大学物理实验考试模拟试卷和答案

一、判断题（“对”在题号前（ ）中打√.“错”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。 （ ）5、在验证焦耳定律实验中.量热器中发生的过程是近似绝热过程。

（ ）6、在落球法测量液体粘滞系数实验中.多个小钢球一起测质量.主要目的是减小随机误差。 （ ）7、分光计设计了两个角游标是为了消除视差。

（ ）8、交换抵消法可以消除周期性系统误差.对称测量法可以消除线性系统误差。

（ ）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。 二、填空题（20分.每题2分）

1．依照测量方法的不同.可将测量分为 和 两大类。

2．误差产生的原因很多.按照误差产生的原因和不同性质.可将误差分为疏失误差、 和 。 3．测量中的视差多属 误差；天平不等臂产生的误差属于 误差。

4．已知某地重力加速度值为9.794m/s.甲、乙、丙三人测量的结果依次分别为：9.790±0.024m/s、9.811±0.004m/s、9.795±0.006m/s.其中精密度最高的是 .准确度最高的是 。

5．累加放大测量方法用来测量 物理量.使用该方法的目的是减小仪器造成的误差从而减小不确定度。若仪器的极限误差为0.4.要求测量的不确定度小于0.04.则累加倍数N＞ 。

6．示波器的示波管主要由 、 和荧光屏组成。

7．已知 y=2X1-3X2+5X3.直接测量量X1.X2.X3的不确定度分别为ΔX1、ΔX2、ΔX3.则间接测量量的不确定度Δy= 。

8．用光杠杆测定钢材杨氏弹性模量.若光杠杆常数（反射镜两足尖垂直距离）d=7.00cm.标尺至平面镜面水平距离D=105.0㎝.求此时光杠杆的放大倍数K= 。

9、对于0.5级的电压表.使用量程为3V.若用它单次测量某一电压U.测量值为2.763V.则测量结果应表示为U= .相对不确定度为B= 。

10、滑线变阻器的两种用法是接成 线路或 线路。 三、简答题（共15分）

2

2

2

2

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）

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？逐差法处理数据的优点是什么？（7分）

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 长L/cm 宽W/cm 1 10.02 4.02 2 10.00 4.06 3 9.96 4.08 4 10.06 4. 04 5 9.98 4.06 6 10.00 4.10 7 10.08 4.00 8 10.02 4.04 2、用电势差计校准量程为1mV的毫伏表.测量数据如下（表中单位均为mV）。在如图所示的坐标中画出毫伏表的校准曲线.并对毫伏表定级别。 毫伏表读数U 电势差计读数US 修正值△U 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 0.1050 0.2150 0.3130 0.4070 0.5100 0.6030 0.6970 0.7850 0.005 0.015 0.013 0.007 0.010 0.003 0.8920 1.0070 -0.003 -0.0150 -0.008 0.007

五、设计题（35分）

设计内容：利用霍尔位移传感器.采用拉伸法测定钢丝的杨氏模量。

设计要求：（1）简述实验原理.画出实验原理图.推导测量公式；（2）合理选用实验器材；（3）说明主要实验步骤和过程；（4）选择合适的数据处理方法.说明原因。

《大学物理实验》模拟试卷参考答案及评分标准

一、填空题（20分.每题2分） 1． 直接测量 间接测量。 2． 随机误差 系统误差。 3． 随机 系统 4． 乙 丙 5． 微小等量 6 6． 电子枪 偏转板 7．

4?x1?9?x2?25?x3 8. 30 9. 2.763±0.009V 0.3％ 10. 分压 限流

222二、判断题（10分.每题1分）

1、√ 2、× 3、√ 4、√ 5、√ 6、× 7、× 8、× 9、× 10、× 三、简答题（共15分）

. .

1． （1） 4分 （2） 4分

2．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。（3分）

四、计算题（18分）

解：（1）金属块长度平均值：L长度不确定度： uLy y o x o x ?10.02(mm)

?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宽度不确定度： ud?4.05(mm)

?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

22??s?2??s?222222不确定度：?????L????d?d?L?L?d?0.1mm S??L???d?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.有误者酌情扣分。 2．解：级别a??max0.015?100%??100%?1.5 （5分） 量程1.00. .

(5分)

五、设计题（35分） K

mA B

N H A

N H

R 数字电 压表 （3分） （3分） （1） 霍尔元件位移传感器工作原理： F 霍尔元件置于磁场中.通以工作电流I.若磁场磁感应强度为B.则有霍尔电压： VH＝KHIB。若磁场沿Z方向存在均匀梯度dZ/dB（为恒量）.则有：⊿VH＝KHI（dB/dZ）⊿Z.霍尔电压与位移成正比。先定标.作⊿VH－⊿Z曲线.求出仪器灵敏度。（5分）

右图中钢丝（截面积为S）上端B点固定.霍尔元件卡在A点.AB长L.钢丝下端加砝码力F.钢丝伸长⊿L。钢丝杨氏模量为：E＝FL/（S⊿L）＝FLKHI（dB/dZ）/（S⊿VH）（5分）

（2）仪器：霍尔元件位移传感器及驱动电路；数字电压表；钢丝；砝码；夹具；米尺等；千分尺等。――（5分） （3）步骤： a、定标：在磁场中霍尔元件位移传感器.测电压.作作⊿VH－⊿Z曲线.求出仪器灵敏度。

b、测量：加砝码.纪录电压表读数。

c、由电压值和定标曲线.求⊿Z.求E。 （9分） （4）逐差法.自变量等间距变化。（或其他方法.说明原因） （5分）

《大学物理实验》模拟试卷

一、填空题（20分.每题2分）

1、对直接测量量x.合成不确定度σ= ； 对间接测量量y（x1.x2）.合成不确定度σ= 。

2、用一个0.5级的电表单次测量一个电学量.若指针刚好指在满刻度处.则该测量结果的相对不确定度等于 ；若指针指在满刻度的十分之一处.则该测量的结果的相对不确定度等于 。

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