三、简答题（共15分）
1、简述利用实验方法探索物理规律的主要步骤。（5分）
2、简述电位差计的基本原理。用十一线电位差计测电池电动势的操作过程中，若调至平衡状态后断开工作电流回路，这时检流计指针会如何变化？（10分） 四、计算题（20分，每题10分）
1、用流体静力称衡法测固体密度的公式为??g/cm3，求固体密度的测量结果。 2、根据公式?m?0，若测得m=（29.05±0.09）g，m1=（19.07±0.03）g， ρ0=（0.9998±0.0002）
m?m1?4M?D2H测量铜圆柱体的密度。已知：M=45.038+0.004(g),D=1.2420+0.0004(cm),H=4.183+0.003(CM).试计算?的不确
定度??，并写出结果表达式。 五、设计题（35分）
设计内容：用光杠杆法测量金属棒线膨胀系数。
设计要求：（1）简述实验基本原理，画出实验原理图，推导测量公式；（2）合理选用实验器材；（3）说明主要实验步骤和过程；（4）选择合适的数据处理方法，说明原因。
2003—2004学年第一学期
《大学物理实验》模拟试卷参考答案及评分标准
一、填空题（20分，每题2分） 1．
s2?u2，
??y?2??y?2???x???x1????x???x2?1??2?22。2．0.29%(0.3%) ， 2.9% (3%) 。
3．x,y偏移出界，辉度太弱。4．伏安法，电桥法，替代法，欧姆表法（注：答其中两个即可） 5．已定，未定。 6．减小随机误差，避免疏失误差。7．（3），（4）。8．毫米尺， 1/50游标卡尺。9．温差电效应，热磁效应。 10．干涉法 ，非电量电测法 。 二、判断题（10分，每题1分）
1、√ 2、√ 3、× 4、√ 5、× 6、× 7、× 8、√ 9、× 10、× 三、简答题（共10分）
1．答：（1）确定研究内容和研究对象。 （1分） （2）设计实验。作图，判定曲线类型，建立相应函数关系。 （1分） （3）实验测量待测量的对应关系。 （1分）
（4）判断曲线函数形式，写出一般式，建立经验公式。 (5 ) 验证。 2．答：（1）补偿原理；
定标：调节电阻丝长度L0，补偿标准电池电动势E0； 测量：调节电阻丝长度Lx，补偿未知电池电动势Ex； 计算：Ex＝Lx E0/
L0。 （2）检流计指针保持偏转，不能补偿。 四、计算题（20分，每题10分）
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1、解：密度的最佳估计值为??m?0?2.910g/cm3
m?m1密度的不确定度：
???2????2????2??????????m??????0m1??????m???m1????0?22222
3
??2??2?m1?2m1m3
=0.019g/cm2?????m?m20??m???m?m2?0??m1?????01???1????m?m1??相对不确定度：B?????100%?0.7% （1分）
密度结果为：ρ＝（2.91±0.02）g/cm3 或ρ＝（2.910±0.019）g/cm3 B＝0.7％ 2、解：计算测量值?：
??4M?D2H?8.887(g/cm3) 计算?相对合成不确定度
???(?M)2?(2?D)2?(?HMDH)2?
?(0.00445.038)2?(2?0.00420.00321.2420)?(4.183)?0.096%
求?的合成不确定度
????(g/cm3) 测量结果表示：??8.887?0.009(g.cm?3????0.009) 五、设计题（35分）
解：（1）实验设计图 ⊿n l 望远镜 光杠杆 D 金 温度计
属 标尺 进汽管 棒
玻璃箱 出汽管
简述：
线胀系数：α＝⊿l/〔L0（t2－t0）〕 光杠杆： ⊿l＝l ⊿n/2D α＝l ⊿n/｛2D〔L0（t2－t0）〕｝
15分
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B=0.1%
（2）实验仪器：金属棒，玻璃箱，温度计，光杠杆，望远镜尺组，蒸汽源。5分
（3）a、仪器调整； b、记录初始值t0，n0，l，D，L0；c、加热金属杆，记录t2（等间距取点）和n；
10分
（4）逐差法，线性最小二乘法，作图法； 自变量等间距分布，两测量量线性变 5分
一、选择题（20分，每题2分）
1.在光栅测量波长的实验中，所用的实验方法是[ ]（A）模拟法 （B）稳态法 （C）干涉法 （D）补偿法 2.用箱式惠斯登电桥测电阻时，若被测电阻值约为4700欧姆，则倍率应选[ ]（A）0.01 （B） 0.1 （C） 1 （D） 10 3.用某尺子对一物体的长度进行15次重复测量，计算得A类不确定度为0.01mm，B类不确定度是0.6mm，如果用该尺子测量类似长度，应选择的合理测量次数为（A）1次 （B）6次 （C）15次 （D） 30次 4.用惠斯登电桥测电阻时，如果出现下列情况，试选择出仍能正常测量的情况[ ]
（A） 有一个桥臂电阻恒为零 （B）有一个桥臂电阻恒为无穷大（C） 电源与检流计位置互换 （D）检流计支路不通（断线） 5.研究二极管伏安特性曲线时，正确的接线方法是[ ]
（A） 测量正向伏安特性曲线时用内接法；测量反向伏安特性曲线时用外接法 （B） 测量正向伏安特性曲线时用外接法；测量反向伏安特性曲线时用内接法 （C） 测量正向伏安特性曲线时用内接法；测量反向伏安特性曲线时用内接法 （D） 测量正向伏安特性曲线时用外接法；测量反向伏安特性曲线时用外接法 6.在测量钢丝的杨氏模量实验中，预加1Kg砝码的目的是[ ]
（A） 消除摩擦力 （B）使系统稳定 （C）拉直钢丝 （D） 增大钢丝伸长量 7.调节气垫导轨水平时发现在滑块运动方向上不水平，应该[ ]
（A）只调节单脚螺钉 （B）先调节单脚螺钉再调节双脚螺钉（C）只调节双脚螺钉 （D）先调节双脚螺钉再调节单脚螺钉
8.示波管的主要组成部分包括[ ]（A） 电子枪、偏转系统、显示屏（B） 磁聚集系统、偏转系统、显示屏（C） 控制极、偏转系统、显示屏 （D） 电聚集系统、偏转系统、显示屏
9.分光计设计了两个角游标是为了消除[ ]（A） 视差 （B） 螺距差 （C） 偏心差 （D） 色差
10.用稳恒电流场模拟静电场实验中，在内电极接电源负极情况下，用电压表找等位点与用零示法找等位点相比，等位线半径[ ]（A） 增
大 （B）减小 （C） 不变 （D） 无法判定是否变化 二、填空题（20分，每空1分）
1.在滑线电桥测量电阻实验中，用 方法消除米尺刻度不均匀、电阻丝粗细不均匀等引起的固定系统误差。
2.到目前为止，已经学过的减小误差提高测量精度的方法有 、 、 和 等。 3.逐差法处理数据的条件是：（1） 。（2） 。
4.在测量不良导体导热系数时，采用了稳态法；所谓的稳态指的是 。 5.在测量杨氏模量实验中，用 法测量钢丝的杨氏模量，用加减砝码的方法测量是为了消除 所产生的误差。
6.在用光栅测量波长实验中，测量光栅常数采用了 放大测量法、 放大测量法和 放大测量法。
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7.最小二乘法处理数据的理论基础是 。
8.在用气垫导轨验证牛顿第二定律实验中，通过测量短时间内的 来近似测量瞬时速度。 9.模拟法是以 理论为基础，主要分为 模拟和 模拟两类。 10.使电子束聚焦的方法有 和 。 三、简答题（共20分，每题10分）
1.简述用直接计算法验证欧姆定律V＝RI的主要步骤。
2.调整分光计望远镜的目的是使望远镜接受平行光并且光轴与分光计中心轴垂直。请问通过哪几个步骤可以把望远镜调节到这样的状态？（要求调节顺序正确） 四、计算题（12分）
根据单摆的运动规律可知，单摆的周期T、摆长L和重力加速度g之间的关系为T＝2?Lg。利用此关系式通过间接测量方法可
以测量重力加速度。实验中测得周期T＝1.356±0.002s，摆长L用极限误差为1mm的米尺测量6次的结果如下：
测量次数 L（mm） 1 451.6 2 450.8 3 452.4 4 450.3 5 452.1 6 451.0 试求重力加速度的测量结果。（要求写出完整的测量结果表达式） 五、作图题（18分）
用热电偶测量温度，需要知道温度t与热电偶热电动势U之间的关系。实验测得某种热电偶的热电动势与温度的关系如下表所示。
温度t与热电动势U关系数据表 t/℃ U/mv -20.0 -0.52 -10.0 -0.30 10.0 0.59 20.0 0.99 30.0 1.40 40.0 1.82 50.0 2.25 60.0 2.69 试用作图法求出t与U之间的经验公式。
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六、设计题（10分）
用箱式电势基件测电阻。要求写出简单的原理，画出实验线路图，说明实验步骤。所用仪器如下：可调精密电阻箱（可作标准电阻）1只，稳压电源一台，电流表一只，单刀单掷开关一个；箱式电位差计一台（附标准电池和干电池），被测电阻一只。
2003—2004学年第二学期
《大学物理实验》模拟试卷参考答案及评分标准
一、选择题（20分，每题2分）
1. C 2. C 3. A 4. C 5. A 6. C 7. A 8. A 9. C 10. A 二、填空题（20分，每空1分）
1.交换抵消
2.交换抵消、累加放大、理论修正、多次测量、零示法、光杠杠放大、补偿法、异号法、对称观测法。(说明：写出四种方法即可) 3.（1）函数关系是多项式形式。（2）自变量等间距变化。4.样品内的温度梯度不变或样品上下表面温度保持不变。 5.拉伸法、弹性滞后。6.机械（螺旋）放大、累加放大、光学放大。 7.最小二乘原理。8.平均速度。9.相似、物理、数学。10.电聚集、磁聚焦。 三、简答题（共20分，每题10分）
1.用直接计算法验证欧姆定律V＝RI的主要步骤：
（1）设计实验再现欧姆定律的物理过程。（2分）（2）测量电压Vi和电流Ii。（1分） （3）计算出电阻R的实验值。（1分）（4）确定理论值不确定度。（1分） （5）计算实验值不确定度。（1分）（6）计算总不确定度U＝322?理??实。（2分）
（7）把理论值、实验值和U进行比较,判断是否验证。（2分）
2. 将分光计望远镜接受平行光并且光轴与分光计中心轴垂直的调节步骤是：
（1）粗调。（3分）（2）调节望远镜目镜，使分划板叉丝清晰。（2分）（3）调节望远镜物镜，使亮十字清晰。（2分） （4）调节望远镜和载物台水平度调节螺钉，使反射镜正反两面反射回来亮十字都与自准位置重合。（3分）
四、计算题（12分） 解：（1）由T＝2?Lg，有g＝4?2LT2。
由T＝1.356±0.002s，有T＝1.356s，?T（2）L＝451.37mm，uL（3）g＝4?2（2分） ?0.002s。
L?0.6mm，SL?0.3mm。?2
=0.7mm。（4分）
LT2（1分） ＝9.691m/s。
22（4）
?gg???L??L?g ???2?T??????T???0.33%.（3分） ?????g???0.03 m/s。 ?g??g???2
2
（5）结果：g＝(9.69?0.03) m/s，B＝0.3% 。（2分）
五．作图题（18分）
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