大学物理实验习题.docx

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大学物理实验习题

大学物理实验习题

“大学物理实验”习题

绪论

一、将下列各式的运算结果改写成正确形式：

1、34.740+10.28-1.0036=44.0164m

2、（4.241±0.003）+（8.11±0.01）+（0.047±0.001）=12.398±0.014m

3、12.34+1.234+0.01234=13.5863kg

4、12.34⨯0.234=0.288756m

5、0.1234÷0.0234=5.2735m

6、123⨯456=56088m2

二、一圆柱体，高h=（10.00±0.01）⨯10-2m，直径d=（5.00±0.01）⨯10-2m，求体积及其不确定度。

三、写出下列仪器单次测量的误差：

1、最小刻度为1mm的米尺；

2、最小刻度为2︒C的温度计；

3、最小刻度为0.02g的天平；

4、精度为0.05mm的卡尺；

5、1.0级，量程为150mA的电流表；

6、2.5级，量程为7.5V的电压表；

7、0.1级，使用阻值500Ω的电阻箱。

四、用米尺测量物体长度，得到以下数据：

L1=1.45⨯10-2m，L2=1.43⨯10-2m，L3=1.46⨯10-2m，L4=1.44⨯10-2m，

L5=1.45⨯10-2m，L6=1.44⨯10-2m，L7=1.46⨯10-2m，L8=1.44⨯10-2m，

L9=1.45⨯10-2m，L10=1.47⨯10-2m

用不确定度表示测量结果。

五、用公式

计算待测电阻Rx，测得R1=（100.0±0.1）Ω，R2=（200.0±0.2）Ω，R0=（185.0±0.2）Ω，求Rx及其不确定度。

六、以I为横坐标，S为纵坐标，在坐标纸上作图，并计算斜率。

I（mA）

0.2

6.0

10.5

15.5

21.0

26.2

31.6

36.8

42.1

区分这两种情况？

四、用交换测量法能消除比例臂误差的影响，为什么？

实验六示波器的原理和使用

一、如果打开示波器的电源开关后，屏幕上既看不到扫描线又看不到光点，可能有哪些原因？

应分别做哪些调节？

二、如果图形不稳定，总是向左或向右移动，应该如何调节？

三、若被测信号幅度太大，在示波器屏幕上看到的是什么图形？

四、观察李萨如图形时，如果图形不稳定，而且是一个形状不断变化的椭圆，那么图变化的快慢与两个信号频率之差有什么关系？

五、在声速测量实验中，将收、发两信号调节成图6.9所示的状态，则X、Y两方向信号的相位差为Φ

写出此公式的推导过程。

图6.9

实验七用模拟法研究静电场

一、电源电压增加，等位线、电力形状是否变化？

二、从实验结果，是否能说明电极和导电纸间接触是否良好？

如果某些地方接触不良，会出现什么现象？

三、从实验的结果能否说明导电纸各处电导率是否均匀？

如果某处电导率高，将出现什么？

试用图定性地描绘。

四、在实验中，如果把二个电极的电源极性互换，其结果是否影响等势线与电力线的形状？

五、为什么本实验称为模拟法实验？

模拟法实验与一般的实验方法有何不同？

你能否举出一个可用模拟法实验的例子？

实验八灵敏电流计的研究

一、怎样观察阻尼状态？

操作步骤如何安排？

二、怎样测Ki？

如何操作？

三、怎样测Rg？

怎样操作？

四、需记那些数据？

记录表怎样设计？

画出数据表。

五、用灵敏电流计测电流应如何使回路电阻达到临界电阻？

若原电路中与G串联的电阻小于临界电阻怎么办？

大于临界电阻又怎么办？

六、半偏法测内阻需要什么前提？

若V2随

改变，能用此法测量吗？

七、为什么灵敏电流计有很高的灵敏度？

八、灵敏电流计有几种运动状态？

为什么要研究它的运动状态？

电流计使用完毕后应采取什么保护措施？

实验九用冲击电流计测螺线管轴线上的磁感应强度

一、图9.3中的K3起什么作用？

如何使用？

为什么要先把T和Ⅱ-Ⅱ串在G回路中再测Kq和B？

测完Kq后，若改变了R0的值再测B可以吗？

为什么？

二、换向开关K1（图9.3）起什么作用？

三、若翻转换向开关时，冲击电流计的光标冲出刻度尺的端部之外，原因何在？

应如何调整？

四、初始状态下，光标不在标尺零位（误差Δd），若用异号法测量，把左偏读数和右偏读数取平均得d=（d1+d2）/2，则d中不含误差Δd，为什么？

五、为什么（9-4）式中S取螺线管的截面积而不取探测线圈的截面积？

六、讨论图9.3中K4的作用。

实验十电位差计

一、为什么要给电位差计校正?

怎样校正?

二、校正后再改变R1值行吗?

为什么?

三、十一线电位差计图中R起什么作用?

怎样使用才正确？

四、试分析用电位差计测Ex存在哪些误差因素?

实验十一分光计的调节和固体折射率的测定

一、实验前为什么对分光计进行调节，调节要达到一个什么样的标准？

二、自准法调节望远镜时，如果望远镜中叉丝在物镜焦点以内或以外，则十字经平面镜反射回到望远镜后的像将成在何处?

（用作光路图的方法说明）。

三、调节望远镜光轴与分光计主轴垂直时，为什么要“各半调节”望远镜和平面反射镜的倾角？

调其中之一能否达到目的？

四、用反射法测三棱镜顶角时，三棱镜最理想的位置应该在哪里？

如果太靠近了，会发生什么情况?

五、实验是采用什么方法来消除仪器的“偏心”的系统误差？

试根据图11.10进行理论证明：

如何用该方法消除“偏心”误差。

实验十二等厚干涉——牛顿环、劈尖

一、牛顿环的干涉条纹是由哪两束光干涉产生的？

二、试比较牛顿环和劈尖产生等厚干涉条纹的异同点。

三、在本实验中，如果所测的不是牛顿环的直径，而是弦长对实验结果是否影响？

为什么？

四、在本实验中，如果牛顿环的中心是亮斑而非暗斑对实验结果是否影响？

为什么？

五、劈尖实验中，如果改变待测薄纸片位置，干涉条纹有何变化？

为什么？

实验十三用衍射光栅测量单色光的波长

一、调节光栅平面与望远镜光轴垂直时，若看到绿色十字像与分划板上方的叉丝交点不重合，能否用“各半调节”来达到目的？

二、在望远镜中观察到的谱线如果是斜的，应该怎样调节？

三、用（13.1）式测单色光的波长时，要保证实现怎样的实验条件？

如何做到？

四、当狭缝过宽或者过窄的时候，会出现什么现象？

对实验结果有何影响？

实验十四伏安法测电阻

一、在安培表外接，RV>>RX时，相对误差为RX／RV，试推导这一结果。

二、本实验设计实验条件的方法和思想能否用于其它实验中？

三、如果本实验精度要求提高到

 ，应怎样做才能达到这一要求？

四、试比较测量电阻的各种方法（伏安法、欧姆表法、电桥法）的优缺点。

实验十五弯梁法测定杨氏模量

一、弯曲法测杨氏模量实验，主要测量误差有哪些？

请估计各影响量的不确定度。

二、用霍尔位置传感器法测微位移有什么优点？

三、测量之前，先挂20g砝码，对以后测量E有无影响？

四、在实验中，同是测量长度，为什么选用钢板尺、卡尺、千分尺三种不同的仪器？

五、被测样品放在两刀口上未能对称，如左端比右端要长些，将对测量带来怎样的影响？

挂砝码的刀口架未放置在被测样品的中心点或刀口架向一侧倾斜，又将会对测量带来什么影响？

六、测样品的厚度a时，其值约为0.950mm左右，为什么有人测出1.450mm？

试分析错误原因。

实验十六RLC电路稳态特性的研究

一、怎样利用示波器，测定两正弦波的位相差？

二、设计一个电阻R（1KΩ）和电容C的串联电路，使之满足输入50Hz电压信号时，通过此电路的电流与电压的相位差为30°。

并用设计出两种不同方法进行测量。

三、怎样利用示波器观测电流波形？

实验十七迈克尔逊干涉仪的调整与使用

一、迈克尔逊干涉仪的圆形干涉条纹的疏密有何规律?

试推导说明之。

二、是否所有的圆形条纹都是等倾干涉条纹?

举例说明之。

三、说明等厚干涉条纹与等倾干涉条纹分别定域在何处？

在实验中观察到的现象是否与此相符?

四、白光等厚，等倾干涉的同一级序条纹中，各色光的排列次序怎样？

为什么？

五、在观察非定域干涉时，为什么M'1、M2间d增加时干涉同心圆环向外扩，反之则向内收缩？

六、在观察等厚干涉时，干涉条纹怎样随空气楔角的变化而变化？

为什么有这样的变化？

实验十八霍耳效应法测量磁场

1、什么叫霍耳效应?

如何利用霍耳效应测磁场?

2、本实验中怎样消除副效应的影响?

还有什么实验中采用类似方法去消除系统误差?

3、霍尔片控制电流过大会烧坏霍耳片；电磁铁激磁电流过大会烧坏线圈。

用图18.2线路测量磁场时，如何保证不发生上述问题?

1、如果沿磁场方向有一恒定的附加外磁场，如何消除它的影响，从而能准确地测出被

测磁场的大小？

实验十九偏振光的研究

一、下列情况下理想起偏器、理想检偏器两个光轴之间的夹角为多少?

1、透射光是入射自然光强的1／30。

2、透射光是最大透射光强的1/3。

二、如果在互相正交的偏振片P1、P2中间插进一块1/4波片，使其光轴跟起偏器P1的光轴平行，那么，透过检偏器P2的光斑是亮的、还是暗的?

为什么?

将P2转动90︒后光斑的亮暗是否变化?

为什么?

三、设计一个实验装置，用来区别自然光、圆偏振光、圆偏振光加自然光、椭圆偏振光加自然光、线偏振光加自然光等五种光。

实验二十密立根油滴法测定电子电荷

一、在实验中，为什么要对斯托克斯定律加以修正？

二、对选定的油滴进行测量时，有时油滴为什么变模糊？

应该怎样调整？

三、选择油滴有什么要求？

对实验结果有影响吗？

为什么？

实验二十一光电效应法测定普朗克常数

一、试定性解释光电管伏安特性曲线的饱和部分和截止电压形成的原因。

二、从截止电压与入射光频率的关系曲线（U0—ν关系图），能确定阴极材料的逸出功吗？

三、光电管阴极上涂有逸出功小的光敏材料，而阳极则选用逸出功大的金属来制造，这是为什么？

四、你认为做好本实验应该注意哪些问题？

试着提出几个减小误差的措施。

实验二十二塞曼效应

一、在本实验中，如果要求沿磁场方向去观察塞曼效应，在实验装置的安排上应作什么改变?

观察到的干涉花样将是什么样子?

二、在本实验中，标准具中空气的状态参量是固定的并且曾认为可取、空气折射率

。

如果将标准具密封，并且使其中气体的压强缓慢增加，试预测干涉花样的变化及其规律。

三、已知标准具间隔厚度d=2mm，？

若磁感应强度达到0.62T，5461Å谱线分裂谱线中哪几条将会发生重叠。

实验二十三光栅单色仪的校准与使用

一、复色光经过光栅衍射后形成的光谱有什么特点？

二、试讨论单色仪入射狭缝和出射狭缝的宽度对光谱的影响。

三、测量滤色片的透射率为什么要用溴钨灯？

实验二十四光敏探测器的研究

一、简述光敏电阻、光电二极管、光电池的特性。

二、若控制电路中光电器件阻值改变，将引起LED如何变化。

实验二十六夫兰克-赫兹实验

一、灯丝电压对结果有何影响？

二、请对不同工作条件下的各组曲线和对应的第一激发电位进行比较，分析哪些量发生了变化，哪些量基本不变，为什么？

实验二十七动态法测定金属的杨氏模量

一、实验中是否发现假共振峰，如何判断？

二、本实验是否可以使用利萨如图形法？

若可以，如何连线？

实验二十八全息照相的观察和摄制

一、摄全息照片要注意哪些问题？

二、全息照相是怎样把物光的全部信息记录下来的？

三、哪些因素影响全息图的质量，怎样避免？

四、全息照相所使用的底片有何要求？