物理实验绪论考试习题全精编.pdf

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1、物理实验绪论考试模拟试题 一、单项选择题（共2 分） 1按有效数字运算法则，将154 3化作“”时有（b ） 位有效数字。 a4 位b5 位c 6 位d7 位 2已知常数e =2.718281828, ，测量量L=0.0023，N=2.73，则(e-L)/N= （ a ） 。 a0.995 b0.9949 c 0.994 d1.00 3 65. 4 8115sin （d ） 。 a0.05675 b0.056747 c 0.05674 d0.0567 4 )000251.0010.0(1010 )80100(200 （ c ） 。 a21.25 b21.2 c 21 d 22 5若1 V E

2、f，且 E u(E) = (3.0000.002)V， V u(V) = (2.750 0.002)V ，则 f u(f) = （a ） 。 a(9.1 0.1) 10 -2 b(9.1 0.2)10 -2 c (9.09 0.10)10 -2 d(9.09 0.15)10 -2 6物理量 yx yx A，则其相对不确定度是（ c ）。 a 2 22 2 22 )( )()( )( )()( yx yuxu yx yuxu b 2 22 2 22 )( )()( )( )()( yx yuxu yx yuxu c )()( 22222 22 xuyyux yx d )()( 22222 22

3、xuyyux yx 7样本标准（偏）差（单次测量标准偏差）S (x)的计算公式是（ a ） 。 a 1 )( 2 k xxi b k xxi 2 )( c ) 1( )( 2 kk xxi d ) 1( )( kk xxi 8用作图法处理数据时，为保证精度，至少应使坐标纸的最小分格和测量值的（a ） 相对应。 a最后一位有效数字b最后一位准确数字 c第一位有效数字d第二位有效数字 9利用自由落体运动，由公式 2 2 1 gth我们可测出重力加速度g 的值。设测量环境的温度为25，现用 一把在 20时校准的钢尺测量高度h，又知测时间t 的秒表比标准表走得稍快，若忽略其它误差，则g 的测量值 有（

4、b ）。 a正误差b负误差c正、负误差部分抵偿d误差的正、负不定 10 某人用最小分度为1mm 的米尺测得物体甲的长度为75.00cm， 用精度为0.02mm 的游标卡尺测得物体乙 的长度为7.50mm， 用千分尺测得物体丙的长度为0.750mm。 对这三个测量结果的准确度，下列所述 （d ）是 正确的。 a甲 乙=丙c甲 乙丙 二、填空题（共 2 分） 11用计算器算出圆柱体的转动惯量J=645.0126 g cm 2，平均值的不确定度 u(J)=25.23875 g cm2，则 J u(J)= ( 6.5 0.2 )10 2 g cm2。 12 测得 10 个条纹间距的结果是10d=2.2

5、276mm， 平均值的不确定度u(10d)=9.52m， 则 d u(d)= ( 0.228 0.001 )mm。 13误差是测量结果与客观真值之差，它与真值之比称为相对误差。 14如第 14 题图所示游标卡尺的读数为8.175 （ cm） ，该游标的仪器误差 仪为0.005 （cm） （按物理实验课的简化要求）。 15用千分尺（精度0.01mm）测某金属片厚度d 的结果为 i 1 2 3 4 5 6 7 di /mm 1.516 1.519 1.514 1.522 1.523 1.513 1.517 则测量结果应表述为d u(d)= 1.518 0.003 mm。 16用某多量程电流表（0.

6、2 级， 3-15-75-150mA ）测量电路中的电流，若待测电流I 10mA，其测量不确定 度 u(I ) = 0.02mA ；若 I 70mA，则 u(I ) = 0.09mA 。 17某数字三用表测量电压的准确度可表示为V=0.05%Nx+3 字。若电压表的读数为31.72V，则其不确定度 u(V)= 0.03V （电压表的满度值为99.99V） 。 18一根钢丝， 温度每升高1，长度相对伸长%001.0 L L 。用这根钢丝构成一个单摆，其周期 g L T2 （g 为重力加速度，忽略摆球直径的影响），则温度升高10对周期产生的影响 T T 。 19已知 f=lnR，R u(R)=(3

7、6.01 0.01)，则 f u(f)= 3.5838+ 0.0003 ， f fu)( 0.00077 （相对不确定度保留两位有效数字）。 20如图所示电路在接通电源开关之前，各电阻应置于所谓“安全位置”， 即电阻 R1应置于（ b ）端，电阻 R2应置于（c ）端。 三、多项选择题（共2 分） 21指出下列关于仪器误差的叙述哪些是错误的（按物理实验课的简化要求）？（bcd ） a千分尺的仪器误差等于最小分度的一半 b游标卡尺的仪器误差等于游标精度的一半 c磁电式仪表的仪器误差= 等级 %测量值 d箱式电桥）（ 基准值 测量值等级 仪 10 % 7891011 01 第 14 题图 ab c

8、d R2 R1 第 20 题图 22对满足正态分布的物理量，下面的叙述哪些是正确的？（abc ） a做任何一次测量，其结果将有68.3%的可能落在区间A-, A+ 内 b设某次测量结果为xi，则最终结果表述 xi (x)表示真值落在区间xi -(x), xi +(x) 的概率为0.683 c用)(xx报道测量结果比用xi (x)报道结果的置信概率高 d用 xi (x) 报道测量结果与用)( xx报道结果的置信概率是相同的 23用一元线性回归法处理数据时，下列哪些条件是必须满足的？（ab ） a自变量的误差可略b因变量的的标准差大致相等 c自变量等间隔测量d自变量与因变量必须满足线性关系y=a+

9、bx 24下列用逐差法处理数据的基本条件与主要优点中，你认为哪些是正确的？（bf ） a测量次数必须是偶数b只能处理线性函数或多项式函数 c自变量必须等间隔测量d计算比较简便，且计算时有某种平均效果 25下列哪些说法是准确的？（ ad ） a实验条件改变时，系统误差和随机误差可相互转化 bA 类不确定度反映随机误差的大小，B 类不确定度则反映系统误差的大小 c如果被测量X 服从正态分布，X u(X)=6.330.02nm 表示X的真值出现在(6.31，6.35)nm 范围内 d精密度高，表示在规定条件下多次测量时，所得结果重复性较好 26欲测直径约4.5mm 钢球的体积V，要求单次测量的相对不

10、确定度 V Vu)( 1，可选用下列哪些量具？ （） a米尺b0.05mm 卡尺c0.02mm 卡尺d千分尺 27下列哪些操作不符合电学实验操作规程？（） a按回路接线法连接线路，一般将黑色导线连接到电源正极，红色导线连接到电源负极 b由于需要经常调节滑线变阻器，所以应将其放在手边 c接通电源之前，滑线变阻器的滑动端应放到使接入电路的电阻最大的一端，亦即安全位置 d实验结束拆线时，仍要按接线的回路逐根拆除导线 28下列哪些情况下可以只做一次测量？（ad ） a因条件所限实验现象无法重复 b实验者有其它事情，没有足够时间做多次测量 c实验者认为，在合成公式 22 ba uu中若 ua=0 可减小

11、不确定度，因而有意只测一次 d实验者所用测量仪器精度远低于测量数据精度 29某些系统误差，当改变测量状态时，误差的大小和正负会随机改变，取平均值便可抵偿部分系统误差， 这种方法称为系统误差随机化。试判断下面的操作哪些属于系统误差随机化？（bc ） a用伏安法测电阻 I V R时，分别选取不同电压和电流进行测量。 b当太平两臂不等长时，测得质量会存在系统误差（设偏大），将待测物体与砝码交换位置再测一次，测 得结果将出现反向误差（偏小），取两次测量结果的平均值便可消除此误差。 c测正方体体积时，分别测量正方体不同方位的边长a，取其平均值a，由公式 3 aV计算体积。 d测正方体体积时，分别测量三个

12、方位的边长a、b、c，用公式V=abc 计算体积。 30下面关于误差的叙述哪些是错误的？（bcd ） a误差是测量值对真值的绝对偏离，它既有大小又有方向（正负） b误差可以用统计方法计算出来 c误差表示真值可能出现的范围 d误差随实验次数的增加而减小，因此若测量次数为无穷大，便可从理论上得到真值 物理实验绪论考试模拟试题（第四题答案） 四、计算题（共 4 分） 31 动态法测弹性模量的计算公式为 2 4 3 6067.1f d ml E，测量后算得f =(897.5 1.04)Hz ， l =(150.1 0.16)mm， m =(37.87 0.029)g，d =(5.998 0.0048)

13、mm ，试给出E 测量结果的正确表述，要求写出完整的数据处理过程。（为 避免计算过程的误差累积，不确定度按中间结果提供，其有效数字均多保留了12 位） 解： 112 43 333 2 4 3 102806.15.897 )10998.5( 1087.37)101.150( 6067.16067.1f d ml E（ N/m 2） （数值计算正确0.5 分） 00514. 0 )( 4 )( 2 )()( 3 )( 2 2 22 d du f fu m mu l lu E Eu （共 1.5 分，其中公式1 分，结果 0.5 分） 811 1058.600514.0102806.1 )( )(

14、E Eu EEu（N/m 2） （结果 0.5 分） 最后结果表述E u(E)=(1.281 0.007)1011（N/m 2） 单位还可为Pa、kg/ms2 （结果正确表述1.5 分，其中取位0.5 分，对齐0.5 分，单位0.5 分） 32弹簧振子的周期T 与振子质量m 的关系为 k mm T 0 2，其中 m0是所谓弹簧的等效质量（未知）。 实验测得T 与 m 的关系列于下表： （m=0.0001kg，T=0.0001s） i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 m /kg 0.12400.14400.16400.18400.20400.22400.24400.26400.2840

15、0.3040 T /s 1.24461.28241.32221.36011.39591.43151.46471.49921.53231.5643 试用一元线性回归法计算倔强系数k。要求写出完整的数据处理过程，并给出最终结果表述。 解：由公式 k mm T 0 2得m kk m T 2 0 2 24 4 （公式推导0.5 分） 由于 T2精度较高，故令x T2，y m ，即 2 2 0 4 T k mm（变量选择0.5 分） 设 y=a+bx ， 显然有 2 0 4 k bma，于是得k=4 2b （k 用回归系数表示0.5 分） i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 m /kg 0.1

16、2400.14400.16400.18400.20400.22400.24400.26400.28400.3040 T /s 1.24461.28241.32221.36011.39591.43151.46471.49921.53231.5643 T 2 /s 2 1.5490 1.6445 1.7482 1.8499 1.9485 2.0492 2.1453 2.2476 2.3479 2.4470 则20012.0 22 xx xyyx b(s 2/kg) )( 2222 yyxx yxxy r0.999985 （b结果 0.3 分，r 结果0.2 分） 1 1 2 1 )( 2 rk b

17、bua0.00039 (s 2/kg) 又0000577.0 3 0001.0 3 )( m yub )( 1 )()( 22 bb xxk yubu0.000064 (s 2/kg) 显然可略 即k= 4 2b= 43.1415920.200127.9003(kg/s2) （k 结果 0.5 分） u(k)= 4 2u(b)= 42u a(b)=0.01549 （不确定度计算0.5 分） 故最终结果表述为ku(k)= 7.90 0.02 (kg/s 2) （表述 1 分） 若取x m， y T 2，则有 k b k m a 2 0 2 44 ，即 b k 2 4 由此算得b=4.99691，

18、 k=7.90056 (kg/s 2)，u(k)= 0.01549，最终结果仍为 ku(k)=7.900.02 (kg/s 2) 此做法除扣变量选择0.5 分外，其余仍按上述原则逐项评分。 33弹簧振子的周期T 与振子质量m 的关系为 k mm T 0 2，其中 m0是所谓弹簧的等效质量（未知） 。 实验测得T 与 m 的关系列于下表： （m=0.0001kg，T=0.0001s） i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 m /kg 0.12400.14400.16400.18400.20400.22400.24400.26400.28400.3040 T /s 1.24461.2824

19、1.32221.36011.39591.43151.46471.49921.53231.5643 试用逐差法计算倔强系数k。要求写出完整的数据处理过程，并给出最终结果表述。 解： 由公式 k mm T 0 2得m kk m T 2 0 2 24 4 （公式推导0.5 分） 令 x m，y T 2 ，并设 y=a+bx ，显然有 k b k m a 2 0 2 44 ，于是得 b k 2 4 （k 公式 0.5 分） i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 m /kg 0.12400.14400.16400.18400.20400.22400.24400.26400.28400.3040

20、T /s 1.24461.28241.32221.36011.39591.43151.46471.49921.53231.5643 T 2 /s 2 1.5490 1.6445 1.7482 1.8499 1.9485 2.0492 2.1453 2.2476 2.3479 2.4470 由所给数据算得： （列表 0.5 分） 则90544.7 49938.0 1000.0 1416.344 2 2 2 T m k(kg/s 2) （k 计算结果0.5 分） 若取=3. 14，则 k=7.89742；若取=3. 142，则 k=7.90749 ua( T 2) =0.000505(s2) 3

21、2)( 2 T TTub0.000163(s 2 ) 222 )( ba uuTu0.000531(s 2) ua(m) =0 000289.0 3 )( m mub(kg) 000289. 0)( 22 ba uumu 2 22 2 2 )()( )( T Tu m mu kku0.02432 （不确定度共1 分，其中公式0.5 分，结果0.5 分） 故最终结果表述为ku(k)= 4.91 0.02 (kg/s 2) （表述 1 分） 34弹簧振子的周期T 与振子质量m 的关系为 k mm T 0 2，其中 m0是所谓弹簧的等效质量（未知） 。 实验测得T 与 m 的关系，且算出T2值一并列

22、于下表： i 1 2 3 4 5 6 7 8 m /kg 0.1240 0.1440 0.1640 0.1840 0.2040 0.2240 0.2440 0.2640 T /s 1.244 1.286 1.323 1.361 1.395 1.430 1.467 1.500 T 2 /s2 1.548 1.654 1.750 1.852 1.946 2.045 2.152 2.250 试用作图法计算倔强系数k。要求写出完整的数据处理过程，不要求计算不确定度。 i 1 2 3 4 5 平均 m /kg 0.10000.10000.10000.10000.10000.1000 T 2 /s2 0.

23、50020.50080.49940.49810.49850.49938 解：由公式 k mm T 0 2得m kk m T 2 0 2 244 （公式推导0.5 分） 令 x m，y T 2 ，并设 y=a+bx ，显然有 k b k m a 2 0 2 44 ，于是得 b k 2 4 T2/s2 m/kg 0.120.140.160.180.200.220.240.26 1.6 1.8 2.0 2.2 (0.1300,1.580) (0.2600,2.230) 图纸充分利用，分度值的正确选取0.5 分；坐标轴选取、物理量及其单位标注0.5 分；实验点醒目标记0.5 分；标出斜率计算点的坐标0.5 分；两计算点足够远，且不是实验点0.5 分共 2.5 分 由图可得00.5 1300.02600.0 580.1230.2 12 12 xx yy b(s 2/kg) （b 公式、数字式、计算结果0.3 分） 则 90. 7 00. 5 142.344 22 b k(kg/s 2) （k 公式 0.3，结果在86-88 之间 4 位有效数字0.4 分） 若取=3. 14，则 k=7.89，扣 0.2 分；若有效数字不是3 位，扣 0.2