物理实验习题答案(第二版教材)(1)
大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----分光计的调节与使用评分标准

《分光计的调节与使用》参考答案和评分标准预习报告(20分)一.实验目的a.了解分光计的结构,掌握调节和使用分光计的方法;b.用分光计测定棱镜顶角。
二. 实验仪器分光计、钠灯、三棱镜、双面反射镜三. 实验原理1.分光计的调节原理2.利用分光计测定棱镜顶角的方法a.自准法b.反射法四. 实验内容和步骤1.按调节分光计的要求调好分光计2.任选一种方法测定三棱镜的顶角评分要点:1、要有实验名称、实验目的、实验原理、实验内容和步骤。
(5分)2、实验原理的书写要求用以自己的语言,言简意赅的语言表述清楚。
(5分)3、要绘制好填充测量数据所需要的表格。
(5分)4、报告的书写要整洁规范。
(5分)数据采集与实验操作(40分)评分要点:1、不能用手直接摸三棱镜和反射镜的表面。
(2分)2、是否调节好分光计。
(15分)3、对实验的原理是否掌握。
(8分)4、实验操作的熟练程度。
(10分)5、是否读出合理的数据。
(5分)A=60°16′±20′E=?评分要点:1、是否列表记录数据,数据记录是否规范、清晰(10分)2、数据处理过程是否完整(10分)[注意:反射法和自准法的公式是不同的]3、是否得出正确答案(R 在合理的范围5分,误差处理5分)六.思考题(10分)1、 分光计由哪几部分组成?答:三脚底座、望远镜、平行光管、载物平台和读数盘。
2、 分光计调整的要求是什么?答:使平行光管发出平行光,望远镜聚焦于无穷远(使叉丝平面落在目镜和物镜的焦平面上),同时使平行光管和望远镜的光轴与转轴垂直。
3、 若刻度盘中心O ’与载物台中心O 不重合,即存在着偏心差,假定载物台从1ϕ转到2ϕ,实际转过的角度为θ,而刻度盘上的读数为1ϕ、'1ϕ、2ϕ、'2ϕ,试证明 2/)]''()[(1212ϕϕϕϕθ-+-=证:如图,O 为转轴中心,O ’为刻度盘中心,θ为望远镜绕中心轴的实际转角,θ1和θ2 分别为从两游标读出的角度值。
高中物理《物理实验》练习题(附答案解析)

高中物理《物理实验》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.如图所示为双缝干涉的实验装置,图中有六个光学元件的名称空缺,关于它们的名称正确的是()A.②单缝③双缝⑥目镜B.①滤光片②双缝③遮光筒C.①单缝③双缝⑥毛玻璃D.②凸透镜③双缝④遮光筒2.关于数字计时器的说法正确的是()A.数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间B.数字计时器能记录物体通过一个光电门的位移C.数字计时器能记录物体先后两次经过光电门之间的时间D.数字计时器不能记录物体先后两次经过光电门之间的时间请阅读下述文字,完成下列小题。
频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。
在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。
如图所示是小球从零时刻开始自由下落的频闪照片示意图,频闪仪每隔0.04s闪光一次。
照片中的数字是闪光时刻小球所处的位置坐标值,单位是厘米。
3.下列物理量中,可以用来描述小球运动快慢的物理量是()A.位移B.速度C.路程D.时间4.小球在前0.08s内的平均速度大小为()A.0.3m/s B.0.4m/s C.0.8m/s D.0.16m/s5.小球在向下运动的过程中,小球的速度( )A .先增大后减小B .逐渐减小C .保持不变D .逐渐增大6.小球在向下运动的过程中,小球的重力势能( )A .逐渐增大B .逐渐减小C .保持不变D .先增大后减小7.小球在向下运动的过程中,小球的机械能( )A .逐渐增大B .逐渐减小C .保持不变D .先增大后减小8.某物体的长度在12 cm 到13 cm 之间,若用最小分度为1 mm 的刻度尺来测量,记录的结果的有效数字位数是( )A .4位B .3位C .2位D .1位 9.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到如图所示的纸带,其中A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为计数点,相邻两计数点间的时间间隔为T ,1x 、2x 、3x 、4x 、5x 、6x 分别为AB 、BC 、CD 、DE 、EF 、FG 的长度,下列用来计算打D 点时小车速度的表达式中误差最小的是( )A .34x x T + B .342x x T + C .23454x x x x T +++ D .162x x T+ 10.在用单摆测量重力加速度的实验中,下面的叙述正确的是( )A .摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且适当长一些B .摆球尽量选择质量小些、体积大些的C .为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆角较大D .用刻度尺测量摆线的长度l ,这就是单摆的摆长11.小明用如图的电路测量一节干电池的电动势和内阻,实验测量得到的电动势E '和内阻r '与电动势的真实值E 和内阻的真实值r 之间的大小关系,正确的是( )A .E E '<,r r '<B .E E '=,r r '>C .E E '<,r r '>D .E E '=,r r '<12.如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列说法正确的是( )A .滤光片应置于单缝和双缝之间B .拨杆的作用是为了调节缝的宽度C .把单缝与双缝的距离增大,干涉条纹间距减小D .把毛玻璃屏与双缝的距离增大,干涉条纹间距增大二、多选题13.关于打点计时器和打出的纸带,下列叙述中正确的是( )A .电火花打点计时器使用交流电,电磁打点计时器使用直流电B .纸带上点迹均匀,说明物体做匀速运动C .纸带上点迹变稀疏,说明物体做加速运动D .在做打点计时器测量速度的实验时,应先释放纸带,再接通电源14.如果打点计时器用50Hz 的交流电,下列说法中正确的是( )A .打点计时器的打点周期是0.02sB .每隔2个点取一个计数点,则计数周期为0.04sC .每隔5个点取一个计数点,则计数周期为0.1sD .每5个点取一个计数点,则计数周期为0.1s15.当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点迹,下列说法正确的是()A .点迹记录了物体运动的时间B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移大小C.点迹在纸带上的分布情况十分准确地记录了物体的运动情况D.点迹在纸带上的分布情况能准确反映物体的运动情况16.在做了“测定平行玻璃砖的折射率”的实验(如图)后,某同学得出下列几种结论中,说法正确的是()A.玻璃砖的宽度适当选大些B.入射角应尽量小些,防止在另一侧面发生全反射C.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些D.入射角越大越好,这样测量误差能尽可能的减小E.玻璃砖的折射率与入射角有关,入射角越大,测得折射率越大F.玻璃砖的折射率与入射角无关,入射角越大,折射角越大,但是入射角与折射角的正弦值的比值是一个常数G.玻璃砖的折射率与入射角无关,入射角越大,折射角越大,但是入射角与折射角的比值是一个常数三、填空题17.如图所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm 长50等分,它们的读数依次为____mm、____mm、____mm。
大学物理实验误差习题(含答案)第1、2次

习题1测量误差一、选择题1、用万用表交流电压档 ( 频率上限仅为 5kHz) 测量频率高达500kHz 、10V 左右的高频电压,发现示值还不到2V,该误差属于( )。
A.系统误差B. 粗大误差C. 随机误差D. 动态误差【代码】10513035【答案】B2、用万用表直流电压档测量 5 号干电池电压,发现每次示值均为 1.9V ,该误差属于( )。
A. 系统误差(有规律)B. 粗大误差C. 随机误差D. 动态误差【代码】10513045【答案】A3、测量200℃温度,当精度相同时,传感器的量程选择那块传感器?()A.量程50~250℃B.量程0~500℃C.量程-50~300℃D.量程0~200℃【代码】10513085【答案】A4、我国电工仪表等级分为()级。
A. 5级B. 6级C. 7级D. 8级【代码】10511098【答案】C5、在以下各种测量误差中,属于随机误差的有:()A.由于电表零点不准引起的测量误差(系统)B.由于指针安装偏心引起的测量误差(系统)C.由于空气扰动等微小变化引起的测量误差(随机)D.由于测量方法不完善引起的测量误差(过失)【代码】10524103【答案】C6.关于测量误差,以下说法错误的是:()A. 通过多次测量取平均值的方法,可以削弱随机误差对测量结果的影响B. 由电表零点不准引起的误差属于系统误差C. 由于仪表指针安装偏心而引起的误差属于随机误差D. 含有粗大误差的测量值为坏值,应剔除不用【代码】10524113【答案】C7、用三种方法测量工件误差,用第一种方法测得工件=100mm的误差为Δ=±0.01mm,第二种方法测得工件=100mm的误差为:Δ=±0.02mm,第三种方法测得工件=180mm时的误差Δ=±0.02mm,则哪种方法测量的精度最高()。
A.第一种(参考教材P9“相对误差”)B.第二种C.第三种D.以上都不对【代码】10623015【答案】A8、有一温度计,它的测量范围为0~200℃,精度{满度(或引用)相对误差就被用来确定仪表的精度等级S }为0.5级(相对误差≤0.5%),该表可能出现的最大绝对误差为()。
大学 物理实验 教程 第二版 北京邮电大学出版社 课件分光计参考答案

用分光计测量三棱镜折射率实验数据处理1.顶角及不确定度)(A u 的计算(1)自准法: )(2118021210右右左左θθθθ-+--=A , θθθ∆==⨯=)()()21(4)(22u u A u (2)反射法: )(412121右右左左θθθθ-+-=A 2.最小偏向角及最小偏向角的不确定度的计算 (1)最小偏向角min δ的计算公式:)(412121min 右右左左θθθθδ-+-= (2)最小偏向角min δ的不确定度计算公式: θθθδ∆==⨯=21)(21)()41(4)(22min u u u 仪器误差Δθ = 2′= 5.82×10-4(rad)u (A ) = 2′= 5.82×10-4(rad) u (δmin ) = 1′= 2.91×10-4(rad)A = ° ′±2′ δmin = ° ′±1′3.折射率n 以及折射率的不确定度)(n u 的计算(1)折射率的计算公式 A A n 21sin )(21sin min +=δ (2)折射率的不确定度计算公式)(2)(222)(min 2min 222min δδδu A ctg A u A ctg A ctg n n u ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-= )(2sin 2cos 21)(2sin 2sin 2cos 212cos 2sin 21min 22min 222min min δ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δ++⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛δ+-δ+=u A A A u A A A A A )()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(min 22min 222min δδδu A A A u A ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡= 22min 222min )21()21sin(2)(21cos )()21(sin 2)21sin(θδθδ∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++∆⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=A A A 式中的角度的不确定度应取弧度为单位 n ±u (n ) = ±思考题及参考答案1.望远镜光轴与分光计的中心轴相垂直,应该在望远镜中看到什么现象?利用哪些螺钉调节?光学平行平板或三棱镜两个光学面反射的十字像,都能与望远镜分划板叉丝刻线上交点重合。
物理学教程(第二版)[上册]第五章课后习题答案解析详解
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物理学教程第二版第五章课后习题答案第五章 机械振动5-1 一个质点作简谐运动,振幅为A ,在起始时刻质点的位移为2A,且向x 轴正方向运动,代表此简谐运动的旋转矢量为( )题5-1图分析与解(B )图中旋转矢量的矢端在x 轴上投影点的位移为-A /2,且投影点的运动方向指向Ox 轴正向,即其速度的x 分量大于零,故满足题意.因而正确答案为(B ).5-2 一简谐运动曲线如图(a )所示,则运动周期是( )(A) 2.62 s (B) 2.40 s (C) 2.20 s(D )2.00 s题5-2图分析与解 由振动曲线可知,初始时刻质点的位移为A /2,且向x 轴正方向运动.图(b)是其相应的旋转矢量图,由旋转矢量法可知初相位为-3/π2.振动曲线上给出质点从A /2 处运动到x =0处所需时间为1 s ,由对应旋转矢量图可知相应的相位差65232πππϕ=+=∆,则角频率1s rad 65Δ/Δ-⋅==πϕωt ,周期s 40.22==ωπT .故选(B ). 5-3 两个同周期简谐运动曲线如图(a )所示, x 1的相位比x 2的相位( )(A )落后2π(B )超前2π(C )落后π(D )超前π分析与解 由振动曲线图作出相应的旋转矢量图(b )即可得到答案为(B ).题5 -3图5-4 两个同振动方向、同频率、振幅均为A 的简谐运动合成后,振幅仍为A ,则这两个简谐运动的相位差为( )(A )60 (B )90 (C )120 (D )180分析与解 由旋转矢量图可知两个简谐运动1和2的相位差为120 时,合成后的简谐运动3的振幅仍为A .正确答案为(C ).题5-4图5-5 若简谐运动方程为⎪⎭⎫ ⎝⎛+=4ππ20cos 10.0t x ,式中x 的单位为m ,t 的单位为s.求:(1)振幅、频率、角频率、周期和初相;(2)s 2=t 时的位移、速度和加速度.分析 可采用比较法求解.将已知的简谐运动方程与简谐运动方程的一般形式()ϕω+=t A x cos 作比较,即可求得各特征量.运用与上题相同的处理方法,写出位移、速度、加速度的表达式,代入t 值后,即可求得结果.解 (1)将()()m π25.0π20cos 10.0+=t x 与()ϕω+=t A x cos 比较后可得:振幅A =0.10m ,角频率1s rad π20-⋅=ω,初相ϕ=0.25π,则周期s 1.0/π2==ωT ,频率Hz /1T =v .(2)s 2=t 时的位移、速度、加速度分别为()m 1007.7π25.0π40cos 10.02-⨯=+=t x()-1s m 44.4π25.0π40sin π2d /d ⋅-=+-==t x v()-22222s m 1079.2π25.0π40cos π40d /d ⋅⨯-=+-==t x a5-6 一远洋货轮,质量为m ,浮在水面时其水平截面积为S .设在水面附近货轮的水平截面积近似相等,水的密度为ρ,且不计水的粘滞阻力,证明货轮在水中作振幅较小的竖直自由运动是简谐运动,并求振动周期.分析 要证明货轮作简谐运动,需要分析货轮在平衡位置附近上下运动时,它所受的合外力F 与位移x 间的关系,如果满足kx F -=,则货轮作简谐运动.通过kx F -=即可求得振动周期k m ωT /π2/π2==. 证 货轮处于平衡状态时[图(a )],浮力大小为F =mg .当船上下作微小振动时,取货轮处于力平衡时的质心位置为坐标原点O ,竖直向下为x 轴正向,如图(b )所示.则当货轮向下偏移x 位移时,受合外力为∑'+=F P F其中F '为此时货轮所受浮力,其方向向上,大小为gSx mg gSx F F ρρ+=+='题5-6图则货轮所受合外力为kx gSx F P F -=-='-=∑ρ式中gS k ρ=是一常数.这表明货轮在其平衡位置上下所作的微小振动是简谐运动.由∑=t x m F 22d d /可得货轮运动的微分方程为0d d 22=+m gSx t x //ρ令m gS /ρω=2,可得其振动周期为gS ρm πωT /2/π2==5-7 如图(a )所示,两个轻弹簧的劲度系数分别为1k 、2k .当物体在光滑斜面上振动时.(1)证明其运动仍是简谐运动;(2)求系统的振动频率.题5-7图分析 从上两题的求解知道,要证明一个系统作简谐运动,首先要分析受力情况,然后看是否满足简谐运动的受力特征(或简谐运动微分方程).为此,建立如图(b )所示的坐标.设系统平衡时物体所在位置为坐标原点O ,Ox 轴正向沿斜面向下,由受力分析可知,沿Ox 轴,物体受弹性力及重力分力的作用,其中弹性力是变力.利用串联时各弹簧受力相等,分析物体在任一位置时受力与位移的关系,即可证得物体作简谐运动,并可求出频率υ.证 设物体平衡时两弹簧伸长分别为1x 、2x ,则由物体受力平衡,有2211sin x k x k mg ==θ(1)按图(b )所取坐标,物体沿x 轴移动位移x 时,两弹簧又分别被拉伸1x '和2x ',即21x x x '+'=.则物体受力为 ()()111222sin sin x x k mg x x k mg F '+-='+-=θθ(2) 将式(1)代入式(2)得1122x k x k F '-='-=(3) 由式(3)得11k F x /-='、22k F x /-=',而21x x x '+'=,则得到()[]kx x k k k k F -=+-=2121/式中()2121k k k k k +=/为常数,则物体作简谐运动,振动频率 ()m k k k k πm k ωv 2121/21/π21π2/+=== 讨论 (1)由本题的求证可知,斜面倾角θ对弹簧是否作简谐运动以及振动的频率均不产生影响.事实上,无论弹簧水平放置、斜置还是竖直悬挂,物体均作简谐运动.而且可以证明它们的频率相同,均由弹簧振子的固有性质决定,这就是称为固有频率的原因.(2)如果振动系统如图(c )(弹簧并联)或如图(d )所示,也可通过物体在某一位置的受力分析得出其作简谐运动,且振动频率均为()m k k v /π2121+=,读者可以一试.通过这些例子可以知道,证明物体是否作简谐运动的思路是相同的.5-8 一放置在水平桌面上的弹簧振子,振幅A =2.0 ×10-2 m ,周期T =0.50s.当t =0 时,(1)物体在正方向端点;(2)物体在平衡位置、向负方向运动;(3)物体在x =-1.0×10-2m 处,向负方向运动;(4)物体在x =-1.0×10-2 m 处,向正方向运动.求以上各种情况的运动方程.分析 在振幅A 和周期T 已知的条件下,确定初相φ是求解简谐运动方程的关键.初相的确定通常有两种方法.(1)解析法:由振动方程出发,根据初始条件,即t =0 时,x =x 0和v =v 0来确定φ值.(2)旋转矢量法:如图(a )所示,将质点P 在Ox 轴上振动的初始位置x 0和速度v 0的方向与旋转矢量图相对应来确定φ.旋转矢量法比较直观、方便,在分析中常采用.题5-8图解 由题给条件知A =2.0 ×10-2 m ,1s π4/2-==T ω,而初相φ可采用分析中的两种不同方法来求.解析法:根据简谐运动方程()ϕω+=t A x cos ,当0t =时有()ϕω+=t A x cos 0,sin 0ϕωA -=v .当(1)A x =0时,1cos 1=ϕ,则01=ϕ;(2)00=x 时,0cos 2=ϕ,2π2±=ϕ,因00<v ,取2π2=ϕ;(3)m 100120-⨯=.x 时,50cos 3.=ϕ,3π3±=ϕ,由00<v ,取3π3=ϕ;(4)m 100120-⨯-=.x 时,50cos 4.-=ϕ,3ππ4±=ϕ,由00>v ,取3π44=ϕ. 旋转矢量法:分别画出四个不同初始状态的旋转矢量图,如图(b )所示,它们所对应的初相分别为01=ϕ,2π2=ϕ,3π3=ϕ,3π44=ϕ. 振幅A 、角频率ω、初相φ均确定后,则各相应状态下的运动方程为(1)()m t πcos4100.22-⨯=x(2)()()m /2πt π4cos 100.22+⨯=-x(3)()()m /3πt π4cos 100.22+⨯=-x(4)()()m0.22+10=-xcos⨯/3π44tπ5-9有一弹簧,当其下端挂一质量为m的物体时,伸长量为9.8 ×10-2 m.若使物体上、下振动,且规定向下为正方向.(1)当t=0 时,物体在平衡位置上方8.0 ×10-2m处,由静止开始向下运动,求运动方程.(2)当t=0时,物体在平衡位置并以0.6m·s-1的速度向上运动,求运动方程.分析求运动方程,也就是要确定振动的三个特征物理量A、ω和φ.其中振动的角频率是由弹簧振子系统的固有性质(振子质量m及弹簧劲度系数k)决定的,即k mω=/,k可根据物体受力平衡时弹簧的伸长来计算;振幅A和初相φ需要根据初始条件确定.题5-9图解物体受力平衡时,弹性力F与重力P的大小相等,即F=mg.而此时弹簧的伸长量Δl=9.8 ×10-2m.则弹簧的劲度系数k=F/Δl =mg/Δl.系统作简谐运动的角频率为1ωmk//g=s=l10-∆=(1)设系统平衡时,物体所在处为坐标原点,向下为x轴正向.由初始条件t =0 时,x10=8.0 ×10-2m、v10=0 可得振幅()m 10082210210-⨯=+=./ωv x A ;应用旋转矢量法可确定初相π1=ϕ[图(a )].则运动方程为()()m π10t cos 100.821+⨯=-x(2)t =0时,x 20=0、v 20=0.6 m·s -1,同理可得()m 100622202202-⨯=+=./ωv x A ;2/π2=ϕ[图(b )].则运动方程为 ()()m π5.010t cos 100.622+⨯=-x5-10 某振动质点的x -t 曲线如图(a )所示,试求:(1)运动方程;(2)点P 对应的相位;(3)到达点P 相应位置所需的时间.分析 由已知运动方程画振动曲线和由振动曲线求运动方程是振动中常见的两类问题.本题就是要通过x -t 图线确定振动的三个特征量A 、ω和0ϕ,从而写出运动方程.曲线最大幅值即为振幅A ;而ω、0ϕ通常可通过旋转矢量法或解析法解出,一般采用旋转矢量法比较方便.解 (1)质点振动振幅A =0.10 m.而由振动曲线可画出t 0=0 和t 1=4 s时旋转矢量,如图(b )所示.由图可见初相3/π0-=ϕ(或3/π50=ϕ),而由()3201//ππω+=-t t 得1s 24/π5-=ω,则运动方程为()m 3/π24π5cos 10.0⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t x题5-10图(2)图(a )中点P 的位置是质点从A /2 处运动到正向的端点处.对应的旋转矢量图如图(c )所示.当初相取3/π0-=ϕ时,点P 的相位为()000=-+=p p t ωϕϕ(如果初相取成3/π50=ϕ,则点P 相应的相位应表示为()π200=-+=p p t ωϕϕ.(3)由旋转矢量图可得()3/π0=-p t ω,则s 61.=p t .5-11 质量为10 g 的物体沿x 的轴作简谐运动,振幅A =10 cm ,周期T =4.0 s ,t =0 时物体的位移为,cm 0.50-=x 且物体朝x 轴负方向运动,求(1)t =1.0 s 时物体的位移;(2)t =1.0 s 时物体受的力;(3)t =0之后何时物体第一次到达x =5.0 cm 处;(4)第二次和第一次经过x =5.0 cm 处的时间间隔.分析根据题给条件可以先写出物体简谐运动方程)cos(ϕω+=t A x .其中振幅A ,角频率Tπ2=ω均已知,而初相ϕ可由题给初始条件利用旋转矢量法方便求出. 有了运动方程,t 时刻位移x 和t 时刻物体受力x m ma F 2ω-==也就可以求出. 对于(3)、(4)两问均可通过作旋转矢量图并根据公式t ∆=∆ωϕ很方便求解.解由题给条件画出t =0时该简谐运动的旋转矢量图如图(a )所示,可知初相3π2=ϕ.而A =0.10 m ,1s 2ππ2-==T ω.则简谐运动方程为m )3π22πcos(10.0+=t x (1)t =1.0 s 时物体的位移m 1066.8m )3π22π0.1cos(10.02-⨯-=+⨯=x(2)t =1.0 s 时物体受力N1014.2N)1066.8()2π(101032232---⨯=⨯-⨯⨯⨯-=-=x m F ω (3)设t =0时刻后,物体第一次到达x =5.0 cm 处的时刻为t 1,画出t =0和t =t 1时刻的旋转矢量图,如图(b )所示,由图可知,A 1与A 的相位差为π,由t ∆=∆ωϕ得s 2s 2/ππ1==∆=ωϕt (4)设t =0时刻后,物体第二次到达x =5.0 cm 处的时刻为t 2,画出t =t 1和t = t 2时刻的旋转矢量图,如图(c )所示,由图可知,A 2与A 1的相位差为3π2,故有 s 34s 2/π3/π212==∆=-=∆ωϕt t t题 5-11 图5-12 图(a )为一简谐运动质点的速度与时间的关系曲线,且振幅为2cm ,求(1)振动周期;(2)加速度的最大值;(3)运动方程. 分析 根据v -t 图可知速度的最大值v max ,由v max =Aω可求出角频率ω,进而可求出周期T 和加速度的最大值a max =Aω2.在要求的简谐运动方程x =A cos (ωt +φ)中,因为A 和ω已得出,故只要求初相位φ即可.由v -t 曲线图可以知道,当t =0 时,质点运动速度v 0=v max /2 =Aω/2,之后速度越来越大,因此可以判断出质点沿x 轴正向向着平衡点运动.利用v 0=-Aωsinφ就可求出φ. 解 (1)由ωA v =max 得1s 51-=.ω,则s 2.4/π2==ωT(2)222max s m 1054--⋅⨯==.ωA a(3)从分析中已知2/sin 0ωA ωA =-=v ,即21sin /-=ϕ6/π5,6/π--=ϕ因为质点沿x 轴正向向平衡位置运动,则取6/π5-=,其旋转矢量图如图(b )所示.则运动方程为()cm 6π55.1cos 2⎪⎭⎫⎝⎛-=t x题5-12图5-13 有一单摆,长为1.0m ,最大摆角为5°,如图所示.(1)求摆的角频率和周期;(2)设开始时摆角最大,试写出此单摆的运动方程;(3)摆角为3°时的角速度和摆球的线速度各为多少?题5-13图分析 单摆在摆角较小时(θ<5°)的摆动,其角量θ与时间的关系可表示为简谐运动方程()ϕωθθ+=t cos max ,其中角频率ω仍由该系统的性质(重力加速度g 和绳长l )决定,即l g /=ω.初相φ与摆角θ,质点的角速度与旋转矢量的角速度(角频率)均是不同的物理概念,必须注意区分. 解 (1)单摆角频率及周期分别为s 01.2/π2;s 13.3/1====-ωT l g ω(2)由0=t 时o max 5==θθ可得振动初相0=ϕ,则以角量表示的简谐运动方程为t θ13.3cos 36π=(3)摆角为3°时,有()60cos max ./==+θθϕωt ,则这时质点的角速度为()()1max 2max max s2180800cos 1sin /d d --=-=+--=+-=..ωθϕωωθϕωωθθt t t线速度的大小为1s m 218.0/d d -⋅-==t l v θ讨论 质点的线速度和角速度也可通过机械能守恒定律求解,但结果会有极微小的差别.这是因为在导出简谐运动方程时曾取θθ≈sin ,所以,单摆的简谐运动方程仅在θ较小时成立.*5-14 一飞轮质量为12kg ,内缘半径r =0.6m,如图所示.为了测定其对质心轴的转动惯量,现让其绕内缘刃口摆动,在摆角较小时,测得周期为2.0s ,试求其绕质心轴的转动惯量.题5-14图分析 飞轮的运动相当于一个以刃口为转轴的复摆运动,复摆振动周期为c /π2mgl J T =,因此,只要知道复摆振动的周期和转轴到质心的距离c l ,其以刃口为转轴的转动惯量即可求得.再根据平行轴定理,可求出其绕质心轴的转动惯量.解 由复摆振动周期c /π2mgl J T =,可得22π4/m g r TJ =(这里r l C ≈).则由平行轴定理得222220m kg 83.2π4⋅=-=-=mr mgrT mr J J 5-15 如图(a )所示,质量为 1.0 ×10-2kg 的子弹,以500m·s -1的速度射入木块,并嵌在木块中,同时使弹簧压缩从而作简谐运动,设木块的质量为4.99 kg ,弹簧的劲度系数为8.0 ×103 N·m -1,若以弹簧原长时物体所在处为坐标原点,向左为x 轴正向,求简谐运动方程.题5-15图分析 可分为两个过程讨论.首先是子弹射入木块的过程,在此过程中,子弹和木块组成的系统满足动量守恒,因而可以确定它们共同运动的初速度v 0,即振动的初速度.随后的过程是以子弹和木块为弹簧振子作简谐运动.它的角频率由振子质量m 1+m 2和弹簧的劲度系数k 确定,振幅和初相可根据初始条件(初速度v 0和初位移x 0)求得.初相位仍可用旋转矢量法求. 解 振动系统的角频率为()121s 40-=+=m m k /ω由动量守恒定律得振动的初始速度即子弹和木块的共同运动初速度v 0为12110s m 0.1-⋅=+=m m v m v又因初始位移x 0=0,则振动系统的振幅为()m 105.2//202020-⨯==+=ωωx A v v图(b )给出了弹簧振子的旋转矢量图,从图中可知初相位2/π0=ϕ,则简谐运动方程为()()m π0.540cos 105.22+⨯=-t x5-16 如图(a )所示,一劲度系数为k 的轻弹簧,其下挂有一质量为m 1的空盘.现有一质量为m 2的物体从盘上方高为h 处自由落入盘中,并和盘粘在一起振动.问:(1)此时的振动周期与空盘作振动的周期有何不同?(2)此时的振幅为多大?题5-16图分析 原有空盘振动系统由于下落物体的加入,振子质量由m 1变为m 1 + m 2,因此新系统的角频率(或周期)要改变.由于()2020/ωx A v +=,因此,确定初始速度v 0和初始位移x 0是求解振幅A 的关键.物体落到盘中,与盘作完全非弹性碰撞,由动量守恒定律可确定盘与物体的共同初速度v 0,这也是该振动系统的初始速度.在确定初始时刻的位移x 0时,应注意新振动系统的平衡位置应是盘和物体悬挂在弹簧上的平衡位置.因此,本题中初始位移x 0,也就是空盘时的平衡位置相对新系统的平衡位置的位移.解 (1)空盘时和物体落入盘中后的振动周期分别为k m ωT /π2/π21== ()k m m ωT /π2/π221+='='可见T ′>T ,即振动周期变大了.(2)如图(b )所示,取新系统的平衡位置为坐标原点O .则根据分析中所述,初始位移为空盘时的平衡位置相对粘上物体后新系统平衡位置的位移,即g kmg k m m k g m l l x 2211210-=+-=-= 式中k g m l 11=为空盘静止时弹簧的伸长量,l 2=g km m 21+为物体粘在盘上后,静止时弹簧的伸长量.由动量守恒定律可得振动系统的初始速度,即盘与物体相碰后的速度gh m m m m m m 22122120+=+=v v 式中gh 2=v 是物体由h 高下落至盘时的速度.故系统振动的振幅为()gm m khk g m x A )(21/2122020++='+=ωv 本题也可用机械能守恒定律求振幅A .5-17 质量为0.10kg 的物体,以振幅1.0×10-2 m 作简谐运动,其最大加速度为4.0 m·s -1求:(1)振动的周期;(2)物体通过平衡位置时的总能量与动能;(3)物体在何处其动能和势能相等?(4)当物体的位移大小为振幅的一半时,动能、势能各占总能量的多少?分析 在简谐运动过程中,物体的最大加速度2max ωA a =,由此可确定振动的周期T .另外,在简谐运动过程中机械能是守恒的,其中动能和势能互相交替转化,其总能量E =kA 2/2.当动能与势能相等时,E k =E P =kA 2/4.因而可求解本题. 解 (1)由分析可得振动周期s 314.0/π2/π2max ===a A ωT(2)当物体处于平衡位置时,系统的势能为零,由机械能守恒可得系统的动能等于总能量,即J 100221213max22k -⨯====.mAa mA E E ω (3)设振子在位移x 0处动能与势能相等,则有42220//kA kx =得m 100772230-⨯±=±=./A x(4)物体位移的大小为振幅的一半(即2x A =/)时的势能为4221212P /E A k kx E =⎪⎭⎫⎝⎛==则动能为43P K /E E E E =-=5-18 一劲度系数k =312 1m N -⋅的轻弹簧,一端固定,另一端连接一质量kg 3.00=m 的物体,放在光滑的水平面上,上面放一质量为kg 2.0=m 的物体,两物体间的最大静摩擦系数5.0=μ.求两物体间无相对滑动时,系统振动的最大能量.分析简谐运动系统的振动能量为2p k 21kA E E E =+=.因此只要求出两物体间无相对滑动条件下,该系统的最大振幅max A 即可求出系统振动的最大能量.因为两物体间无相对滑动,故可将它们视为一个整体,则根据简谐运动频率公式可得其振动角频率为mm k+=0ω.然后以物体m 为研究对象,它和m 0一起作简谐运动所需的回复力是由两物体间静摩擦力来提供的.而其运动中所需最大静摩擦力应对应其运动中具有最大加速度时,即max 2max A m ma mg ωμ==,由此可求出max A . 解根据分析,振动的角频率mm k+=0ω 由max 2max A m ma mg ωμ==得kgm m g A μωμ)(02max +=则最大能量J1062.92)(])([212132220202max max -⨯=+=+==kg m m kg m m k kA E μμ5-19 已知两同方向、同频率的简谐运动的运动方程分别为()()m π75.010cos 05.01+=t x ;()()m π25.010cos 06.02+=t x .求:(1)合振动的振幅及初相;(2)若有另一同方向、同频率的简谐运动()()m 10cos 07033ϕ+=t x .,则3ϕ为多少时,x 1+x 3的振幅最大?又3ϕ为多少时,x 2+x 3的振幅最小?题5-19图分析 可采用解析法或旋转矢量法求解.由旋转矢量合成可知,两个同方向、同频率简谐运动的合成仍为一简谐运动,其角频率不变;合振动的振幅()12212221cos 2ϕϕ-++=A A A A A ,其大小与两个分振动的初相差12ϕϕ-相关.而合振动的初相位()()[]22112211cos cos sin sin arctan ϕϕϕϕϕA A A A ++=/解 (1)作两个简谐运动合成的旋转矢量图(如图).因为2/πΔ12-=-=ϕϕϕ,故合振动振幅为()m 1087cos 2212212221-⨯=-++=.ϕϕA A A A A合振动初相位()()[]rad1.48arctan11cos cos sin sin arctan 22112211==++=ϕϕϕϕϕA A A A /(2)要使x 1+x 3振幅最大,即两振动同相,则由π2Δk =ϕ得,...2,1,0,π75.0π2π213±±=+=+=k k k ϕϕ要使x 1+x 3的振幅最小,即两振动反相,则由()π12Δ+=k ϕ得(),...2,1,0,π25.1π2π1223±±=+=++=k k k ϕϕ5-20 两个同频率的简谐运动1 和2 的振动曲线如图(a )所示,求(1)两简谐运动的运动方程x 1和x 2;(2)在同一图中画出两简谐运动的旋转矢量,并比较两振动的相位关系;(3)若两简谐运动叠加,求合振动的运动方程.分析 振动图已给出了两个简谐运动的振幅和周期,因此只要利用图中所给初始条件,由旋转矢量法或解析法求出初相位,便可得两个简谐运动的方程.解 (1)由振动曲线可知,A =0.1 m,T =2s,则ω=2π/T =πs-1.曲线1表示质点初始时刻在x =0 处且向x 轴正向运动,因此φ1=-π/2;曲线2 表示质点初始时刻在x =A /2 处且向x 轴负向运动,因此φ2=π/3.它们的旋转矢量图如图(b )所示.则两振动的运动方程分别为()()m 2/ππcos 1.01-=t x 和()()m 3/ππcos 1.02+=t x(2)由图(b )可知振动2超前振动1 的相位为5π/6. (3)()ϕω+'=+=t A x x x cos 21其中()m 0520cos 212212221.=-++='ϕϕA A A A A()12π0.268arctan cos cos sin sin arctan22112211-=-=++=ϕϕϕϕϕA A A A则合振动的运动方程为 ()()m π/12πcos 052.0-=t x题5-20 图5-21 将频率为348 Hz 的标准音叉振动和一待测频率的音叉振动合成,测得拍频为3.0Hz .若在待测频率音叉的一端加上一小块物体,则拍频数将减少,求待测音叉的固有频率.分析 这是利用拍现象来测定振动频率的一种方法.在频率υ1和拍频数Δυ=|υ2-υ1|已知的情况下,待测频率υ2可取两个值,即υ2=υ1 ±Δυ.式中Δυ前正、负号的选取应根据待测音叉系统质量改变时,拍频数变化的情况来决定.解 根据分析可知,待测频率的可能值为υ2=υ1 ±Δυ=(348 ±3) Hz因振动系统的固有频率mkπ21=v ,即质量m 增加时,频率υ减小.从题意知,当待测音叉质量增加时拍频减少,即|υ2-υ1|变小.因此,在满足υ2与Δυ均变小的情况下,式中只能取正号,故待测频率为υ2=υ1+Δυ=351 Hz*5-22 图示为测量液体阻尼系数的装置简图,将一质量为m 的物体挂在轻弹簧上,在空气中测得振动的频率为υ1,置于液体中测得的频率为υ2,求此系统的阻尼系数.题5-22图分析 在阻尼不太大的情况下,阻尼振动的角频率ω与无阻尼时系统的固有角频率ω0及阻尼系数δ有关系式220δωω-=.因此根据题中测得的υ1和υ2(即已知ω0、ω),就可求出δ.解 物体在空气和液体中的角频率为10π2v =ω和2π2v =ω,得阻尼系数为2221220π2v v -=-=ωωδ。
物理实验(朱基珍)习题答案

第一章复习提要1.什么是基本单位和导出单位? 2。
什么是基本量与导出量?(教材P10)物理学中独立定义的单位叫做基本单位,所对应的物理量叫做基本量。
由基本单位导出的单位叫做导出单位,对应的物理量叫做导出量。
2.哪些物理量为基本物理量,它们的基本单位、符号、定义是什么?(教材P10)在国际单位制中,长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、物质的量和发光强度等七个物理量为基本物理量,它们的单位分别为“米”、“千克”、“秒”、“安培”、“开尔文”、“摩尔”和“坎德拉”,它们的单位符号分别为“m”、“kg”、“s”、“A”、“K”、“mol”和“cd”,它们的单位定位分别详见教材P10表1-1 。
3.物理实验中有哪些常用的长度测量器具?(教材P11)物理实验中,测量长度的常用工具有:钢直尺、钢卷尺、游标卡尺、千分尺、千分表、测微目镜、读数显微镜、电涡流传感器、电容传感器、电感传感器、光栅传感器、激光干涉仪等。
4.物理实验中有哪些常用的质量测量工具?(教材P11)物理实验中,质量测量最常用的仪器有电子秤、弹簧秤、物理天平、分析天平等。
5.物理实验中常用的时间测量工具有哪些?(教材P12)物理实验中常用的时间测量仪器有:秒表(停表),指针式机械表、数字显示式电子表、数字毫秒计等。
6.物理实验中常用的温度测量工具有哪些?(教材P12)物理实验中常用的温度测量仪器有水银温度计、热电偶和光测温度计等。
7.物理实验中有哪些常用的电流测量仪表?(教材P12)物理实验中电流测量常用仪器有安培表、检流计、表头、灵敏电流计、万用电表、钳表等。
9.(1)力学、热学实验操作过程中应注意什么?(2)力学实验的基本功有哪些?(1)略(教材P13)。
(2)仪器的零位校准,水平和铅直调整等调节是力学实验的基本功,务必熟练掌握。
10.(1)电磁学实验操作过程中应注意什么?(2)电磁学实验的基本功是什么?(1)略(教材P13)。
(2)回路法接线是电磁学实验的基本功,务必熟练掌握。
物理实验(1)、(2)学习通课后章节答案期末考试题库2023年

物理实验(1)、(2)学习通课后章节答案期末考试题库2023年
1.按照实验报告模板格式上交pdf格式报告
参考答案:
无
2.大家按照实验报告模板按时上交pdf实验报告。
参考答案:
11
3.(1)报告格式请参照实验报告模板;(2)请上传pdf 文档;(3)注意截
止时间。
参考答案:
11
4.(3)注意截止时间。
参考答案:
11
5.提交万用表设计报告
参考答案:
提交万用表设计报告
6.提交霍尔效应实验报告,报告格式参考如下
参考答案:
提交霍尔效应实验报告
7.提交动态磁滞回线的测量实验报告
参考答案:
提交动态磁滞回线的测量实验报告
8.提交太阳能电池测量实验报告
参考答案:
提交太阳能电池测量实验报告
9.提交双臂电桥测低电阻实验报告
参考答案:
提交双臂电桥测低电阻实验报告
10.提交干涉法测微小量实验报告
参考答案:
提交干涉法测微小量实验报告
11.提交驻波实验报告
参考答案:
提交驻波实验报告。
大学物理实验第二版_课后习题答案

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第一章复习提要1.什么是基本单位和导出单位? 2。
什么是基本量与导出量?(教材P10)物理学中独立定义的单位叫做基本单位,所对应的物理量叫做基本量。
由基本单位导出的单位叫做导出单位,对应的物理量叫做导出量。
2.哪些物理量为基本物理量,它们的基本单位、符号、定义是什么?(教材P10)在国际单位制中,长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、物质的量和发光强度等七个物理量为基本物理量,它们的单位分别为“米”、“千克”、“秒”、“安培”、“开尔文”、“摩尔”和“坎德拉”,它们的单位符号分别为“m”、“kg”、“s”、“A”、“K”、“mol”和“cd”,它们的单位定位分别详见教材P10表1-1 。
3.物理实验中有哪些常用的长度测量器具?(教材P11)物理实验中,测量长度的常用工具有:钢直尺、钢卷尺、游标卡尺、千分尺、千分表、测微目镜、读数显微镜、电涡流传感器、电容传感器、电感传感器、光栅传感器、激光干涉仪等。
4.物理实验中有哪些常用的质量测量工具?(教材P11)物理实验中,质量测量最常用的仪器有电子秤、弹簧秤、物理天平、分析天平等。
5.物理实验中常用的时间测量工具有哪些?(教材P12)物理实验中常用的时间测量仪器有:秒表(停表),指针式机械表、数字显示式电子表、数字毫秒计等。
6.物理实验中常用的温度测量工具有哪些?(教材P12)物理实验中常用的温度测量仪器有水银温度计、热电偶和光测温度计等。
7.物理实验中有哪些常用的电流测量仪表?(教材P12)物理实验中电流测量常用仪器有安培表、检流计、表头、灵敏电流计、万用电表、钳表等。
9.(1)力学、热学实验操作过程中应注意什么?(2)力学实验的基本功有哪些?(1)略(教材P13)。
(2)仪器的零位校准,水平和铅直调整等调节是力学实验的基本功,务必熟练掌握。
10.(1)电磁学实验操作过程中应注意什么?(2)电磁学实验的基本功是什么?(1)略(教材P13)。
(2)回路法接线是电磁学实验的基本功,务必熟练掌握。
11.(1)光学实验操作过程中应注意什么?(2)光学实验的基本功有哪些?(1)略(教材P14)。
(2)“等高共轴”的调节、成像清晰位置的判断、消视差的调节是光学实验的基本功,务必熟练掌握。
12.常用的物理实验测量方法有哪几种?(教材P14-17)常用的物理实验测量方法有比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、干涉法和衍射法等。
13.物理实验中应掌握哪些基本调节技术?(教材P18-20)物理实验中应掌握的基本调节技术有:仪器初态与安全位置的调节、回路接线法、跃接法、零位(零点)调整、水平、铅直调整、等高共轴调整、调焦、消视差调整、逐次逼近调整、空程误差消除的调节、先定性后定量原则等。
14.计算机和计算器在物理实验中有哪些基本应用?(教材P20-21)计算器的基本应用:测量数据的统计处理;图形的简单处理等。
计算机的基本应用:实验数据处理、模拟与仿真实验、实时测量、利用物理实验课程网站进行物理实验的辅助教学和教学管理等。
15. 指出几种利用机械放大作用来提高测量仪器分辨率的测量工具。
(教材P15)游标卡尺、螺旋测微器、迈克尔逊干涉仪等。
16. 指出一种能进行微小变化量的放大的方法;指出两种能进行视角放大的仪器。
(教材P15)光杠杆放大法(测金属丝的微波伸长量);放大镜、显微镜、望远镜等。
17. 为什么说采用视角放大法不会增加误差?(教材P15)在视角放大中,被观察的物理量只是在观察场中放大视角,实际尺寸并没有发生变化,所以不会增加误差。
18. 补偿法(或称均衡法)的优点是什么?举出几种补偿法(或称均衡法)应用的实际例子。
(教材P16)优点:可以免去一些附加的系统误差,当系统具有高精度的标准量具和平衡指示器时,可获得较高的分辨率、灵敏度及测量的精确度。
例子:等臂天平称重、惠更斯电桥测电阻、电位差计测电压以及各种平衡电桥的测量等。
19. 举出物理模拟法与数学模拟法的实际例子。
(教材P17)物理模拟法例子:用光测弹性法模拟工件内部应力分布情况;用“风洞”中的飞机模型模拟实际飞机在大气中的飞行等。
数学模拟法例子:用稳恒电流场来模拟静电场的实验。
20. 如何理解仪器初态与安全位置?(教材P18)仪器初态是指仪器设备在进入正式调整、测量前的状态。
正确的仪器初态可保证仪器设备安全,是保证实验工作顺利进行的基础。
安全位置则是保证仪器处于正确的仪器初态的位置,如未合上电源前应使电源的输出调节旋钮处于使电压输出为最小的位置;仪器上的一些方位调节螺钉在正式调整前应处于松紧适中的状态等。
21. 在示零法测量中,常采用跃接法。
跃接法的主要作用在哪?(教材P18)主要作用:在远离平衡状态时保护仪表(如标准电池和检流计等),使其免受长时间的大电流冲击;在接近平衡时,通过电路的瞬间通断比较,提高检测灵敏度。
22. 零位校准有哪两种情况?应分别如何对待这两种情况?试分别举例说明。
(教材P18)一种是测量仪器本身有零位校准器,可对其进行零位调整,如对电表的机械调零,使仪器在测量前处于零位;另一种是仪器虽然零位不准,却无法进行调整和校对,如磨损了的米尺、千分尺等,针对这种情况,在测量前需记录最初读数,以备在测量结果中进行零位修正。
23. 使用哪些仪器时需要进行调焦操作?(教材P19)在使用显微镜、测微目镜和望远镜等光学仪器时,需要对仪器进行调焦操作。
24. 什么叫视差现象?如何消除视差?(教材P19)读数标线(指针、叉丝)和标尺平面不重合时,眼睛从不同方向观察时会出现读数有差异或物与标尺线有分离的现象,称为视差现象。
消除视差的方法有两种:一是使视线垂直于标尺平面读数;二是使标尺平面与被测物密合于同一平面内。
25. 使用带有叉丝的测微目镜、读数显微镜等仪器时,需要进行消视差调节。
为什么?(教材P19)用带有叉丝的测微目镜、读数显微镜和望远镜进行的测量属于非接触式测量,使用时必须进行消视差调节,即需要仔细调节目镜(连同叉丝)与物镜之间的距离,使被观测物经物镜后成像在作为标尺的叉丝分划板所在平面内,一般是边调节边稍稍移动眼睛,看两者是否有相对运动,直调至基本无相对运动为止。
26. 试列举几个采用逐次逼近调节的例子。
(教材P19)在分光计实验中,调节望远镜和平台水平时,用的“减半逼近”法就是逐次逼近法的例子。
另外,对水平、铅直及天平平衡等的调节,采用逐次逼近法也十分有效。
27. 什么叫空程误差?如何消除空程误差?(教材P20)由丝杆、螺母构成的转动与读数机构,调节时常出现与丝杆联结在一起的鼓轮已有读数改变,而由螺母带动的机构尚未产生位移,从而造成了虚假读数,这就是空程误差。
为了消除空程误差,使用此类仪器(如测微目镜、读数显微镜、迈克尔逊干涉仪)时,必须单方向旋转鼓轮,待丝杆与螺母啮合后才能开始测量,并且在整个测量过程中需保持沿同一方向前进,切勿忽正忽反旋转鼓轮。
如在做分光计实验和迈克尔逊干涉实验中就要特别注意空程误差的消除。
28. 如何理解先定性后定量的调节原则?(教材P20) 我们常采用“先定性后定量”的原则进行实验。
“先定性后定量”的原则可以这样理解:仪器调整好后,在进行定量测量前,先定性地观察实验变化的全过程,了解变化规律,观察一个量随其它量变化的大致情况,得到函数曲线的大致图形后,再进行定量测量。
在定量测量时,可根据曲线变化趋势来分配测量间隔,曲线变化平缓处,测量间隔取大些;曲线变化急剧处,测量间隔就应取小些。
这样采用不同测量间隔测得的数据作图就比较合理。
第二章复习提要1.系统误差来源于哪些因素?(教材P26)系统误差主要来源于以下几个方面:理论误差、仪器误差、环境误差、人员误差等。
2.实验测量分哪几类?为什么测量结果都带有误差?(教材P25)按测量方式分,实验测量可分为直接测量和间接测量;按测量条件分,测量又可分为等精度测量和不等精度测量。
(教材P26)对各种物理量的测量,一般均力图得到真值。
但是由于受到测量仪器灵敏度和分辨率的影响,实验原理的近似性,环境的不稳定性以及测量者自身因素的局限,测量总是得不到真值。
所以测量结果都带有误差。
误差存在于一切测量中,并且贯穿测量过程的始终。
误差的大小反映了人们的认识接近于客观真实的程度。
3.系统误差如何分类?(教材P26)按系统误差对结果的影响可分为恒定的系统误差、周期变化的系统误差和累积误差。
按掌握的程度可分为可定系统误差和未定系统误差。
4.随机误差具有哪些性质?(教材P27)随机误差具有单峰性、对称性、有界性和抵偿性。
5.绝对误差和相对误差两者中,哪一个更能全面地评价测量的优劣?(教材P26)绝对误差是一个有量纲的代数值,它反映测量值偏离真值的程度;相对误差是一个无量纲的量,它反映了绝对误差对测量结果影响的严重程度,它能更全面地评价测量的优劣。
6.采用多次测量的方法能减小的误差属于随机误差。
(教材P27)7.当测量次数足够大时,随机误差显示出明显的统计分布规律,并可通过增加测量次数来减小这种误差。
(教材P27)8. 一般情况下, 系统 误差不能通过多次测量来发现(或减少)。
(教材P27)9. 如何理解测量的精密度、准确度和精确度?测量的精密度、准确度和精确度都是评价测量结果优劣的。
测量的精密度反映测量时随机误差大小的程度,是描述测量重复性高低的。
即精密度越高,反映仪器越精密,数据越集中;测量的准确度则反映测量时系统误差大小的程度,是描述测量值接近真值的程度的;测量的精确度反映测量时系统误差和随机误差合成大小的程度,它是指测量结果的重复性高低及接近真值的程度。
(教材P28)10. 如何修正由于仪器零点不准引起的误差?(教材P18)分两种情况:一种是测量仪器本身有零位校准器,可对其进行零位调整,如对电表的机械调零,使仪器在测量前处于零位;另一种是仪器虽然零位不准,却无法进行调整和校对,如磨损了的米尺、千分尺等,针对这种情况,在测量前需记录最初读数,以备在测量结果中进行零位修正。
11. 仪器的最大误差与标准误差的关系如何?当仪器误差的概率分布服从均匀分布时,已知仪器的最大误差仪∆,则仪器的标准误差仪σ=? 当仪器误差的概率分布服从正态分布时,情况又如何?(教材P29)仪器的最大误差仪∆与标准误差仪σ的关系为:C /仪仪∆=σ,其中C 称为置信系数,它由仪器误差的概率分布决定。
(教材P30)当仪器误差的概率分布服从均匀分布时,已知仪器的最大误差仪∆,则仪器的标准误差仪仪∆=683.0σ;当仪器误差的概率分布服从正态分布时,3/仪仪∆=σ。
12. 消除或减少系统误差常见有哪些方法?结合具体实验举例说明。
13. 直接测量的有效数字的位数由什么因素决定?间接测量的有效数字的位数由什么因素决定?y x W 2=中的两个直接测量量x 与y ,哪一个对W 的误差影响更大?为什么? (教材P35)直接测量量的有效数字的位数由被测量及测量仪器的精度共同决定;间接测得量的有效数字位数取决于直接测得量的大小、测量误差和函数运算性质。