大學物理實驗考試復習資料實驗緒論官方知識1、在科學實驗中，一切物理量都是通過測量得到的。一個測量數據不同于一個數值，它是由數值和單位兩部分組成的。2、不確定度歸為兩大類：A類不確定度是指用統計方法計算出的測量值的標準偏差，用符號uA表示；B類不確定度是指用非統計方法評定的不確定度用符號uB表示；總不確定度U=。在物理實驗中，單次測量的總不確定度為U=uB。4、測量次數有限時，K次測量中A類不確定度公式。5、設間接測量量N是k個直接測量量的函數，。各直接測量量的總不確定度分別為,則，N的總不確定度為：6、可靠數字和可疑數字合起來，稱為有效數字。7、在運算過程中，可能會碰到－些常數，如、g之類，一般認為常數的有效數字位數有無窮多位；而在實際運算中，取這些常數與測量位數最多的有效數字的位數相同。例如：圓周長，當R=2.356mm時，此時應取3.142。8、列舉四種常見的實驗數據方法：1.列表法；2.作圖法；3.逐差法；4.最小二乘法(線性回歸).10、物理實驗中作圖法處理數據時有曲線改直的重要技巧：①y=axb（a、b為常量）型：橫坐標取xb縱坐標取y；②xy=a（a為常量）型：橫坐標取1/x縱坐標取y；③y=ae-bx（a，b為常量）型：橫坐標取x縱坐標取lny。答案：xlny與Y軸的交點斜率指出下列各測量量為幾位有效數字：(1)m＝0.450×104kg：3位；(2)m＝4500g：4位。三、按有效數字運算規則計算：（1）已知lg1.983＝0.297322714，則lg1983取成3.2973；（小數點后的位數和真數的位數相同）（2）已知106.25＝1778279.41，取成；（和指數的小數點后位數相同）100.0035＝1.00809161，取成1.008。（3）×(4.0)2＝50。（和最少的位數相同）（4）分光計實驗中將會用到三角函數有效數字取舍的問題：應取成0.5000；（讀到1分時，取4位有效數字）查表可知＝0.938070461，應取成0.9381。四、將下式中錯誤或不當之處改正過來：(1)L＝115cm＝1150mm：改正：L＝115cm＝1.15×103mm：（改變物理量的單位時，有效數字的位數不能改變！）(2)α＝(1.71×10–56.31×10–7)°C–1改正：α＝(1.710.07)×10–5°C–1（不確定度要和數值的末位對齊）五、下列測定值寫成科學記數法：(1)x＝(170000.1×104)km：答：x＝(1.70.1)×104km：(2)T＝(0.0017300.00005)s：答：T＝(1.730.05)×10-3s：六、用△ins=0.3s的秒表測一單擺的周期(單位為秒)，每次連續測50個周期的時間為:100.6，100.9，100.8，101.2，100.4，100.2，求周期的算術平均值，總不確定度，寫出結果的標準形式。解：測量次數12345650個周期的時間Ti100.6100.9100.8101.2100.40.550個周期的時間平均值：（結果取4位，和測量數據位數相同）A類不確定度：（t（t為分布因子, K為測量次數）B類不確定度:uB=0.3s總不確定度：U==0.485=0.5s（一般取1位）50個周期的時間：1個周期的時間：相對不確定度：（一般取1位）七．測得一個銅塊的長、寬、高分別為：a＝(2.03520.0004)cm，b＝(1.54020.0001)cm，c＝(1.24350.0003)cm，質量為m＝(30.180.02)g，試計算銅塊密度。解：相對不確定度：E==0.0775%=0.08%（一般取1位）結果：（末位對齊）八、，M＝236.1240.002g，D＝2.3450.005cm，H＝8.210.01cm，計算N的結果及不確定度。解：=6.65（位數和最少的H相同）九、已知一質點作勻加速直線運動，在不同時刻測得質點的運動速度如下：時間t(s)1.002.504.005.507.008.5010.00速度v(cm/s)26.3328.6230.7033.1035.3537.2839.99作v—t圖，并由圖中求出：(1)初速度v0；(2)加速度a；(3)在時刻t＝6.25s時質點的運動速度。解：（1）作圖時應注意使最終的曲線盡可能的占滿全部坐標紙。(作圖略)反向延長線和縱軸的交點的縱坐標即為v0v0=25.04cm/s;(2)在直線上任意取兩點（表中數據除外），由圖中直線找出其坐標，則（3）。自己總結非官方知識有指針或刻度的儀器：最小刻度以下再估讀一位。幾個數相加減時，最后結果的有效數字尾數要和參加運算的各因子中尾數最靠前的因子取齊，即“尾數靠前對齊”。幾個數相乘除，結果的有效數字位數與參與運算的諸因子中有效數字位數最少的一個相同，即“位數取齊”。特殊情況比最少者多（少）一位。34.5/12=2.9經過乘方和開方后，所的數字的有效數字與底數的相同×(4.0)2＝50。對數與真數的位數相同，指數與指數的小數點后的位數相同三角函數一般取4位有效數字當實驗結果的有效數字位數較多時，進行取舍一般采用1/2修約規則。(1)需舍去部分的總數值大于0.5時，所留末位需加1，即進。(2)需舍去部分的總數值小于0.5時，末位不變，即舍。(3)需舍去部分的總數值等于0.5時，所留部分末位應湊成偶數。即末位為偶數(0,2,...)，數字舍去；末位為奇數(1,3,...)，數字入進變為偶數。修約成4位有效數字3.14159→3.1426.378501→6.3792.71729→2.7174.51050→4.5103.21650→3.2165.6235→5.624不確定度t/根號n一般是1，n在6-10之間。實驗結果的有效數字由不確定度確定。有效數字的末位與不確定度對齊。五十分度游標尺，游標上50格的寬度同主尺上49格的寬度相同螺旋測微器又稱千分尺，它的測量精度為0.01毫米圖示為分光計的結構圖，圖中A表示載物臺，B表示平行光管讀數顯微鏡的構造如圖所示，其中M為半透半反鏡S為鈉燈光源《單縫衍射實驗》單縫衍射儀測量衍射條紋（暗條紋）之間的距離L時，為什么目鏡的讀數鼓輪只能向一個方向移動？答：由于螺母套管和測微絲桿之間有間隙，因此在進行測量時，讀數鼓輪只能向一個方向旋轉，也就是測微望遠鏡只能向一個方向移動，否則將由于轉動測微桿空轉而測微望遠鏡并不移動，產生很大測量誤差。敘述測量狹縫寬度的實驗過程？當狹縫過寬或過窄時，將會出現什么現象？為什么？

答：當狹縫過寬時，衍射條紋將變粗，相互靠近的條紋無法分開，在測量時難以確定條紋的中心位置。當狹縫過窄時，將看不見衍射條紋，因而無法測量。《用扭擺法測定物體轉動慣量》智能轉動慣量實驗是一個驗證性的實驗過程，若物體的轉動慣量理論值與測量值相差過大，則可能的原因有哪些？（至少要寫出兩種）答：（1）轉軸不與地面垂直（2）操作失誤；如數錯周期次數（3）計算錯誤，尤其是彈簧的K值（4）部分理論公式作了近似，如忽略了轉軸連接處的轉動慣量等老師的答案1）轉軸有摩擦力；2）扭矩和偏轉角必須線性關系才是簡諧振動，實際測量中轉角太大和太小都不是簡寫振動從而引起誤差。測圓盤的擺動周期，求得圓盤的轉動慣量，其他物體需放在圓盤上，測得共同的轉動慣量，減去圓盤的轉動慣量，得到該物體的轉動慣量。測勻質圓柱的擺動周期，求得其轉動慣量，繼而求得彈簧的K值，以便于求其他物體的轉動慣量。目的：確定扭轉常數K原因：測載物盤周期T1由于K未知算不出轉動慣量J1

載物盤+圓柱周期T2，總轉動慣量J2，而J2-J1就是圓柱的轉動慣量，圓柱的轉動慣量有理論值，這樣就可以算出扭轉常數K《補償法與直流電位差計》在本實驗的定標和測量兩步中，若無論怎樣調節活動頭C，D，電流計的指針總是向一邊偏轉，分析可能原因。答：1.總電源正負極性接反2.接觸不良3.D段長度過大4檢流計回路的電池接反5總電源沒接好為什么要有調整工作電流這一步驟？1.方便計數2.為了校正電勢讀數刻度。讓單位長度電阻絲上的壓降為常數，這樣通過測量長度就可以算出電壓《霍爾效應》在實驗中，需用公式來計算材料的霍爾系數，試問公式中的是如何算出的？作圖求斜率霍爾效應的副效應有哪些？如何消除？不等勢電壓V0溫差電效應引起的附加電壓熱磁效應直接引起的附加電壓熱磁效應產生的溫差引起的附加電壓VRL由換向開關控制，改變工作電流Is和磁場B的方向，測出4個電壓值，求平均值。VH是霍爾原件上的霍爾電壓，V是電流方向上的電阻引起的電壓。《用電視顯微油滴儀測電子電荷》在本實驗中，要求的在選擇油滴時，既不能太大也不能太小，試說明原因。太大的油滴必須帶較多的電荷才能平衡，下落太快，不易測準，太小的油滴由于熱擾動和布朗運動，容易產生漂移，漲落很大，產生測量誤差，選擇那些質量適中而帶電量不太多油滴才是可取的。第4：這個實驗的主要誤差我認為是1）油滴平衡電壓測的不準，2）手工及時也有誤差。當然不同的儀器會有不同的原因*如果平行板不水平，則測量出來的電量是偏小，因為mg=qu/d, 同樣的電量需要更大的電壓，這樣測量出的電量偏小。《示波器的使用》根據示波器面板按鍵/旋鈕狀態圖。確定示波器狀態設置是否有錯誤？如果有錯誤請描述正確的設置；并結合屏幕的圖象，按照要求完成下表。怎么用示波器測量正弦信號的頻率？1）將示波器探頭測試跳到ac模式2）連接示波器探頭和信號源3）在測量里面選擇測試頻率4）將時間軸調到適合的長度y方向輸入未知信號，x輸入信號發生器的信號，調節信號發生器的頻率，直至出現穩定的李薩如圖形，根據圖形橫向縱向頻率比算出位置信號頻率如何利用示波器測量正選撥的頻率？未知信號接y，x為示波器掃描信號，調節水平偏轉因數使在示波器上顯示出完整的正弦波圖形。數一個周期正弦波的網格數N，N乘水平掃描因數就是正弦波的周期，周期的倒數就是頻率《分光計的調整和衍射光柵》1.

光柵方程中（a+b）為光柵常數，為入射光波長，Ｋ為明條紋級數,為第Ｋ級明條紋的衍射角。的測定（以Ｋ=1為例）方法為：測出零級中央明條紋左邊第一級（k=―1）的明條紋所對應的偏角