第12章实验设计思考与练习参考答案

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八年级物理下册第12章简单机械能力提升评估教材深度解析

谜语荟萃㊀四通八达(打一成语)谜底:头头是道第十二章能力提升评估时间:９０分钟㊀总分:１００分一㊁选择题(共１８小题,每小题２分,共３６分)１．如图所示,下列工具的使用,属于费力杠杆的是(㊀㊀)．２．在你学过的简单机械里既可以省力又可费力的机械是(㊀㊀)．A．杠杆B ．定滑轮D．动滑轮D．滑轮组３．如图所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上每格均匀等距,每个钩码都相同．下列四项操作中,会使杠杆右端下倾的是(㊀㊀)．(１)在杠杆两侧同时各减掉一个钩码;(２)在杠杆两侧钩码下同时各加挂一个钩码;(３)将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格;(４)将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格．A．(１)(３)B ．(２)(４)C ．(２)(３)D．(１)(４)４．用左下图所示的杠杆提升重物,设作用在A 端的力F 始终竖直向下,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中,F 的大小将(㊀㊀)．A．保持不变B ．逐渐变小C ．逐渐变大D．先变大,后变小㊀㊀㊀５．在研究杠杆的平衡条件实验中,若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体,右端用弹簧秤拉着,使杠杆在水平位置保持平衡,手拉着弹簧秤缓慢地沿右上图中线的位置１移动到２(杠杆始终在水平位置保持平衡),则弹簧秤的示数㊀)．多数人读诗只是为了装点门面.梭罗㊀名言大观㊀A．不断增大B ．不断减小C ．先增大,后减小D．先减小,后增大６．吴晓是一名钓鱼爱好者．如图所示,吴晓用力向上拉鱼竿,把鱼拉出水面．此时,钓鱼竿可以看成一个(㊀㊀)．A．省力杠杆,增大两只手之间的距离能省力一些B ．省力杠杆,减小两只手之间的距离能省力一些C ．费力杠杆,减小两只手之间的距离能省力一些D．费力杠杆,增大两只手之间的距离能省力一些７．筷子是我国和部分国家特有的用餐工具．在正常使用筷子用餐时,筷子属于(㊀㊀)．A．费力杠杆,但省距离B ．省力杠杆,且省距离C ．省力杠杆,但费距离D．等臂杠杆,即不省力也不费力８．如图所示,用三个滑轮分别拉同一个物体,沿同一水平面做匀速直线运动,所用的拉力分别是F １㊁F ２㊁F ３,比较它们的大小应是(㊀㊀)．㊀㊀㊀㊀A．F １＞F ２＞F ３B ．F １＜F ２＜F ３C ．F ２＞F １＞F ３D．F ２＜F １＜F３９．如图所示,物体重为G ,滑轮重及摩擦均不计,欲将重物提起,拉力F 为(㊀㊀)．A．G ３B ．G ４C ．G６D．G ８１０．学校升国旗的旗杆顶上有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升．对于滑轮的说法,正确的是(㊀㊀)．A．是一个动滑轮,可省力B ．是一个定滑轮,可省力C ．是一个动滑轮,可改变力的方向D．是一个定滑轮,可改变力的方向１１．下列各器件中,不属于轮轴(㊀㊀)．A．汽车方向盘B ．门把手D．螺丝刀D．滑轮组１２．将５０N 的物体从一楼提到三楼,分别采用三种方法,做功最少的是(㊀㊀)．A．用手直接提上去B ．用滑轮组提上去用定滑轮提上去D．三种方法做功相同如图所示,不计绳重和摩擦,吊篮与动滑轮总重为４５０N ,定滑轮重力为４谜语荟萃㊀«聊斋志异»(打一成语)谜底:鬼话连篇人的重力为６００N ,人在吊篮里拉着绳子不动时需用拉力大小是(㊀㊀)．A．２１８NB ．２２０ND．２１０ND．２３６N１４．山间公路往往环绕山坡,盘山而上,这样可以使上山的汽车(㊀㊀)．A．提高功率B ．提高机械效率C ．减小所需的牵引力D．减小所需的功１５．弹簧秤A 和B 及滑轮组均处于静止状态,F ＝１０N ,若不考虑秤重,滑轮重及摩擦,弹簧秤A 和B 的示数分别为(㊀㊀)．A．３０N 和３０N B ．３０N 和２０ND．２０N 和２０N D．２０N 和３０N１６．分别用杠杆㊁斜面和滑轮组将同一物体举到相同高度,做的有用功(㊀㊀)．A．杠杆最多B ．斜面最多D．滑轮组最多D．一样多１７．工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼,在滑轮组上加润滑油后,机械效率提高了,则加润滑油后工人提升同样的重物时,做功的(㊀㊀)．A．有用功减小,总功不变B ．有用功增加,总功增加C ．有用功减小,总功减小D．有用功不变,总功减小１８．现要利用斜面将木箱拉上汽车,下列做法可以提高斜面机械效率的是(㊀㊀)．A．以较快的速度拉木箱B ．以较慢的速度拉木箱C ．减小斜面的倾斜程度D．增大斜面的倾斜程度二㊁填空题(共１０小题,每空１分,共２０分)１９．杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用,有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了㊀㊀㊀㊀;有时却要使用费力杠杆,那又是为了㊀㊀㊀㊀．２０．如图所示,杆秤秤砣的质量为０．１千克,杆秤的质量忽略不计．若杆秤水平静止时,被测物和秤砣到秤纽的距离分别为０．０５米㊁０．２米,则被测物的质量为㊀㊀㊀㊀千克．若秤砣有缺损时,则杆秤所示的质量值㊀㊀㊀㊀被测物的真实质量值(填小于等于或大于 )．如左下图所示,一位母亲推着婴儿车行走,当前轮遇到障碍物时,母亲向下按奋斗是万物之父.陶行知㊀名言大观㊀扶把,若把婴儿车视为杠杆,这时杠杆的支点是㊀㊀㊀㊀;当后轮遇到障碍物时,母亲向上抬起扶把,这时婴儿车可视为㊀㊀㊀㊀杠杆(填省力或费力 )．㊀㊀㊀２２．如右上图所示,工人们正在向车上装货物时,用到了一种简单机械,是㊀㊀㊀㊀,使用它可以㊀㊀㊀㊀(填省力省距离或省功 )．２３．在生产和生活中,人们经常使用简单机械,如:斜面㊁动滑轮等,这些简单机械的优点是㊀㊀㊀㊀,但不能㊀㊀㊀㊀．２４．２００８年北京奥运会的宗旨是绿色和人文．在所有的比赛场馆都为残疾人(特别是乘坐轮椅的)建立了专用通道,为残疾人上下台阶提供了方便．它实际上也就是一种我们所学过的简单机械叫做㊀㊀㊀㊀;使用它的好处是㊀㊀㊀㊀(填省力或省距离 )．２５．如左下图所示,匀速向上拉动弹簧秤乙,当弹簧秤甲的示数为５N 时,弹簧秤乙的示数为㊀㊀㊀㊀N ,从而可知被提重物所受重力是㊀㊀㊀㊀N ,这个滑轮属于㊀㊀㊀㊀滑轮．㊀㊀㊀２６．如右上图所示,汽车的方向盘和安装在井口打水用的辘轳都是轮轴．如果要使方向盘的操作更省力,应该把方向盘做大一些还是小一些?㊀㊀㊀㊀;如果要使通过辘轳打水更省力一些,应该把辘轳缠绕绳子的轴做粗一些还是细一些?㊀㊀㊀㊀．２７．用如左下图所示滑轮组匀速提升重为２００N 的物体,人对绳的拉力为１２５N ,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为㊀㊀㊀㊀．如果人的体重为６００N ,拉动过程中绳始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为㊀㊀㊀㊀N ．谜语荟萃㊀回字不通风,口字在当中.口字推出去,转身变为何?(打一字)谜底:㊀㊀㊀２８．工人用如右上图所示的甲㊁乙两种滑轮把同样一桶沙提升相同的高度,所用的拉力分别是F 甲㊁F 乙,滑轮机械效率分别是η甲㊁η乙,若不计绳重和摩擦,且沙子的重力大于动滑轮重力,则F 甲㊀㊀㊀㊀F 乙,η甲㊀㊀㊀㊀η乙．(填＞＜或＝)三㊁实验探究题(共４小题,第２９小题４分,第３０㊁３１㊁３２题各５分,共１９分)２９．按要求作图:(１)如图所示,在课桌的A 点用最小的力把桌腿B 抬离地面,在抬时桌腿C 没有滑动,请画出这个力的示意图,并标出它的力臂L ．(２)如图所示的钢丝钳,其中A 是剪钢丝处,B 为手的用力点,O 为转动轴,右图为单侧钳柄示意图．请在右图中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力．㊀㊀㊀㊀３０．在探究杠杆的平衡条件的实验中:(１)若在实验前出现如图１所示的情况,应将杠杆左端的螺母向㊀㊀㊀㊀(填左或右 )调节,直至杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于㊀㊀㊀㊀㊀㊀．图１㊀㊀图２㊀㊀图３(２)如图２所示,在杠杆左边A 处挂四个相同的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B 处挂同样的钩码㊀㊀㊀㊀个．)如图３所示,用弹簧测力计在C 处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将㊀㊀㊀㊀填学问如逆水行舟,不进则退.左宗棠㊀名言大观㊀变大变小或不变 ),其原因是㊀．３１．同学们共同研究滑轮的特点:(１)他们研究定滑轮特点时,做的实验如甲图所示,据此可证明:使用定滑轮㊀㊀㊀㊀．(２)他们研究动滑轮特点时,用动滑轮匀速竖直提升重物,如乙图所示．据此可知,使用动滑轮㊀㊀㊀㊀．(３)他们组装了滑轮组,发现使用滑轮组提升重物时能省力,于是他们想:利用滑轮组提升重物能否省功呢?为此,他们进行的实验如丙图所示．请根据丙图信息．写出分析数据的具体过程,并回答他们的问题．３２．测滑轮组机械效率时,所用实验装置如图所示．(１)实验中要竖直向上㊀㊀㊀㊀拉动弹簧测力计．(２)表中第１次实验数据有错误,改正后计算其机械效率为㊀㊀㊀㊀．实验次数物重G /N物体上升高度h /m拉力F /N 绳自由端上升距离s /m机械效率１２０．１１．１０．２２４０．１２．００．３６６．７％(３)比较两次实验的机械效率可得出结论:㊀．这里用到的研究方法是㊀㊀㊀㊀．(填字母)A．类比法B ．控制变量法D．等效替代法(４)改变图中滑轮组的绕线方法,提起同一重物时,不计摩擦及绳重,滑轮组的机械效率㊀㊀㊀㊀(填变大变小或不变 )．应用实践题(共３小题,第３３题７分,第３４~３５题各８分,共２０分)如图所示,用滑轮组将质量是６０k g 的物体提高１０m ,每个滑轮质量是４k名联欣赏㊀纵怀华事当春去㊀畅足清游载月归重㊁摩擦不计,试求:(１)提起物体所用的力是多少?(２)如果绳子能承受的最大拉力为５００N ,那么该滑轮组最大可吊起多少千克的物体?(３)现要用该滑轮组提着５０k g 的重物在２０s 内上升１０m ,人拉绳子的速度是多大?(取g ＝１０N /k g )３４．如图的塔吊是建筑工地上常见的起重设备,已知:A O ＝１０m ,O B ＝５０m ．若塔身的宽度和铁架㊁滑轮组所受重力及摩擦均不计,在A 端所装配重的质量为５t ．(１)要想起吊质量为１．２５t 的水泥板,为安全起吊,C 应移动到离O 点多远的地方?在这一过程中,塔吊对水泥板做了多少功?(２)若塔吊２０s 内将质量为１．２５t 的水泥板匀速提高了４m ,那么, 塔吊提升水泥板的功率是多少?(３)如果塔吊的机械效率是６２．５％,则与之配套的电动机的功率是多大?(g＝１０N /k g)３５．如图所示是小型建筑工地上使用的罐笼式提升机,用它能将放在罐笼A 中的建筑材料提升到高处．已知被提升的建筑材料的质量为２８０k g,拉力F 将它以０．５m /s 的速度匀速提升到１０m 的高度,拉力F 的功率为２k W ．不计摩擦及钢丝绳㊁动滑轮的重．求:(１)拉力F 对所提升的建筑材料做的功是多少?(２)罐笼A 的重力是多少?(３)提升机在提升建筑材料时的机械效率是多少?＞㊀＞１)２))右㊀在杠杆上直接测量力便于测量力臂)㊀(２)六㊀(３拉力的力臂变小了提示:(１)杠杆重心左移,应的平衡螺母向右调节,直至到支点处,使杠杆重力的力臂为零这样就减小了杠杆的自重对影响;力臂等于支点到力的的距离,当杠杆在水平位置平衡时力的方向与杠杆垂直,力臂杠杆标尺刻度上直接读出来)根据杠杆平衡条件F１L１:左边＝４Gˑ３L＝１２G L;杆保持平衡,右边也应G L．那么,在B处所挂钩＝１２G L２L＝６G,即应该挂钩码．富贵必从勤苦得,男儿须读五车书. 杜甫㊀名言大观㊀名联欣赏㊀纵怀华事当春去㊀畅足清游载月归。

试验设计与分析课后习题解答及复习资料

试验设计与分析课后习题解答及复习资料田间试验与统计分析－习题集及解答1.在种田间试验设计方法中，属于顺序排列的试验设计方法为：对比法设计、间比法2.若要控制来自两个方面的系统误差，在试验处理少的情况下，可采用：拉丁方设计3.如果处理内数据的标准差或全距与其平均数大体成比例，或者效应为相乘性，则在进行方差分析之前，须作数据转换。

其数据转换的方法宜采用：对数转换。

4.对于百分数资料，如果资料的百分数有小于30%或大于70%的，则在进行方差分析之前，须作数据转换。

其数据转换的方法宜采用：反正弦转换（角度转换）。

5.样本平均数显著性测验接受或否定假设的根据是：小概率事件实际不可能性原理。

6.对于同一资料来说，线性回归的显著性和线性相关的显著性：一定等价。

7.为了由样本推论总体，样本应该是：从总体中随机地抽取的一部分8.测验回归和相关显著性的最简便的方法为：直接按自由度查相关系数显著表。

9.选择多重比较的方法时，如果试验是几个处理都只与一个对照相比较，则应选择：LSD法。

10.如要更精细地测定土壤差异程度，并为试验设计提供参考资料，则宜采用：空白试验11.当总体方差为末知，且样本容量小于30，但可假设＝＝（两样本所属的总体方差同质）时，作平均数的假设测验宜用的方法为：t 测验12.因素内不同水平使得试验指标如作物性状、特性发生的变化，称为：效应13.若算出简单相差系数大于1时，说明：计算中出现了差错。

14.田间试验要求各处理小区作随机排列的主要作用是：获得无偏的误差估计值15.正态分布曲线与轴之间的总面积为：等于1。

16.描述总体的特征数叫：参数，用希腊字母表示；描述样本的特征数叫：统计数，用拉丁字母表示。

17.确定分布偏斜度的参数为：自由度18.用最小显著差数法作多重比较时，当两处理平均数的差数大于LSD0.01时，推断两处理间差异为：极显著19.要比较不同单位，或者单位相同但平均数大小相差较大的两个样本资料的变异度宜采用：变异系数20.选择多重比较方法时，对于试验结论事关重大或有严格要求的试验，宜用：q测验。

大学化学实验课后思考题附答案

大学化学实验思考题参考答案中国地质大学（北京）实验一化学实验中的基本操作思考题：1)使用滴定管应注意哪些问题？应如何排除滴定管中的气泡？答：(1)洗涤酸式滴定管先用少量的铬酸洗液洗涤后，用自来水洗涤，再用少量蒸馏水洗涤2-3 次，最后用待装液润洗2-3 次。

酸式滴定管用洗涤液洗涤时，应先将乳胶管摘下后再洗，洗净后再装上。

(2)试漏装入液体至一定刻线，直立滴定管 5 分钟，观察刻线的液面是否下降，滴定管下端有无水滴滴下，酸式滴定管旋塞缝隙中有无水渗出。

若有滴漏，酸式滴定管应在旋塞上涂一薄层凡士林；碱式滴定管需更换玻璃珠或乳胶管。

(3)赶气泡酸式滴定管快速方液可赶走气泡，；碱式滴定管将胶管向上弯曲，用力挤捏玻璃珠，使溶液从尖嘴排出，排出气泡。

(4)滴定左手使用活塞，左手拇指在前，食指和中指在后，轻轻向内扣住活塞，逐渐放出溶液。

(5)读数读数时视线应与弯月面下缘实线的最低点相切，即实线应与弯月面的最低点在同一水平面上。

为了减小误差，每次都从零开始读数。

排除滴定管中气泡的方法：同(3)2)使用移液管的操作要领是什么？为何要垂直流下液体？最后一滴液体如何处理？答：移液管的操作要领：(1)洗涤应用少量的铬酸洗液洗涤，然后用自来水洗涤，再用少量蒸馏水洗涤2-3 次，再用待装液润洗2-3 次。

(2)吸取溶液手拿刻度以上部分，将管的下口插入欲取的溶液中，吸取溶液至刻度线2cm 以上，迅速用食指堵住移液管管口。

(3)调节液面将移液管垂直提离液面，调节溶液的弯月面底部于刻度线相切(4)放出溶液放液以后使尖嘴口在容器内壁靠约30 秒，注意最后一滴的处理，吹或不吹。

为了使液体自由落下，不停留在管内壁，确保移液准确定量，故放液时要垂直流下液体；若移液管上没有注明“吹”字，最后一滴不可吹出，因为在设计移液管时，移液管体积没有包括最后一滴溶液的体积。

3)使用容量瓶配制溶液时，应如何进行定量转移？答：称取一定质量的固体放在小烧杯中，用水溶解，转移过程中，用一根玻璃棒插入容量瓶内，烧杯嘴紧靠玻璃棒，使溶液沿玻璃棒慢慢流入，玻璃棒下端要靠近瓶颈内壁，不要接近瓶口，以免有溶液溢出。

大学物理第12章学习题答案

习题十二12-1 某单色光从空气射入水中，其频率、波速、波长是否变化?怎样变化?解: υ不变，为波源的振动频率；nn 空λλ=变小；υλn u =变小．12-2 在杨氏双缝实验中，作如下调节时，屏幕上的干涉条纹将如何变化?试说明理由． (1)使两缝之间的距离变小；(2)保持双缝间距不变，使双缝与屏幕间的距离变小； (3)整个装置的结构不变，全部浸入水中； (4)光源作平行于1S ，2S 联线方向上下微小移动； (5)用一块透明的薄云母片盖住下面的一条缝．解: 由λdDx =∆知，(1)条纹变疏；(2)条纹变密；(3)条纹变密；(4)零级明纹在屏幕上作相反方向的上下移动；(5)零级明纹向下移动． 12-3 什么是光程? 在不同的均匀媒质中，若单色光通过的光程相等时，其几何路程是否相同?其所需时间是否相同?在光程差与位相差的关系式∆λπϕ∆2= 中,光波的波长要用真空中波长,为什么?解:nr =∆．不同媒质若光程相等，则其几何路程定不相同；其所需时间相同，为Ct ∆=∆．因为∆中已经将光在介质中的路程折算为光在真空中所走的路程。

12-4 如题12-4图所示，A ，B 两块平板玻璃构成空气劈尖，分析在下列情况中劈尖干涉条纹将如何变化?(1) A 沿垂直于B 的方向向上平移［见图(a)］； (2) A 绕棱边逆时针转动［见图(b)］．题12-4图解: (1)由l2λθ=，2λke k =知，各级条纹向棱边方向移动，条纹间距不变；(2)各级条纹向棱边方向移动，且条纹变密．12-5 用劈尖干涉来检测工件表面的平整度，当波长为λ的单色光垂直入射时,观察到的干涉条纹如题12-5图所示，每一条纹的弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分的连线相切．试说明工件缺陷是凸还是凹?并估算该缺陷的程度．解: 工件缺陷是凹的．故各级等厚线(在缺陷附近的)向棱边方向弯曲．按题意，每一条纹弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分连线相切，说明弯曲部分相当于条纹向棱边移动了一条，故相应的空气隙厚度差为2λ=∆e ，这也是工件缺陷的程度．题12-5图题12-6图12-6 如题12-6图，牛顿环的平凸透镜可以上下移动，若以单色光垂直照射，看见条纹向中心收缩，问透镜是向上还是向下移动?解: 条纹向中心收缩，透镜应向上移动．因相应条纹的膜厚k e 位置向中心移动． 12-7 在杨氏双缝实验中，双缝间距d =0.20mm ，缝屏间距D ＝1.0m ，试求： (1)若第二级明条纹离屏中心的距离为6.0mm ，计算此单色光的波长； (2)相邻两明条纹间的距离．解: (1)由λk d D x =明知，λ22.01010.63⨯⨯=， ∴ 3106.0-⨯=λmm oA 6000=(2) 3106.02.010133=⨯⨯⨯==∆-λd D x mm 12-8 在双缝装置中，用一很薄的云母片(n=1.58)覆盖其中的一条缝，结果使屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明纹的位置．若入射光的波长为5500oA ，求此云母片的厚度．解: 设云母片厚度为e ，则由云母片引起的光程差为e n e ne )1(-=-=δ按题意 λδ7=∴ 610106.6158.1105500717--⨯=-⨯⨯=-=n e λm 6.6=m μ 12-9 洛埃镜干涉装置如题12-9图所示，镜长30cm ，狭缝光源S 在离镜左边20cm 的平面内，与镜面的垂直距离为2.0mm ，光源波长=λ7.2×10-7m ，试求位于镜右边缘的屏幕上第一条明条纹到镜边缘的距离．题12-9图解: 镜面反射光有半波损失，且反射光可视为虚光源S '发出．所以由S 与S '发出的两光束到达屏幕上距镜边缘为x 处的光程差为 22)(12λλδ+=+-=D x dr r 第一明纹处，对应λδ=∴25105.44.0250102.72--⨯=⨯⨯⨯==d Dx λmm 12-10 一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜覆盖在玻璃板上．油的折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50，若单色光的波长可由光源连续可调，可观察到5000 oA 与7000oA 这两个波长的单色光在反射中消失．试求油膜层的厚度．解: 油膜上、下两表面反射光的光程差为ne 2，由反射相消条件有λλ)21(2)12(2+=+=k k k ne ),2,1,0(⋅⋅⋅=k ① 当50001=λoA 时，有2500)21(21111+=+=λλk k ne ②当70002=λoA 时，有3500)21(22222+=+=λλk k ne ③因12λλ>，所以12k k <;又因为1λ与2λ之间不存在3λ满足33)21(2λ+=k ne 式即不存在 132k k k <<的情形，所以2k 、1k 应为连续整数，即 112-=k k ④ 由②、③、④式可得：51)1(75171000121221+-=+=+=k k k k λλ 得 31=k2112=-=k k可由②式求得油膜的厚度为67312250011=+=nk e λo A12-11 白光垂直照射到空气中一厚度为3800 oA 的肥皂膜上，设肥皂膜的折射率为1.33，试问该膜的正面呈现什么颜色?背面呈现什么颜色? 解: 由反射干涉相长公式有λλk ne =+22 ),2,1(⋅⋅⋅=k得 122021612380033.14124-=-⨯⨯=-=k k k ne λ 2=k , 67392=λoA (红色)3=k , 40433=λ oA (紫色)所以肥皂膜正面呈现紫红色．由透射干涉相长公式 λk ne =2),2,1(⋅⋅⋅=k 所以 kk ne 101082==λ 当2=k 时， λ =5054oA (绿色) 故背面呈现绿色．12-12 在折射率1n =1.52的镜头表面涂有一层折射率2n =1.38的Mg 2F 增透膜，如果此膜适用于波长λ=5500 oA 的光，问膜的厚度应取何值?解: 设光垂直入射增透膜，欲透射增强，则膜上、下两表面反射光应满足干涉相消条件，即λ)21(22+=k e n ),2,1,0(⋅⋅⋅=k∴ 222422)21(n n k n k e λλλ+=+=)9961993(38.14550038.125500+=⨯+⨯=k k o A 令0=k ，得膜的最薄厚度为996oA ．当k 为其他整数倍时，也都满足要求．12-13 如题12-13图，波长为6800oA 的平行光垂直照射到L ＝0.12m 长的两块玻璃片上，两玻璃片一边相互接触，另一边被直径d =0.048mm 的细钢丝隔开．求：(1)两玻璃片间的夹角=θ?(2)相邻两明条纹间空气膜的厚度差是多少? (3)相邻两暗条纹的间距是多少? (4)在这0.12 m 内呈现多少条明条纹?题12-13图解: (1)由图知，d L =θsin ，即d L =θ故 43100.41012.0048.0-⨯=⨯==L d θ(弧度) (2)相邻两明条纹空气膜厚度差为7104.32-⨯==∆λe m(3)相邻两暗纹间距641010850100.421068002---⨯=⨯⨯⨯==θλl m 85.0= mm (4)141≈=∆lLN 条 12-14 用=λ 5000oA 的平行光垂直入射劈形薄膜的上表面，从反射光中观察，劈尖的棱边是暗纹．若劈尖上面媒质的折射率1n 大于薄膜的折射率n (n =1.5)．求： (1)膜下面媒质的折射率2n 与n 的大小关系； (2)第10条暗纹处薄膜的厚度；(3)使膜的下表面向下平移一微小距离e ∆，干涉条纹有什么变化?若e ∆=2.0 μm ，原来的第10条暗纹处将被哪级暗纹占据?解: (1)n n >2．因为劈尖的棱边是暗纹，对应光程差2)12(22λλ+=+=∆k ne ，膜厚0=e 处，有0=k ，只能是下面媒质的反射光有半波损失2λ才合题意； (2)3105.15.12500092929-⨯=⨯⨯==⨯=∆n e nλλ mm (因10个条纹只有9个条纹间距)(3)膜的下表面向下平移，各级条纹向棱边方向移动．若0.2=∆e μm ，原来第10条暗纹处现对应的膜厚为)100.2105.1(33--⨯+⨯='∆e mm21100.55.12105.3243=⨯⨯⨯⨯='∆=∆--n e N λ 现被第21级暗纹占据．12-15 (1)若用波长不同的光观察牛顿环，1λ＝6000oA ，2λ＝4500oA ，观察到用1λ时的第k个暗环与用2λ时的第k+1个暗环重合，已知透镜的曲率半径是190cm ．求用1λ时第k 个暗环的半径．(2)又如在牛顿环中用波长为5000oA 的第5个明环与用波长为2λ的第6个明环重合，求未知波长2λ．解: (1)由牛顿环暗环公式λkR r k =据题意有 21)1(λλR k kR r +==∴212λλλ-=k ，代入上式得2121λλλλ-=R r10101010210450010600010450010600010190-----⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 31085.1-⨯=m(2)用A 50001 =λ照射，51=k 级明环与2λ的62=k 级明环重合，则有 2)12(2)12(2211λλR k R k r -=-=∴ 4091500016215212121212=⨯-⨯-⨯=--=λλk k o A12-16 当牛顿环装置中的透镜与玻璃之间的空间充以液体时，第十个亮环的直径由1d ＝1.40×10-2m 变为2d ＝1.27×10-2m ，求液体的折射率．解: 由牛顿环明环公式2)12(21λR k D r -==空 nR k D r 2)12(22λ-==液两式相除得n D D =21，即22.161.196.12221≈==D D n12-17 利用迈克耳逊干涉仪可测量单色光的波长．当1M 移动距离为0.322mm 时，观察到干涉条纹移动数为1024条，求所用单色光的波长．解: 由 2λNd ∆=∆得 102410322.0223-⨯⨯=∆∆=N d λ 710289.6-⨯=m 6289=oA12-18 把折射率为n =1.632的玻璃片放入迈克耳逊干涉仪的一条光路中，观察到有150条干涉条纹向一方移过．若所用单色光的波长为λ= 5000oA ，求此玻璃片的厚度．解: 设插入玻璃片厚度为d ，则相应光程差变化为λN d n ∆=-)1(2∴ )1632.1(2105000150)1(210-⨯⨯=-∆=-n N d λ5109.5-⨯=m 2109.5-⨯=mm。

大学物理学第十二章思考题习题

思考题12.1在电子仪器中，为了减弱与电源相连的两条导线的磁场，通常总是把它们扭在一起。

为什么？12.2 两根通有同样电流的I的长直导线十字交叉放在一起，交叉点相互绝缘（图12.31）。

试判断何处的合磁场为零。

12.3一根导线中间分成相同的两支，形成一菱形（图12.32）。

通入电流后菱形的两条对角线上的合磁场如何？12.4 解释等离子体电流的箍缩效应，即等离子柱中通以电流时（图12.33），它会受到自身电流的磁场的作用而向轴心收缩的现象。

12.5 研究受控热核反应的托卡马克装置中，等离子体除了受到螺绕环电流的磁约束外也受到自身的感应电流（由中心感应线圈中的变化电流引起，等离子体中产生的感应电流常超过610A）的磁场的约束（图12.34）。

试说明这两种磁场的合磁场的磁感应线绕着等离子体环轴线的螺旋线（这样的磁场更有利于约束等离子体）。

12.6 考虑一个闭合的面，它包围磁铁棒的一个磁极。

通过该闭合面的磁通量是多少？ 12.7 磁场是不是保守场？12.8 在无电流的空间区域内，如果磁力线是平行直线，那么磁场一定是均匀场。

试证明之。

12.9 试证明：在两磁极间的磁场不可能像图12.35那样突然降到零。

12.10 如图12.36所示，一长直密绕螺线管，通有电流I 。

对于闭合回路L ，求⎰=∙L dr B ?12.11像图12.37那样的截面是任意形状的密绕长直螺线管，管内磁场是否是均匀磁场？其磁感应强度是否仍可按nI B 0μ=计算？12.12图12.39中的充电器充电（电流Ic 方向如图所示）和放电（电流Ic 的方向与图示方向相反）时，板间位移电流的方向各如何？1r 处的磁场方向又各如何？习题12.1求图12.38各图中P 点的磁感应强度B 的大小和方向。

12.2高压输电线在地面上空25m 处，通过电流为A 3108.1⨯。

（1）求在地面上由这电流所产生的磁感应强度多大？（2）在上述地区，地磁场为T 4-106.0⨯，问输电线产生的磁场与地磁场相比如何？ 12.3在汽船上，指南针装在相距载流导线0.8m 处，该导线中电流为20A 。

大学物理实验课思考题参考答案

大学物理实验课思考题参考答案大学物理实验思考题参考答案目录一、转动惯量：二、伏安法与补偿法三、混沌思考题四、半导体PN结五、地磁场六、牛顿环七、麦克尔逊干涉仪八、全息照相九、光电效应十、声速测量十一、用电位差计校准毫安表十二、落球法测量液体的黏度十三、电子束偏转与电子比荷测量十四、铁磁材料磁化特性研究十五、光栅衍射十六、电桥十七、电位差计十八、密立根油滴十九、模拟示波器二十、金属杨氏摸量二十一、导热系数二十二、分光计二十三、集成霍尔传感器特性与简谐振动一、转动惯量：1、由于采用了气垫装置，这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度，可以忽略不计。

但如果考虑这种阻尼的存在，试问它对气垫摆的摆动（如频率等）有无影响？在摆轮摆动中，阻尼力矩是否保持不变？答：如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在，气垫摆摆动时频率减小，振幅会变小。

（或者说对频率有影响，对振幅有影响）在摆轮摆动中，阻尼力矩会越变越小。

2、为什么圆环的内、外径只需单次测量？实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素？答：圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多，使用相同的测量工具测量时，相对误差较小，故只需单次测量即可。

（对测量结果影响大小）系统而言，从两个非常接近的初值出发的两个轨线在经过长时间演化之后，可能变得相距“足够”远，表现出对初值的极端敏感，即所谓“失之毫厘，谬之千里”。

答对2条以上+1分，否则不给分，只举例的不给分。

四、半导体PN 结1、用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量11610~10--A 电流，有哪些优点?答：具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。

2、本实验在测量PN 结温度时，应该注意哪些问题？答：在记录数据开始和结束时，同时都要记录下干井中温度θ，取温度平均值θ。

3、在用基本函数进行曲线拟合求经验公式时，如何检验哪一种函数式拟合得最好，或者拟合的经验公式最符合实验规律？答：运用最小二乘法，将实验数据分别代入线性回归、指数回归、乘幂回归这三种常用的基本函数，然后求出衡量各回归方程好坏的拟合度R 2。

高等数学第12章课后习题答案(科学出版社).

习题 12.11. 判断下列方程是几阶微分方程:;)1(2y x dxdy +=;042)2(2=+-⎪⎭⎫⎝⎛x dx dy dx dy x;052)3(322=+⎪⎭⎫⎝⎛-xy dx dy dx y d x 2334(4)2()1xy x y x y x '''++=+.解 (1)是一阶线性微分方程; (2)是一阶非线性微分方程; (3)是二阶非线性微分方程; (4)是二阶非线性微分方程.2. 指出下列各题中的函数是否为所给微分方程的解：（1）2xy y '=，25y x =；（2）0y y ''+=，3sin 4cos y x x =-；（3）20y y y '''-+=，2e x y x =；（4）2()0xy x y yy ''''++=，y x =．解 (1)是; (2)是; (3)不是; (4)不是二阶非线性微分方程.3. 验证函数x C x y sin )(2+=(C 为任意常数)是方程0sin 2cot =--x x x y dxdy的通解, 并求满足初始条件0|2==πx y 的特解.解要验证一个函数是否是方程的通解，只要将函数代入方程，看是否恒等，再看函数式中所含的独立的任意常数的个数是否与方程的阶数相同.将x C x y sin )(2+=求一阶导数,得dxdy,cos )(sin 22x C x x x ++= 把y 和dxdy代入方程左边得 x x x y dxdysin 2cot --x x x x C x x C x x x sin 2cot sin )(cos )(sin 222-+-++=.0≡ 因方程两边恒等,且y 中含有一个任意常数,故x C x y sin )(2+=是题设方程的通解. 将初始条件02==πx y 代入通解x C x y sin )(2+=中，得C +=402π .42π-=C 从而所求特解为 .s i n422x x y ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=π 4．写出由下列条件确定的曲线所满足的微分方程.(1) 一曲线通过原点，并且它在(,)x y 处的切线斜率等于2x y +; (2) 一曲线通过点(2,3)，它在两坐标轴间的任一切线段均被切点所平分.解：由题意，2y x y '=+，00x y==解：设该曲线的方程为()y f x =，(,)x y 为其上任意一点，该点处的切线斜率为y '，过该点的切线方程为()Y y y X x '-=-。

[VIP专享]大学物理第12章课后习题

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第12章实验设计
思考与练习参考答案
一、最佳选择题
1. 处理因素作用于受试对象的反映须通过观察指标来表达，则选择指标的依据具有（ E ）。

A.客观性
B. 特异性
C. 敏感性
D. 特异性和敏感性
E. A与D
2. 以前的许多研究表明，血清三酰甘油的含量与冠心病危险性有关，即三酰甘油的含量越高，患冠心病的危险性就越大，有的医生以此筛选危险人群。

后来的研究表明，冠心病还与其他因素有关，特别是血清中高含量胆固醇和低含量的高密度脂蛋白，它们常与冠心病同时发生联系，采用严格的实验设计平衡了其他因素的作用后，发现三酰甘油的含量与冠心病发病的危险性之间的联系就不复存在了。

这是以下选项中的（B）选项把握得较好所致。

A. 重复实验次数较多
B.均衡性原则考虑得周到
C.用多因素设计取代单因素设计
D.提高实验人员的技术水平
E.严格按随机化原则进行分组
3. 实验共设4个组，每组动物数均为4只，在4个不同的时间点上对每只犬都进行了观测，资料概要列于教材表12-7中，此资料取自（B）。

(注：B100 mg代表用B药的剂量) 教材表12-7 Beagle犬受6.5 Gy不均匀γ射线照射再用Ｂ药后外周血白细胞总数的结果━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━时间白细胞总数(S
X ，×109/L)
───────────────────────────────────────
/天照射对照照射+B100 mg 照射+阳性对照药照射+B100 mg+阳性对照药────────────────────────────────────────────照射前 14.30±3.77 14.70±2.83 14.08±1.60 13.98±1.37
照射后: 6 3.68±0.82 4.26±1.40 5.28±1.52 6.90±0.97
12 7.23±0.83 7.44±1.10 8.75±1.02 10.53±1.57
18 6.87±1.50 9.26±1.36 9.87±1.23 12.78±1.83
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
A. 具有一个重复测量的两因素
B.具有一个重复测量的三因素设计
C.两因素析因设计
D. 三因素析因设计
E.交叉设计
4. 已知A、B、C都是三水平因素，且根据预试验结果得知，三个因素之间的各级交互作用都很重要，需要考察。

好在这个实验作起来比较方便，需要的费用和时间都比较少。

最好选用（A）。

A.析因设计Ｂ. 交叉设计Ｃ. 随机区组设计
Ｄ. 配对设计 E. 单因素三水平设计
二、思考题
1. 在行走速度和行程固定的前提下，负荷越重，体能消耗越多。

为研究在4种不同的负荷量条件下，消耗的体能之间的差别是否有统计学意义，拟用4名战士，在4个不同日期进行实验，并且每人每天只接受1种负荷量实验1次。

已知因素之间的交互作用可忽略不计，用energy代表体能消耗量，请选用合适的实验设计方法并以表格形式给出具体的安排。

答：本题中涉及一个实验因素（即负荷）、两个区组因素（即受试对象和试验日期），这三个因素间的交互作用可以忽略，可选用拉丁方设计。

设计方案见练习表12-1。

练习表12-1 拉丁方设计的格式与实验结果
受试对象编号
负荷代号与energy
*： 1 2 3 4
1 A(1) B(2) C(3) D(4)
2 B(5) C(6) D(7) A(8)
3 C(9) D(10) A(11) B(12)
4 D(13) A(14) B(15) C(16)
注：A、B、C和D分别代表4种负荷，括号中的编号形式上代表观测的energy值；*代表“试验顺序”。

2. 如果某项实验研究中需要考察3个实验因素，各因素均取4个水平，拟用析因设计来安排此项实验，问至少要进行多少次实验才便于考察各级交互作用对观测结果的影响？请说出计算的依据。

答：至少要进行128次实验。

计算方法为4⨯4⨯4⨯2=128。

因为析因设计中不同的实验条件数为全部因素的水平数相乘，各实验条件下至少要作2次独立重复实验。

3.欲探讨用微型角膜刀行角膜深板层内皮移植术的适应证、临床疗效及并发症的预防及处理，用微型角膜刀对6例患者6只患有大疱性角膜病变眼行深板层角膜内皮移植术。

术后随访6～9个月。

结果表明，5例患者视力明显提高，患者术后平均角膜内皮细胞密度为(2 481±212) 个/ mm，角膜中央厚度平均为(549±61) μm ,散光为(2 104±1 119)D，未发生严重并发症。

得如下结论：用微型角膜刀行角膜深板层内皮移植术是治疗大疱性角膜病变的可选术式。

与传统的穿透性角膜移植相比，该术式有望成为角膜内皮移植的技术平台，但远期疗效尚需继续随访。

请问该研究是否遵循了实验设计的基本原则？应如何设计该实验？
答：该实验仅凭选取了6例患者6只患有大疱性角膜病变眼行深板层角膜内皮移植术后5例患者视力明显提高，就得出“该方法是治疗大疱性角膜病变的可选术式”的结论，与传统的穿透性角膜移植相比，该术式有望成为角膜内皮移植的技术平台。

首先该研究违反了对照的原则。

没有设立对照组，仅凭6例中5例术后视力明显提高，但没有与传统的穿透性角膜移植相比，不具有说服力。

正确的做法是：首先选取一定数量的患有大疱性角膜病变眼的患者，将患有大疱性角膜病变眼随机分成两组，接受两种手术方法的治疗。

若病情、病程等非处理因素对预后有影响，则应尽量保证两组之间在重要的非处理因素上均衡。

然后再对两
种手术方法术后的治疗效果进行比较。

4. 某人将教材表12-8资料所对应的实验设计看成了多个成组设计用t检验进行分析是不正确的，究其原因是没能正确判断该实验设计的类型,故不能选用正确的分析方法。

请分析该实验所涉及的因素及其水平数，确定该实验设计类型。

教材表12-8 不同药物对小鼠迟发超敏反应的影响结果()S
X±
药物
剂量/（g·kg-1）
鼠数/只耳肿重量/mg
对照- 10 21.2±2.7
补肾药 5 10 22.3±3.5
补肾药10 10 18.8±3.1
补肾药20 10 16.5±2.4
Cy 0.025 10 11.2±1.5
Cy+补肾药0.025+5 10 14.3±2.9
Cy+补肾药0.025+10 10 18.6±3.6
Cy+补肾药0.025+20 10 19.2±3.4注：补肾药全称为补肾益寿胶囊。

答：采用t检验处理该资料是很不妥当的。

因为它不是多个单因素2水平的设计定量资料。

按教材表12-8的列表方式，使人不易看出实验设计的类型。

像单因素8水平设计问题，又像是两个单因素4水平设计问题或是某种多因素设计问题。

这是缺乏有关设计类型概念的人们习惯的列表方式，在选用统计分析方法时将起着严重的误导作用。

仔细看看教材表12-8中以“药物”和“剂量”为总称的这两列，似乎该实验涉及了“药物”和“剂量”这样两个因素，事情是否果真如此，不妨试列出由它们组合成的表格（练习表12-2）。

练习表12-2 教材表12-8资料的第一种变形结果(S
X±)
药物种类
耳肿重量/mg
#： 0 0.025 5 10 20
补肾药21.2±2.7 . 22.3±3.5 18.8±3.1 16.5±2.4 Cy药21.2±2.7 11.2±1.5 * * *
注：各组均有10只小鼠，“.”表示补肾药未用的剂量；“*”表示Cy药未用的剂量；“#”代表“补肾药的剂量”。

显然，练习表12-2未全面、正确地表达教材表12-8所包含的信息，又无法反映出两种药合用的结果，故从原表中抽象出“药物”和“剂量”这样两个因素是不够正确的转换方式。

事实上，原表中所反映的是两种药具有各自的用药剂量，故将“补肾药的剂量”和“Cy药的剂量”视为两个实验因素，问题就迎刃而解了（练习表12-3）。

练习表12-3 教材表12-8资料的第二种变形结果(S
X )
Cy药剂量/（g·kg-1）
耳肿重量/mg
*： 0 5 10 20
0 21.2±2.7 22.3±3.5 18.8±3.1 16.5±2.4
0.025 11.2±1.5 14.3±2.9 18.6±3.6 19.2±3.4
注：*代表“补肾药的剂量”；各组均有10只小鼠。

由练习表12-3可以清楚地看出，原表中的8个组，其本质是分别具有2水平和4水平的两个因素的水平组合，即两因素（或称2×4）析因设计，而不是单因素8水平设计，也不是两个单因素4水平设计问题。

5. 请从公开发表的学术论文中去查找使用频率最高的三种实验设计类型，即单因素设计、析因设计和重复测量设计。

如果论文中将这些实验设计类型表达得不够清楚，请采用“结构变形”或“拆分组别”等技巧重新表达，并清楚地指出其真正的实验设计类型。

（答案略）。