物理实验 课本习题及解答

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1、习题及解答1．指出下列情况属于随机误差、系统误差。(1)螺旋测微计的零值误差(2)视差(3)天平不等臂误差(4)电表内阻产生的引入误差(5)米尺刻度不均匀(6)地磁的影响(7)杂乱电磁波对灵敏电流计的干扰(8)电阻箱各旋钮的接触电阻影响(9)数字式仪表指示值最低位数字常常有±1的变化解答：属于随机误差的有：7，9。属于系统误差的有：1，3，4，6，8。可能是随机，也可能是系统误差的有：5，2。2．下列各量有几位有效数字？(1)m/s2(2)Pa(3)mm(4)(5)公式中的数字“4”解答：(1)4位。(2)6位。(3)4位。(4)无穷位。(5)无穷位。4．按不确定度决定有效位数的原则改正

2、下列错误(1)(2)(3)(4)mm(5)rad(6)s解答：(1)(2)(3)(4)mm(5)rad(6)s6．用物理天平测量某物体的质量，数据如下：2.5502.5522.5592.5672.5642.5582.5632.5612.5602.557单位为克，天平感量(分度值)为0.05克。试计算其平均值、标准偏差、不确定度，并表示出结果。5解答：　　（g）　7．按不确定度合成公式计算下列各量的合成不确定度，并完整表示结果。(1)，其中(2)，其中g(3)，其中cm(4)，用1.0级电压表(3V量程)测得V，用0.5级电流表(750mA量程)测得A解答：(1)取对数则　　(2)(3)取

3、对数则　　5(4)取对数则　　8．图解法确定拟合直线斜度的公式为其中和是为计算斜度所选的两点。试用不确定度合成规律分析证明，选点P1和P2应相距远些，斜率的图解结果更好。解答：因为，所以而由此可见：当选点P1和P2应相距远些，分母变大，相对不确定度变小。因此斜率的图解结果更好。9．用单摆测定加速度，。(1)如果要求重力加速度的相对不确定度小于0.5%，试按误差等分配原则估计摆长l和周期T的最大允许测量不确定度；(2)如果用分度值为1mm的米尺测量摆长l，摆长要多长才能满足测量不确定度要求？(3)如果周期s，用分度值为0.1s的机械停表怎样才能使周期不确定度满足要求？解答：(1)，按误差等

4、分配原则，有：即故：5(2)，如果取则(3)，故：次10．如图所示，要测量电阻R上实际消耗的功率P可以有三种方法，它是、和。假若限定仪器条件，只能用0.5级电压表、1.0级电流表和0.2级电桥分别测量电压、电流和电阻，试选择测量不确定度最小的测量方案(单次测量，不计电表内阻影响)。解答：由于单次测量，就要求电表指针偏转要超过满量程的。另外对电表类仪器而言，它的不确定度分别为：如果用公式则如果用公式则如果用公式则由此可见，利用公式可使得相对不确定度更小，故选择此种方案最佳。11．用自由落体法测重力加速度，测量数据如下：S,cm5.010.015.020.025.030.040.060.01

5、00.0t,s0.0960.1370.1720.1950.2240.2430.2810.3480.448已知，试用平均法或图解法求出该经验公式。解答：将数据代入中，可得如下方程组：5由此可得：解之，得：12．用等厚干涉法(牛顿环)测量光波波长，测量原理为（k=0,1,2,…）其中是第k级暗环的直径，R是牛顿环装置中透镜的曲率半径。测量数据如下表：K40393837361514131211Dkmm11.86211.74511.57511.44811.2867.2917.0606.7496.5586.247R为1.500m。试用平均法或逐差法计算入射光的波长。解答：由推出由得：序号12345

6、，88.34888.04988.43188.03087.548计算得出：故：查表得知：黄1为。由此可见，该测量还是有误差，但相对误差很小。5