福建师范大学2022年3月“物理学”《实验物理导论》平时作业一（答案参考）试卷号：1

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1、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟！ 住在富人区的她福建师范大学2022年3月“物理学”实验物理导论平时作业一（答案参考）一.综合考核(共45题)1.下列关于电路连接的描述错误的是()A.导线接完后，应根据电路图，检查电路B.控制电路是否在最大输出状态C.通电前应检查有极性仪器(电源、直流电表等)的正负极是否接对D.电阻箱的电阻值是否正确参考答案：B2.下列关于古代物理实验思想的特点描述错误的是()A.实验仅仅在少数与日常生活比较密切的项目中进行，零星不够系统B.大多是定量的记录、分析C.大多数实验仅限于现象的描述，缺少概括、总结且形成比较系统的理论D.缺乏用实验来检验已有理论的思想参考答案：B3

2、.简述测量的基本概念、测量的性质与分类。什么情况下的测量是等精度测量?参考答案：测量，就是把被测量与复现计量单位的标准量进行比较，从而确定被测量量值的过程。按其比较特点，可将测量进一步分为检验和测量。1、按获得结果的方式分类(1)直接测量被测几何量的数值直接由计量器具读出。(2)间接测量被测几何量的数值由实测几何量的数值按一定的函数关系式运算后获得。2、按比较的方式分类(1)绝对测量被测量的整个数值可以直接从测量器具上读出。(2)相对测量(比较测量)测量时先用标准器调整计量器具的零位，再由刻度尺读出被测量几何量相对於标准器的偏差。3、按同时测量被测几何量参数的多少分类(1)单项测量分别而独立地

3、测量工件上各个几何量。(2)综合测量同时测量工件上某些相关的几何量的综合状态，以判断综合结果是否合格。综合测量的效率高，能反映工件上一些误差的综合结果，适用於只要判断工件是否合格的场合，当需要分析加工过程中产生废品的原因时，应采用单项测量。4、按测量时是否有机械测量力分类(1)接触测量计量器具的测头与被测表面以机械测量力接触。为了保证接触的可靠性，测量力是必要的，但它可能使测量器具或工件产和变形，从而造成测量误差。尤其对於软金属或薄结构等易变形工件， rn接触测量可能因变形造成较大的测量误差，或划伤工件表面。(2)非接触测量计量器具的测头与被测表面不接触，不存在机械测量力。5、按测量目的分类(

4、1)主动测量(工序测量)在零件加工过程中进行的测量，其测量结果用於控制零件的加工过程，决定零件是否需要继续加工或调整机床，以便及时防止废品的产生。(2)被动测量零件加工完成后进行的测量，其测量结果主要用来发现并剔除废品。6、按被测件与测量头在测量过程中的状态分类(1)静态测量测量时，被测表面与测量头相对静止。(2)动态测量测量时，被测表面测量头之间有相对运动，它能反映被测参数的变化过程。7、按测量条件的情况分类(1)等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件不变。例如由同一个人，用同一台机器，在同样的条件下，以同样方法，同样仔细地测量同一个量，求测量结果平均值时所依据的测量次数也相同

5、，因而可以认为每一测量结果的可靠性和精确程度都是相同的。在一般情况下，为了简化测量结果的处理，大家采用等精度测量。(2)不等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件可能完全改变或部分改变。显然，其测量结果的可靠性与精确程度各不相同。等精度测量在测量过程中，决定测量精度的全部因素或条件不变。例如由同一个人，用同一台机器，在同样的条件下，以同样方法，同样仔细地测量同一个量，求测量结果平均值时所依据的测量次数也相同，因而可以认为每一测量结果的可靠性和精确程度都是相同的。在一般情况下，为了简化测量结果的处理，大家采用等精度测量。4.对于不同性质的误差描述不正确的是()A.在等精度测量条件下多

6、次测量同一物理量时产生的时大时小、时正时负、以不可预知的方式变化的误差称为随机误差B.由于实验者在记录时粗心而造成的误差为粗大误差C.通过增加测量次数，并用它们的平均值来表示测量结果，将获得具有更小的随机误差测量结果D.由于未调零而产生的误差为随机误差参考答案：D5.经典物理实验思想的特点有()A.经典物理实验确立了“物理实验+科学推理+数学表达”的物理实验思想，也就是把实验和数学密切地结合起来，把各种物理量之间关系用数学表达式联系起来，使实验的结果上升到普遍的定理和规律，在物理实验和物理理论之间建立起互动链条。对近代、现代物理学的发展，影响十分深远。B.建立了误差理论。注意各种因素对实验造成

7、的影响，有意识地在实验中创造理想化的条件，以获得最佳的实验结果。所以，对同一物理常数或实验的研究(如引力常数测量、库仑定律的验证、电荷的测量)，由于测量仪器设备从粗糙到精确，相应地测量值逐步地靠近真值，测量误差减小，有效数字增加。C.“实验-理论-拓展实验-充实理论”的一般物理学发展模式。每一个物理学的学科分支，大多数都是先从物理现象或实验事实开始，通过逻辑推理提出一定的物理学模型，以解释已有的实验事实，然后拓展实验的范围验证该物理模型的合理性，其中可能出现一些新的现象和实验结果，又要反过来修正和充实物理理论，如此循环发展，使理论不断完善。D.“争论-实验-统一”的科学思想方法，对科学问题提出

8、不同的看法，这是常见的事，如何评价这些看法的正确性与合理性，只有通过实验来检验，正所谓“实践是检验真理的唯一标准”。所以，“提出问题-设计实验-验证实验-统一认识，建立完善的理论”是一种常见的物理实验思想方法。参考答案：ABCD6.写出标准偏差、平均值标准偏差的计算式，并说明它们的物理意义。参考答案：标准偏差公式：S = Sqrt(xi-x 拔)2)/(N-1)公式中代表总和，x拔代表x的均值，2代表二次方，Sqrt代表平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度。平均值的标准偏差时相对于单次测量标准偏差而言的，在随机误差正态分布曲线中作为标准来描述其分散程度在一定测量条件下(真值未知)，对同一被

9、测几何量进行多组测量(每组皆测量N次)，则对应每组N次测量都有一个算术平均值，各组的算术平均值不相同。不过，它们的分散程度要比单次测量值的分散程度小得多。描述它们的分散程度同样可以用标准偏差作为评定指标。根据误差理论，测量列算术平均值的标准偏差X与测量列单次测量值的标准偏差存在如下关系：x = / N7.关于正态分布的偶然误差的特点的描述不正确的是()A.单峰性绝对值小的误差出现的概率大B.无界性在测量条件一定的情况下，大误差再现的概率小，但没有一定的界限C.对称性绝对值相等的正负误差出现的概率相同D.抵偿性随机误差的算术平均值随着测定次数的增加而越来越趋向于零参考答案：B8.某值0.0157

10、0有几位有效数字()A.3B.6C.4D.5参考答案：C9.实验报告格式要求中，包括以下几项中的哪几项() 1实验报告案头部分;2实验目的;3实验仪器;4主要仪器装置描述;5实验原理;6实验步骤;7注意事项;8数据处理;9误差分析;10实验结论;11问题讨论;12思考练习。A.1至6均是B.1至7均是C.1至10均是D.1至12均是参考答案：D10.实验报告的案头部分需要填写的款项有：()A.院别、专业、班号B.姓名、同组姓名C.实验日期D.教师评定以及实验题目参考答案：ABCD11.直接测量是指把待测物理量直接与作为标准的物理量相比较。()A.正确B.错误参考答案：A12.测量磁感应强度常用

11、霍尔效应法。()A.正确B.错误参考答案：A13.测量的要素有：()A.测量对象B.测量单位C.测量方法D.测量的准确度参考答案：ABCD14.设计性研究性实验是一种较高层次的实验训练，是为培养学生独立从事科学研究工作而设计的。()A.正确B.错误参考答案：A15.在物理学的发展过程中，物理实验思想的发展可分为哪三个阶段?请写出第三阶段物理实验的特点。参考答案：第一阶段，16世纪前古代朴素物理实验思想。第二阶段，16世纪末到19世纪末，经典物理实验思想。第三阶段，19世纪至今，现代物理实验思想。第三阶段物理实验的特点：这一时期是从19世纪末至今，是现代物理学的诞生和取得革命性发展时期。物理学的

12、研究领域得到巨大的拓展，实验手段与设备得到前所未有的增强，理论基础发生了质的飞跃。这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上更加依赖大规模的实验、高度抽象的理性思维和国际化的合作与交流；在认识领域上拓展到微观(10-13)与宇观(200亿光年)和接近光速的高速运动新领域，变革了人类对物质、运动、时空、因果律的认识；在发展速度上非常迅猛，社会功能十分显著，推动了社会的飞速发展。这一时期的物理学又可大致地分为两个阶段。(1)革命与奠基阶段(1895年至1927年)。建立了相对论和量子力学，奠定了现代物理学的基础。(2)飞速发展阶段(1927年至今)产生了量子场论、原子核物理学、粒子物理学、半导体物理

13、学、现代宇宙学、现代物理技术等分支学科。16.函数w=x/y的标准不确定度传递公式为(w/w)2=(x/x)2+(y/y)2。()A.正确B.错误参考答案：A17.用量程为20mA的1.0级毫安表测量电流。毫安表的标尺共分100个小格，指针指示为60.5格。该表的最大允差仪=()A.0.02mAB.0.2mAC.0.5mAD.2mA参考答案：B18.下列对仪器的初始状态描述错误的是()A.电源输出电压应置于最小或额定值B.分压器输出电压应置于最小或额定值C.电阻箱阻值不能为零D.电表量程应选择较小的档次参考答案：D19.函数w=x+y的不确定度传递公式为()A.w=x/xB.w=w=kxC.w

14、=kxD.w=(x2+y2)1/2参考答案：D20.原始资料报告格式要求必须具备以下内容：()A.实验报告案头部分B.实验仪器C.原始数据D.异常现象参考答案：ABCD21.X射线是()首先发现的。A.法拉第B.麦克斯韦C.伦琴D.居里夫妇参考答案：C22.准确度(又称精确度) 是精密度与正确度的综合反映。()A.正确B.错误参考答案：A23.用准确度为0.1级、量程为50.0mA的电流表，在规定条件下测量某一电流时读数为25.0mA。那么测量可能出现的最大相对误差为0.2%。()A.正确B.错误参考答案：A24.测量磁感应强度常用()A.伏安法B.电位差计法C.电桥法D.霍尔效应法参考答案：

15、D25.求间接测量的函数标准不确定度的步骤：()A.对函数求全微分(对加减法)，或先取对数再求全微分(对乘除法)B.合并同一分量的系数，合并时，有的项可以相互抵消，从而得到最简单的形式C.系数取绝对值D.将微分号变为不确定度符号E.求平方和参考答案：ABCDE26.测量中凡是不符合统计规律的不确定度统称为A类不确定度。()A.正确B.错误参考答案：B27.凡是不能用统计方法计算而只能用其他方法估算的不确定度称为B类不确定度，又称为非统计不确定度，用字母“U”表示。()A.正确B.错误参考答案：A28.在用作图法处理实验数据时，在如下几个步骤中正确的是()A.根据具体实验决定作图参量、选取坐标纸

16、B.未写图名C.未表明坐标轴D.连线时线必须过每个点参考答案：A29.什么是实验方法的“不确定度最小”选择原则?简述设计性实验中一般实验方案的选择程序。参考答案：实验方法的“不确定度最小”选择原则是不确定度越小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高。设计性实验中一般实验方案的选择程序根据课题所要研究的内容，收集各种可能的实验方案，即根据一定的物理原理，确定被测量与可测量之间关系的各种可能方法。然后比较各种方法能达到的实验准确度、各自适用条件及实施的可能，以确定最佳实验方法”。例如测量本地区的重力加速度，可用单摆法、复摆法、自由落体法、气垫导轨法等，各种方法都有各自的

17、优缺点。因此要在实验室所提供的实验条件基础上，通过分析，确定一个误差相对较小、测量方法相对完善的最佳实验方案。30.用天平测质量时，由于天平不等臂造成的误差为系统误差。()A.正确B.错误参考答案：A31.在长度的测量中以下4个值哪个是由螺旋测微计测得的?()A.L=2.52cmB.L=2.526cmC.L=2.5262cmD.L=2.52622m参考答案：C32.在调零或者调平衡的过程中经常用到的方法是逐次逼近式的调整，即在调整过程中，均应先确定平衡点所在的范围，然后逐渐缩小这个范围直至最后调到平衡点。()A.正确B.错误参考答案：A33.在拉伸法测杨氏模量实验中，利用光杠杆测金属丝伸长量的

18、实验方法称为放大法。()A.正确B.错误参考答案：A34.误差按来源可分为()A.方法误差B.环境误差C.人为误差D.仪器误差参考答案：ABCD35.下列关于电路连接的描述错误的是()A.导线接完后，应根据电路图， 检查电路B.控制电路是否在最大输出状态C.通电前应检查有极性仪器(电源、直流电表等)的正负极是否接对D.电阻箱的电阻值是否正确参考答案：B36.如果图线是反映物理量之间关系的，就要画拟合直线或把数据点“连”成光滑的曲线，连线时不一定通过所有点(有时甚至一个点都不通过)，而是让其(数量、距离)均匀地分布在曲线(直线)的两旁;如果是校正曲线，就必须通过每个点连成折线。作图时要使用作图工

19、具，不能随意画出。一张图上要画出几条曲线时，各条曲线可用不同的虚实线或颜色表示，如实线“-” 、虚线“-” 、点划线“图”等。()A.正确B.错误参考答案：A37.下列关于精密度的描述错误的是()A.精密度是指重复测量所得结果相互接近(或离散)的程度B.精密度的高低反映偶然误差的大小C.偶然误差就越大，精密度越高D.数据越接近，偶然误差越小参考答案：C38.测量一个1000米的长度时，绝对误差为米，测量另一个100米的长度时，绝对误差也为1m，两个的绝对误差和相对误差都一样。()A.正确B.错误参考答案：B39.12.04cm的有效数字有几位()A.3位B.4位C.2位D.以上答案均不正确参考

20、答案：B40.电表的量程是100mA，其误差级别是2.0级，其最大误差I为()A.1.0mAB.2.0mAC.3.0mAD.5.0mA参考答案：B41.用50分度游标卡尺测一圆环的宽度，数据如下：m=15.272，15.276，15.268，15.274，15.270，15.274，15.268，15.274，15.272(单位为cm)，其合成不确定度为()A.0.0002cmB.0.002cmC.0.001cmD.0.02cm参考答案：B42.原始资料报告格式要求中，包括以下几项中的哪几项() 1实验报告的案头部分;2实验仪器;3原始数据;4异常现象。A.1，2，3B.1，2，4C.1，3，4D.1，2，3，4参考答案：D43.下列单位中是国际单位制的导出单位的是()A.牛B.秒C.摩尔D.坎德拉参考答案：A44.测量微安表内阻的全偏法也是一种()A.替代法B.电桥法C.伏安法D.放电法参考答案：C45.国际单位制的基本单位有：()A.米、千克B.秒、安培C.开尔文、摩尔D.坎德拉参考答案：ABCD