华中科技大学《大学物理实验》期末试卷

华中科技大学《大学物理实验》期末试卷及答案班级：________姓名：________学号：________得分：________一、选择题（每题3分，共30分）1.在测量长度时，下列哪种仪器的精度最高？A.米尺（最小分度1mm）B.游标卡尺（精度0.02mm）C.螺旋测微器（精度0.01mm）D.卷尺（最小分度1cm）2.测量某物体质量5次，得到的结果分别为：2.32g,2.34g,2.33g,2.35g,2.33g，则其平均值为A.2.33gB.2.34gC.2.332gD.2.334g3.在单摆实验中，摆长的测量应该包括A.摆线长度B.摆线长度加摆球半径C.摆线长度加摆球直径D.摆球直径4.用伏安法测电阻时，若电压表内阻远大于待测电阻，应采用A.电流表内接法B.电流表外接法C.两种方法均可D.无法确定5.下列哪个物理量的单位是特斯拉（T）？A.电场强度B.磁感应强度C.磁通量D.电动势6.在测量误差理论中，标准偏差反映了测量值的A.准确度B.精密度C.系统误差D.绝对误差7.用惠斯通电桥测量电阻时，电桥平衡的条件是A.检流计中电流为零B.电源两端电压为零C.各桥臂电阻相等D.相邻桥臂电阻乘积相等8.在杨氏双缝干涉实验中，若双缝间距减小，则干涉条纹间距将A.增大B.减小C.不变D.无法确定9.用牛顿环测量透镜曲率半径时，所观察到的干涉条纹是A.等倾干涉条纹B.等厚干涉条纹C.直条纹D.偏振条纹10.在霍尔效应实验中，霍尔电压与下列哪个量无关？A.工作电流B.磁感应强度C.霍尔元件厚度D.霍尔元件宽度二、填空题（每空2分，共20分）11.测量结果的完整表达应包括________、________和________三部分。12.误差按其性质可分为________误差和________误差。13.用最小二乘法处理数据时，应使各测量值与拟合直线的________的平方和最小。14.某长度测量结果表示为L=(5.342±0.003)cm，则该测量的相对误差为________。15.在迈克尔逊干涉仪实验中，当移动可动反射镜M1距离为d时，观察到干涉条纹移动了N条，则光波长λ=________。16.用螺旋测微器测量某物体直径，读数为3.245mm，其中________是估读位。17.某电阻测量值为R=123.4Ω，其有效数字位数为________位。18.分光计主要由望远镜、________、________和底座四部分组成。三、判断题（每题2分，共10分，对的打"√"，错的打"×"）19.系统误差可以通过多次测量取平均值的方法来消除。（）20.有效数字的位数越多，测量结果的精度越高。（）21.用停表测量单摆周期时，测量30个周期的时间再除以30，可以减小测量误差。（）22.游标卡尺不需要估读。（）23.测量值的标准偏差越小，表示测量的精密度越低。（）四、计算题（共40分）24.（10分）用米尺测量某物体长度5次，测量值分别为：5.23cm,5.25cm,5.22cm,5.24cm,5.26cm。已知米尺的仪器误差为0.05cm，求测量结果的完整表达式。25.（15分）在伏安法测电阻实验中，测得电压U=3.24V，电流I=0.12A，电压表内阻RV=10kΩ，电流表内阻RA=0.5Ω。（1）若采用电流表内接法，计算测量值R测和真实值R真；（2）若采用电流表外接法，计算测量值R测和真实值R真；（3）比较两种方法的相对误差，说明哪种方法更适合测量该电阻。26.（15分）在杨氏双缝干涉实验中，双缝间距d=0.2mm，双缝到屏的距离D=1.0m，测得第3级明纹与中央明纹之间的距离x=7.5mm。（1）求入射光的波长λ；（2）若将整个装置浸入折射率n=1.33的水中，其他条件不变，求此时第3级明纹与中央明纹之间的距离x'。参考答案一、选择题1.C2.D3.B4.B5.B6.B7.A8.A9.B10.D二、填空题11.测量值、不确定度、单位12.系统、随机13.偏差14.0.06%15.2d/N16.0.005mm中的517.418.平行光管、载物台三、判断题19.×20.√21.√22.√23.×四、计算题24.解：（1）计算平均值：L=(5.23+5.25+5.22+5.24+5.26)/5=5.24cm（2）计算标准偏差：s=√[(Σ(Li-L)²)/(n-1)]=0.0158cm≈0.02cm（3）计算A类不确定度：uA=s/√n=0.02/√5≈0.009cm（4）B类不确定度：uB=0.05/√3≈0.029cm（5）合成不确定度：u=√(uA²+uB²)=√(0.009²+0.029²)≈0.03cm（6）测量结果：L=(5.24±0.03)cm25.解：（1）电流表内接法：R测=U/I=3.24/0.12=27.0ΩR真=R测-RA=27.0-0.5=26.5Ω（2）电流表外接法：R测=U/I=3.24/0.12=27.0Ω1/R真=1/R测+1/RV=1/27.0+1/10000≈0.0370Ω⁻¹R真≈27.0Ω（3）内接法相对误差：E内=(27.0-26.5)/26.5×100%≈1.9%外接法相对误差：E外=(27.0-27.0)/27.0×100%≈0.0%因此，采用电流表外接法更适合测量该电阻。26.解：（1）杨氏双缝干涉明纹条件：x=kDλ/d(k=0,±1,±2,...)代入数据：7.5×10⁻³=3×1.0×λ/(0.2