NJUPT【 物理实验 (上) 】

Part 1 考试真题

Part 2 练习题库

1）不确定度计算结果为 U = 0.0901 m，修约后的结果是：0.10m
解析：首位有效数字 ≥ 5 时，只进不舍，结果保留1位有效数字。
0.0901 进位后变为 0.10，而 0.0801 修约后的结果则是 0.09 m
2）如图，分光计实验的仪器误差是：1'（1分）

补充：1' = (1/60)° ≈ 0.017°
3）F = 0.0006250 , G = 8.7500 , 则有效数字位数分别为：4，5
解析：有效数字位数，就是非0 位开始的所有位数
4）长方形边长测量结果为: a = 8.00 ± 0.05 cm, b = 6.00 ± 0.05 cm,
面积可表示为：S = 48.0 ± 0.5 cm^2
解析：用接测量物理量的不确定度方法计算

5）实验测得某物体长度的结果表达为：L = 5.36 ± 0.05cm
则说明：L的实验结果出现在[ 5.31cm ，5.41 cm ]区间上的概率较大
6）多次测量可以：减小随机误差
7）长度测量值为65.10mm，所用仪器可能是：20分度游标卡尺，50分度游标卡尺
解析：20分度游标卡尺​精确到 0.05mm，50分度游标卡尺​精确到 0.02mm
8）看图纠正

步骤4：保留有效数字位数不够
步骤5：没有写单位
步骤6：修约没有末位对齐
9）实验前填写：实验原理，原始数据表格
实验后填写：正式数据处理表格，实验数据处理
10）粗大误差是某种失误产生的，应该剔除，不能保留并计入实验结果
11）温度的变化是有偶然性的，因此带来的误差属于随机误差
如果测量时温度有基准的参照点，那么是有确定性的，就是系统误差
12）单次测量需要计算误差（仪器误差）
13）等精度测量时，测量次数越多，算术平均值随机误差越小
14）逐差法适用于实验数据是等差数列的情形，数据个数应该是 ≥ 6 的偶数
15）常用的实验数据处理方法：列表法、图解法 、逐差法、最小二乘法
16）按照误差产生的原因和性质，可分为：系统误差、随机误差、粗大误差
17）误差理论中计算不确定度时默认的置信概率是：95%

Part 3 知识点

第一章 绪论

• 误差理论

1）等精度多次测量，其算术平均值是最接近真值的值
2）F = 0.0006250 , G = 8.7500，有效数字位数分别为 4，5
3）根据 “四舍六入五凑偶” 的修约规则
2.5051 取3位有效数字是 2.51，2.505取3位有效数字是 2.50
4）若周期约为1.60秒，计时误差引起的不确定度为 0.02秒
为了满足测量周期的 相对不确定度≤0.01% ，测量次数至少应为 125
5）测量结果表达式必须满足：末位对其，3位有效数字，且首位小于5
6）① 毫米尺精确到 1mm
测量结果以 mm 为单位到小数点后第一位，最后一位是估读
② 20分度游标卡尺精确到 0.05mm
测量结果以 mm 为单位到小数点后第二位，最后一位是0或者5
③ 50分度游标卡尺精确到 0.02mm
测量结果以 mm 为单位到小数点后第二位，最后一位是偶数
④ 千分尺精确到 0.01mm
测量结果以 mm 为单位到小数点后第三位，最后一位是估读
7）长方形边长: a = 4.00±0.05 , b = 3.00±0.05 , 面积可表示为：S = 12.00±0.25

8）多次测量可以减小随机误差，不可以减小系统误差
9）双臂电桥是测量低阻值电阻的实验仪器，一般待测电阻小于100Ω
10）看图纠正：

步骤1没错，仪器误差是给定的，不需要修约
步骤5，单位应该是s
步骤6，保留有效数字位数不够
步骤7，没有写单位
步骤8，修约没有末位对齐

11）看图纠正：

要素1，电流没有标注单位；
要素6，没有在直线上取点并标注，直接使用实验数据是错误的

第二章 力学实验

• 扭摆法测量物体的转动惯量

1）测量摆动周期时，扭摆的摆角处于 40°- 90°
2）可以通过塑料圆柱转动惯量的理论值和它的摆动周期，推导扭摆的扭转常数
3）支架的质量分布靠近转轴，它对转动惯量的贡献极小，可以忽略
4）水平仪的气泡偏向哪里，就说明哪里比较高
5）刚体的转动惯量取决于：质量分布，转轴位置

第三章 电学实验

• 示波器的调整和使用

1）示波器波形：

这是 CH1 的信号，所以调上下位置的旋钮是：CH1的位置旋钮
信号是按时间展开的，所以调左右位置的旋钮是：水平位置旋钮​

2）利萨如图形：

① 交线法：做一条沿 x 和 y 方向的直线穿过图形，若分别有Nx，Ny个交点
则示波器 CH1 和 CH2 的信号频率比为：Nx：Ny = 4：3

② 调整其上下左右位置的是：CH1 的位置旋钮和 CH2 的位置旋钮

• 分光计的调节与使用

1）自准法，可以调节望远镜更清晰地接收平行光
2）各半调节法，可以调节望远镜和载物平台水平
3）采用各半调节法时，消去h/2的高差需要调节：望远镜俯仰螺钉，载物平台下的螺钉
4）分光计的读数盘上有两个角游标尺，是为了消除偏心差
5）分光计调节完毕标准是
a. 望远镜能清晰地接收平行光；
b. 平行光管能发出平行光；
c. 望远镜的主光轴，平行光管的主光轴达到同轴等高，并与载物台的法线垂直；
6）调节目镜调焦旋钮，可以使分划板上的叉丝变清晰
7）各半调节法，可以使双面反射镜反射回来的绿十字像，均在十字叉丝的上刻线上
8）各半调节法调绿十字像的步骤有：望远镜俯仰螺钉，载物台调平螺钉，转动载物平台
9）分光计测量三棱镜顶角的方法有：自准法、反射法
10）分光计，由阿贝自准直望远镜、平行光管、载物台构成
11）光计的望远镜，由目镜、物镜、分划板组成
12）分光计的平行光管，由狭缝、透镜组成
13）分光计实验中
当狭缝的宽度过大时，谱线会发生重叠现象，不利于鉴别谱线及其中心位置
当狭缝的宽度过小时，谱线亮度会显著降低，不利于观察和测量
14）JJY1' 型分光计读数盘角游标的精度是：1'（1分）

• 惠斯通电桥测量电阻

1）如图电路

① 电桥平衡公式：R0/R2 = Rx/R1
② BD 间的电压和 AC 端的电压成正比
③ 这是分压器接法，滑线变阻器上接三根线，电源电压分了一部分接到电桥两端
2）电桥灵敏度和： AC端的电压，检流计灵敏度挡位有关
3）Sq 合上之后，BD 间的电阻变小，电流变大，检流计 G 的偏转格数会增大

• 双臂电桥测量低电阻

1）双臂电桥实验中，实测的待测电阻往往比导线电阻小几个数量级
所以待测电阻不能小于将其接入电路的导线的电阻值
2）实验中如果已经开始测量，而检流计指针不指零点，此时再检流计调零是错误的
应该调节电桥中的电阻 R 使得电桥平衡，进而调零
3）双臂电桥实验中，接入待测电阻 or 标准电阻采用的接线方法是：四端引线法

• 测量介电常数

1）测量真空介电常数时的图解法：
横坐标：1/d（极板间距的倒数）
纵坐标：C （极板电容）
数据拟合为一条直线，直线斜率就是真空介电常数
2）ℰr（真空） = 1
ℰr（测量） ≥ 1
ℰr：相对介电常数，没有单位
3）相对介电常数没有
4）测量螺旋测微器初始误差：
当两个极板快靠到一起时，应该旋转微调旋钮来调节极板间距

第四章 光学实验

• 等厚干涉

1）钠灯作为光源的等厚干涉实验中，牛顿环上的干涉是：
平凸透镜的球面，和与之相切的平板玻璃平面上反射光的干涉
2）显微镜物镜下方的半反射镜：
调至前倾约45°左右，将灯光反射向牛顿环
3）载物平台玻璃板下方的长方形反射镜，
在观测等厚干涉现象时应该转到不反射钠灯光的方向
4）如果观察到的干涉图案半边亮、半边暗，
可能是因为读数显微镜没有对正钠灯

• 迈克尔逊干涉仪测量氦氖激光波长

1）如图所示读数，此时动镜 M1 的位置读数是：40.52206 mm

2）如图所示，迈克尔逊干涉仪的光路原理图

平板玻璃片G1和G2 从光源到观察屏两束主光路过程中：
主光路1穿过平板玻璃共计3次，主光路2穿过平板玻璃共计3次
3）使用迈克尔逊干涉仪测量激光波长实验中

① 虚光源距离拉大的时候，观察屏上的干涉条纹会冒出
② 微调转轮无论是顺时针转还是逆时针转，都可能导致两个虚光源的间距增加
③ 通过转动微调转轮，来观察测量干涉图样中心缩进或冒出的干涉条纹

Part 4 慕课答案

第一章 绪论

• 误差理论测验题

最接近真值的值
四位, 五位
2.51；2.50
125次
L = 0.667±0.008mm
千分尺
S = 12.00±0.25cm^2
L在 [ 5.95cm ，6.05 cm ] 区间上出现的可能性较大
多次测量可以减小随机误差
0.001Ω
5，6，7，8
1，6

第二章 力学实验

• 扭摆法测量物体的转动惯量

40°- 90°
x
x
x
质量和质量的分布

第三章 电学实验

• 示波器的调整和使用

CH1的位置旋钮
水平位置旋钮
3:4
CH1的位置旋钮和CH2的位置旋钮
先按信号发生器shift按键，再按数字‘7’按键
3：2
先按shift按键，再按频率/周期按键

• 分光计的调节与使用

自准法
(1)(2)
消除偏心差
(1)(2)(3)
目镜调焦旋钮
各半调节法
平行光管俯仰螺钉
反射法
载物台
分划板
透镜
自准法
重叠 亮度
1英尺
望远镜可以接收平行光；平行光管能发出平行光；望远镜和平行光管的主光轴同轴等高，并与载物台法线方向垂直

• 惠斯通电桥测量电阻

大约600Ω
大约10小格
检流计灵敏度挡位；电桥两边AC两点之间加的电压
x
x

• 双臂电桥测量低电阻

Rs=0.1Ω
x
x
四端引线

• 测量介电常数

图解法中横坐标是极板间距的倒数，纵坐标是极板电容，数据拟合是一条直线，求解直线斜率计算真空介电常数
x
x
微调旋钮

第四章 光学实验

• 等厚干涉

平凸透镜的球面和与之相切的平板玻璃平面
前倾约45°左右，将灯光反射向牛顿环
√
√

• 迈克尔逊干涉仪测量氦氖激光波长

40.52206 mm
主光路1穿过平板玻璃共计3次，主光路2穿过平板玻璃共计3次
微调转轮顺时针或者逆时针都有可能，两个虚光源距离拉大
微调螺丝

线上期末考试

0.09m

T = （17.32±0.21）s
1分
4位, 5 位
S = 48.0000±0.0025cm^2
多次测量可以减小随机误差
20分度游标卡尺；50分度游标卡尺
4
原始数据表格；实验原理
x
x
√
√
x
逐差法
系统误差
系统误差
1，6
95 .5