桂林理工大学物理实验10下.doc

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桂林理工大学考试（考查）试卷
（2009~2010学年第 二 学期）
课程名称：大学物理实验 [A]卷
主要命题者：物理实验室 考核专业班级：09级工科第二批
题号
一
（一）
（二）
（三）
（四）
（五）
（六）
（七）
（八）
得分

签名

一、测量误差及数据处理（1～5题每空1分，第6题10分，第7题12分，第8题6分）
1.用校准好的测量工具对被测量进行测量，直接得出测量值的测量方法称为 ；通过测量与被测量有函数关系的其它量，由函数关系式计算得到被测量值的测量方法称为 。在公式中，直接测量量是 和 ，间接测量量是 。
2. 测量结果中的所有 和 统称为有效数字。有效数字位数的多少取决于所用量具的 和 。用准确度为0.01mm的螺旋测微计测量厚度约为6mm的物体，其厚度测得值有

位有效数字，0. 510mm有 位有效数字。
3. 测量误差分为 、
和 三类。
4. 常用的数据处理方法有 、
和 等。
图1
5．如图1所示，准确度为0.01mm的千分尺，
其读数为 。
6. 按照误差理论和有效数字的运算规则改正以下错误：

（1） L =(2900 ± 80)mm 改正为

（2） h =27.3×104 ± 4000 (km) 改正为

（3） d =5.975 ± 0.435 (m) 改正为

（4） 5.990mm =0.00599m 改正为

（5） 改正为

7. 用算术合成法推导下列间接测量量的误差传递公式
（等式右端未经说明者均为直接测得量，绝对误差或相对误差任写一种，中间过程
要清晰）
（1）；

（2）；

(3) ；

（4）

8. 运用有效数字运算规则计算以下各式的值 (运算过程要清晰)

（1）

（2）

（3）

二、实验题（以下选做六大题，每题9分，共54分，若多做，按前六题计分）
（一） 物体密度的测量
1. 用比重瓶法测量小块固体密度实验中，测得小块固体的总质量克，比重瓶装满水时质量克，所有小块固体装入满水的比重瓶时质量克，水的密度为g/cm3，则小块固体的密度为 g/cm3
2．用电子天平称得一固体（不吸水）质量为57.5克；将一个盛有约400ml水的量杯放在电子天平上称得质量为570.0克；用细线将这个固体捆好并用手提着放入量杯中，固体不碰杯壁和杯底，称得质量为576.4克，则固体密度为 g/cm3 。
3. 用比重瓶法测定某固体的密度，待测物体放入比重瓶后未将气泡赶净，所测固体的密度值将 。
a、偏小 b、偏大 c、不变 d、随时间变化

图2
4．如图2所示，准确度为0.02mm的游标卡尺，其读数为 。
（二）示波器实验

a b c
d
图3
1. 有四位同学用示波器观察正弦波形时，某时刻图形如图3中a、b、c、d所示
X
Y
图4
图 原因是扫描频率太高且不同步，
图 原因是没有信号送到Y偏转板，
图 原因是没有扫描信号送到X偏转板，
图 原因是输入信号太强。
2. 用示波器测量正弦波信号的周期和电压峰峰值，已知相邻两个波峰宽度格，旋钮“TIME/DIV”的示数为5ms；波峰至波谷高度格，旋钮“VOLTS/DIV”的示数为1V；则周期 ms，电压峰峰值 V。
3. 在示波器上看到如图4所示利萨如图形，已知，则 HZ。
（三）测量金属丝弹性模量实验
1. 在测量金属丝弹性模量实验中，调节仪器前在砝码钩上先放一定数量的砝码，其目的是
a、减小摩擦力； b、增加金属丝的拉力； c、使金属丝变直； d、增加惯性
2. 测量金属丝弹性模量实验时钢丝受到不同的力作用下，相应的标尺读数如表一所示，用逐差法计算钢丝受到3×9.8 N的力作用，其形变量对应于标尺读数变化的算术平均值和算术平均偏差，并写出测量结果。
表一 钢丝受力标尺读数
砝码 /kg
2
3
4
5
6
7
标尺读数/cm
-1.95
-0.02
1.63
3.30
4.95
6.68

3．继续测量金属丝长为85.5cm,直径为0.495mm,标尺到反射镜距离为2.90m,光杠杆常数为8.00cm,请计算金属丝的弹性模量的值（已知）。

(四) 电学元件伏安特性的测量
某同学测得二极管正向伏安特性数据如表二所示，请按作图法要求在坐标纸上画出二极管伏安特性曲线图（以电流I为纵坐标，电压U为横坐标），从图中可以看出，二极管正向导通电压为 V。
U /V
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.75
0.80
I /mA
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.01
0.10
0.45
1.50
7.80

表二：

图5
(五)三线摆实验
用三线扭摆法测刚体的转动惯量，实验装置如图
3所示，已知圆盘对轴的转动惯量，式中的为圆盘质量，为圆盘振动周期，。现将一质量为的圆环放在圆盘上，且使圆环轴线与圆盘的轴线重合，扭摆周期为。测量数据如表三所示，请计算圆环对其中心轴的转动惯量，正确表达圆环转动惯量测量结果。
表三
圆盘质量
/g
圆环质量/g
圆环内直径/cm
圆环外直径/cm
/s
/s
845.49
511.11
4.95
11.90
1.65
1.63

（六）不良导体导热系数的测定

图6
1. 用千分尺测量塑料片的厚度，千分尺零点读数如图6所示，测量三次，千分尺读数分别为4.765mm，4.763mm，4.766mm，计算塑料片厚度算术平均值、平均偏差，写出测量结果

2. 系统处于稳定状态时加热盘温度为，散热盘温度为，测量散热盘温度随时间变化的数据如表四所示，计算散热盘处在稳态值附近的温度变化率
表四
t/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
T/OC
59.8
58.6
57.3
56.0
54.7
53.5
52.5
51.4
50.3

（七）直流单臂电桥实验
1.画出直流单臂电桥测量电阻的原理电路图，写出的计算式；说明用交换法（与互换位置）测量电阻的目的。

2.如果在实验过程中电桥无法平衡（电压表显示数据始终不能达到最小），请说明原因。

（八）霍尔效应实验
1. 某同学做霍尔效应实验，在外磁场保持不变的情况下寻找霍尔元件输出电压与霍尔工作电流的关系，得到测量数据如表五所示，请你在坐标纸上画出图线，根据图线说明霍尔元件输出电压与霍尔工作电流的关系。
表五
工作电流/mA
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
输出电压/mV
18.2
24.2
30.3
36.3
42.8
48.8
55.1

2．做霍尔效应实验时，为什么要改变霍尔元件工作电流的方向和励磁线圈电流的方向。
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