

2Dl10.答：可以测量微小长度与微小长度的变化。增大平面镜到标尺的距离为D，减小平面镜到后足尖距离l。11.（答略）

12.答：使钢丝在测量前拉直。13.（答略）

14.答：取对数，求微分，方和根合成即可。

EY?(u(?x)2uuuD2uu)?(l)2?(L)2?(F)2?(2d)2?()DlLFd?x试验七光的干扰

1.A2.B3.C4.D

5.无法确定绝对级次测量中保证过圆心

6.不损伤被测透镜为了消除读数显微镜的空程差7.

u(L)2uc(l)2u(L)2u(l)L?)?(c)2。?(c)?()EH?(cLl2lLl8.答：显微镜是一种角度放大，对于轴线上的点无放大，当我们对轴线上的点（或者线）

位置测量时就是实际值。所以改变放大倍数不会影响测量结果。

9.答：采用测多个条纹距离算条纹间距，通过条纹间距、劈尖总长度计算条纹总数。10.答：会，一般m、n选择中等值，m?n适当加大，可有效减少测量不确定度。主要误差来源有数错级数、回程差及对不准暗纹中心。11.答：主要条件主要要求单色光垂直照射。

12.答：在牛顿环试验中，通过空气膜和液体膜测量干扰环的环径来实现。其计算公式为：

38

n?22(Dm?Dn)'2'2(Dm?Dn)

D'为液体中环径，D为空气中环径。

13.（答略）

22Dm?Dn14.解：R?

4(m?n)?22设??Dm,由?的标准偏差得A类分量为?Dn?(??)i2uA(?)?S(?)?N?1N（N?10）uB(?)?2(Dm?Dn)A/3

22于是uc(?)??A(?)??B(?)

忽略?的误差，则R的不确定度uc(R)uc(R)?uc(R)

4(m?n)?H?L?l2EH?(距计算）

uc(L)2uc(10l)2)?()（条纹间距采用的10条条纹平均间L10luc(H)?H?EH

试验八分光仪

1.C2.D3.C4.C5.C

6.载物台望远镜平行光管望远镜聚焦无穷远对准平面反射镜面任何一面，必需使亮“+〞字明了成像于叉丝平面上对称位置两个面反射回来的像处于一致高度望远镜发出平行光垂直于旋转主轴

7.入射光与出射光间夹角望远镜自准直法消除偏心差8.目镜物镜物镜9.对对对

10.答：（1）望远镜聚焦无穷远；

（2）平行光管发出平行光；

39

（3）望远镜主光轴、平行光管主光轴都垂直与旋转主轴。

11.解?a?180?1(?1??2)?(?1'??2')

2则d(a)?1(d(?1)?d(?2))?(d(?1')?d(?2'))

2uc(a)?1uc2(?1)?uc2(?2)?uc2(?1')?uc2(?2')2又uc(?1)?uc(?2)?uc(?1')?uc(?2')

?uc(a)?uc(?)?1'

试验九气垫简谐振动和阻尼振动

4?21.T?(m?m0)m周期T作图法

K2.阻尼系数?阻尼常数D驰豫时间?对数减缩?品质因数Q阻尼常数

2D

3.振幅衰减一半所经过的周期个数

4.答：不用，振动周期只取决于振子的质量和倔强系数，气垫不水平只改变平衡位置，不影响周期。

5.答：前面在振动周期数较小的时候，能量损失不明显，可以近似认为为简谐振动，振动周期数较大的时候，能量损失明显，当成是阻尼振动。

6.答：调平气轨，在导轨一端装上滑轮，通过绳连接重物m让其下落，设滑块质量M，则(M?m)a?mg，h?12at，通过测量时间t和下落距离h即可得到重力加速度。27.答：通过振幅衰减一半的振动次数N来测a?0.220?0M。假使测得的结果远大于空气N粘度的典型值，说明滑块和气垫间还有摩擦，以及压缩气体上冲时对滑块有阻碍。8.答：对质量均匀分布的可以，质量不均匀分布的通过试验测量。9.解：D?0.110/NS(Ni)??(Ni?N)2N?1A3

2(N)?(uA(N)?S(Ni)/Nuc(N)?uA)2

ED?EN?uc(N)/N??1D?0222?EDE??E?(E?微小，可忽略)0010.答：一般取最末位上的1，部分可以取最末位上的5。

试验十空气中声速的测定

1.产生超声波电致伸缩接收超声波压电效应

40

2.信号最猛烈时为谐振。

3.声波在空气中衰减示波器增益旋钮

4.答：声波在空气中衰减，不会影响测量，出现最大值时的距离差是不变的。

5.答：处于谐振时信号最猛烈，易于观测。不用示波器监测，可用交流毫伏表测量。6.答：能。其中液体与气体测量方法完全一致，固体通过测量传播时间来测定（时间可用双踪功能，电信号本身和通过接收器的信号输入到示波器的不同偏转方向进行观测即可）。7.解：?v?f?

两边取对数lnv?lnf?ln?求偏导

?(v)?(f)?(?)??vf?将系数带入传递公式：

22uc(v)uc(f)uc(?)??vf2?2试验十一霍耳效应

1.附加电压改变电流方向和磁场方向，测量多个数据相互抵消。2.工作电流霍耳电压励磁电流3.中间匀强磁场

4.答：载流体放入磁场中，受到洛伦兹力作用产生偏转，造成两极板间电子浓度不均匀，从而产生了电势差，这个现象就叫做霍耳效应，这个电压就叫做霍耳电压。由于在半导体中载流子浓度低，灵敏度系数kH大

5.答：磁感应强度的方向与霍耳元件平面法向方向不一致则霍耳元件平面法向上磁感应强度分量变小，霍耳电压相应减小，但总的分布趋势不会改变。试验中可以改变霍耳片角度，观测霍耳电压变化，为最大值时磁感应