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大学物理实验习题集

时间:2018-11-17 22:20 作者:admin 来源:未知 手机版
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大学物理实验习题集 第一部分 预习思考题 1.天平使用需注意的是什么? 一放平,二调零,三调横梁成水平,指针偏哪哪边重,螺母反向高处动。称物体,先估计,左物右码方便自己;夹砝码须心细,加减对应盘高低。游码读数左看齐,最后一位需估计。 2.使用天平时天平各部件应该如何
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北京pk10计划群 www.myxs88c.cn 大学物理实验习题集

第一部分 预习思考题

1.天平使用需注意的是什么?

一放平,二调零,三调横梁成水平,指针偏哪哪边重,螺母反向高处动。称物体,先估计,左物右码方便自己;夹砝码须心细,加减对应盘高低。游码读数左看齐,最后一位需估计。

2.使用天平时天平各部件应该如何摆放?

标有“1”的吊耳、称盘托、 称盘在左边,标有“2”的在右边;称钩在刀口上挂好,游码移至横梁左端零刻线位置。 3.天平怎样调节水平?

先观察水准气泡,用底脚螺钉调气泡至中心圆内,使支柱为竖直状态。 4.天平制动旋钮如何使用?

天平在长期闲置不用及进行调水平、调平衡和加减砝码时都需要止动,只有称量时转动制动旋钮起动天平,由指针观察横梁是否平衡,观察完毕后随即止动。天平起动时只有中间刀口承重,横梁两端呈自由状态;止动时横梁落下,由托架支撑,中间刀口脱离刀垫呈?;ぷ刺?。 5.天平称量时砝码应该如何加减?

左物右码,加砝码按从大到小的顺序;当加减最小砝码不能使天平平衡时,就移动游码(仍须止动天平来调)。. 6.游标卡尺如何调零?

检查游标卡尺零位,使游标卡尺两量爪紧密贴合,用眼睛观察应无明显的光隙,同时观察游标零刻线与尺身零刻线是否对准,游标的尾刻线与尺身的相应刻线是否对准。如果零位没有对齐需要调节游标卡尺紧固螺钉使之对齐。 7.游标卡尺的分度值如何计算,50分度游标卡尺的分度值是多少?

aa1??????0.02mm ,a:主尺最小刻度,n:游标分度。

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8.游标卡尺如何读数?

游标卡尺的读数由主尺读数和游标读数两部分组成,主尺读数为游标的零刻度线所在位置读出,游标读数由游标上与主尺任意一位所对齐的刻线读出。 9.千分尺测力装置(棘轮)如何使用? 千分尺两测砧将与被测物接触时,为避免损伤千分尺内部的精细螺纹结构以及防止被测量物发生几何形变,需要使用测力装置,不要直接转动微分筒,当听到棘轮发出响声时,即可读数。

10.千分尺是否存在系统误差如何判断?如何调零?

千分尺使用前,使移动测砧与固定测砧接触,观察微分筒上的棱边是否与固定套筒上的零刻线重合,如果不重合即存在系统误差。当套筒上零刻线位于微分筒0~5方向上时即为正值,计算时需要减去其绝对值,相反方向即为负值,需要加上其绝对值。 11.千分尺如何读数?

千分尺读数分为两部分,一是套筒读数,由微分筒棱边相对套筒的位置读出,注意半毫米格;二是微分筒读数,由套筒中心横线相对微分筒的位置读出,注意估读。

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12.什么是单摆?

单摆是由一不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。(摆长远大于球的直径,摆球质量远大于线的质量) 13.为什么要求单摆摆动角度不大于5°?

当摆角很小时(θ<5°),圆弧可近似地看成直线,F也可近似地看作沿着这一直线。单摆在摆角很小时的运动,可近似为简谐振动, 14. 单摆实验中应注意什么?

(1)摆长的测定中,眼睛与摆球最低点平行,视线与尺垂直,以避免误差。 (2)测定周期T(50)时,要从摆球摆至最低点时开始计时,并从最低点停止计时。这样可以把反应延迟时间前后抵消,并减少人为的判断位置产生的误差。 15.光电控制计时法中距离的改变是通过调节哪个光电门位置得到的?

改变第2光电门的位置

16.实验中如果数字毫秒计的计时不正常,应该如何处理?

调节仪器支柱铅直,使上下两光电门中心在同一条铅垂线上,使小球下落时的中心通过两个光电门的中心。 17.简述光电门工作原理。

光电门是一块U型铝板,固定在支柱上,在两侧面对应位置上安装照明小灯泡和光敏二极管,小灯泡点亮后正好照在光敏二极管上,光敏二级管在光照时电阻约为几千欧到几十千欧,无光照时的电阻约在一兆欧以上,利用光敏二极管在两种状态下的电阻变化,可获得一个讯号电压,用来控制数字毫秒计,使其计数或者停止。

18.比较逐差法与图解法处理实验数据的不同点。

逐差法需要两个物理量之中的一个必须做等间隔变化,而图解法不受这一限制,这使得图解法在实际中应用得更广泛、更灵活;采用图解法处理实验数据,我们更容易发现离散性较大的“不良数据点”,以便及时地修正或剔除,减小实验误差。更重要的是,图解法可以更直观地反映出两个物理量之间的关系,有助于我们理解和发现物理规律。因此在一般情况下,适用于逐差法的情况也适用于图解法,但是适用于图解法的情况不一定适用于逐差法。 19.简述光杠杆测微小长度的方法。

当金属丝有微小长度变化时,光杠杆支点随着长度的变化而升降,平面镜也将转动。设转过的角度为a,根据反射定律可知,平面镜反射线转过2a角,如图所示。望远镜水平地对准光杠杆镜架上的平面反射镜,设平面反射镜与标尺的距离为D,金属丝原长时由望远镜看到标尺示值为y0,长度变化△L后,标尺示值为y,由几何关系可知

y?y0?L?? 2??

bDb所以有

?L?(y?y0) 2D由上式可知,光杠杆的作用在于将微小的长度变化量△L放大为标尺上的位移y-y0 ,D越大,位移y-y0越大。

20.拉伸法测杨氏模量实验的注

2

意事项有哪些?

(1)实验中必须严格保证实验条件;

(2)最大荷重不能超过待测金属丝的弹性限度; (3)光杠杆的坐落平面必须水平;

(4)光杠杆反射镜镜面应与竖尺平行且二者均与望远镜光轴垂直; (5)金属丝与标尺保持二者平行且垂直于水平平面;

(6)实验前要对仪器严格进行调整并且在实验中不能再挪动仪器。 21.刚体转动惯量测定实验的注意事项有哪些?

(1)用塔轮上的不同半径作实验时,?一定要上下调节滑轮的位置,以保证细线从塔轮绕出后总是与转轴垂直,同时要使滑轮与细线在同一平面内。 (2)带钩的砝码托的质量为5.00g,应计入m内。

(3)计算直线的斜率,要通过作图求得。?应在图上标出计算斜率所用的点的坐标,并写出斜率的数据 (4)调节仪器转轴与支承面垂直,塔轮转轴不能固定太紧,以尽量减少摩檫, 但也不能固定太松。

22.声速测量实验中测量声速的方法是什么?

利用声速与振动频率f和波长λ之间的关系(即v=fλ)求出。测量波长λ用的方法是驻波法和相位法。

23.声速测量在实验中应注意什么?

实验前应了解压电换能器的谐振频率(40KHz 左右);实验过程中要保持激振电压不变。

24.液体粘滞系数的测定实验方法:本实验应用落球法来测量液体的粘滞系数。 25.小球在液体中运动过程是什么?

开始时小球运动的速度小,相应的阻力也小,重力大于粘滞阻力和浮力,小球加速运动。

由于粘滞阻力随小球的运动速度增加而逐渐增加,加速度也越来越小。 当小球所受合外力为零时,趋于匀速运动,此时的速度称为收尾速度v0。 26.“无限广延”的条件在实验中是如何实现的?

本实验采用外推作图法来求v0。实验中采用多管的液体粘滞系数仪。

用一组直径不同的装有待测液体的管子,安装在同一水平底板上,依次测出小球通过管中的两刻线A、B间所需的时间ti,各管的直径用一组D值表示,以t为纵坐标轴,以1/D为横坐标轴,根据实验数据作出直线,延长该直线与纵轴相交,其截距为t0,就是当D??时,即在“无限广延”的液体中,小球匀速下落通过S所需时间。

27.测量时为什么要测小球在中间刻线A和下刻线B间运动时间?

中间刻线与液面间具有适当的距离,以致当小球下落经过刻线时,可以认为小球已经在作匀速运动。

28.为什么小球要于管子轴线位置放入。

为了使管壁各个方向给小球的摩擦力均等。

29.测量关键在于:测量过程中液体的温度应保持不变。 30.粘滞系数的相关应用。

粘滞系数是表征液体粘滞性强弱的重要参数,在工程技术和生产技术以及医学等方面,测定液体的粘滞系数具有重大的意义。例如,现代医学发现,许多心血管疾病都与血液粘滞系数的变化有关,血液粘滞系数的增大会使流入人体器官

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和组织的血流量减少,血液流速减缓,使人体处于供血和供氧不足的状态,可能引发多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状,因此,测量血粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。又如,石油在封闭管道中长距离输送时,其输运特性与粘滞性密切相关,因而在设计管道前,须测量被输石油的粘度。 31.为什么不直接进行静电场的测量?

对于静电场来说,要直接进行探测也是比较困难的。其一是,静电场中无电流,一般的磁电式仪表不起作用,只能用静电式仪表进行测量,而静电式仪表不仅结构复杂,而且灵敏度也较低;其二是,仪表本身是由导体或电介质制成的,静电探测的电极一般很大,一旦放入静电场中,将会引起原静电场的显著改变。 32.什么是模拟法?

造一个与研究对象的物理过程或现象相似的模型,通过对该模型的测试实现对研究对象的研究和测量,这种方法称为“模拟法”

模拟法本质上是用一种易于实现﹑便于测量的物理状态或过程来模拟另一种不易实现﹑不便测量的物理状态或过程。其条件是两种状态或过程有两组一一对应的物理量,并且满足相同形式的数学规律。 33.模拟法的用途。

模拟法是一种重要的实验研究方法,除静电场外,传热学中的热流向量场和理想流体的速度场都可用电流场来模拟。此外,模拟法还常常用于大量缩小和小量放大等情况。

34.用什么来模拟静电???

由于在一定条件下电介质中的稳恒电流场与静电场服从相同的数学规律,因此可用稳恒电流场来模拟静电场进行测量。

35.在实验中用稳恒电流场来模拟静电场,需要满足的条件:

⑴电极系统与导体几何形状相同或相似。 ⑵导电质与电介质分布规律相同或相似。

⑶电极的电导率远大于导电质的电导率,以保证电极表面为等势面。 36.实验中要注意

1.两电极间的电压调为10V后,测量过程中要保持不变。 2.实验过程中水槽与坐标纸的相对位置要保持不变。 3. 线路连接过程要断电操作,注意安全。

37.影响十一线电位差计测量准确度的主要因素是什么?

11根电阻丝长度的准确度,粗细和电阻率的均匀性;标准电池的准确度;检流计的灵敏度。

38.实验时应注意什么?

不能带电连接电路;接线时,所有的电池的正、负极不能接错,否则补偿回路不可能调到补偿状态;电路连接好后,必须等老师检查无误才可以动手做实验;实验中发现问题立即关掉电源,然后找老师。 39.实验中是如何测定磁场的?

根据法拉第电磁感应定律,利用磁场中的探测线圈来确定磁场的大小和方向(实验中用的是亥姆霍兹线圈)。 40.实验中应注意什么?

正确判断感生电动势的最大值,即左右稍微转动探测线圈,指针都将偏离最大位置,此时探测线圈法线方向与该处磁感应强度方向一致;次接线时要断电,请勿带电操作;转动线圈时动作要缓慢均匀,确定位置要准确;探测线圈内部接

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线较细,要注意?;は呷?。

41.示波器常用的旋钮有哪些?分别起什么作用? (1)电源 (POWER)

电源线路开关,当此开关接通时仪器通电,指示灯亮。 (2)辉度(INTEN) 控制显示亮度。 (3)聚焦(FOCUS)

供调节出最佳清晰度。 (4) 触发源(SOURCE) 选择触发信号源

CH1/CH2:置于这两个位置时为内触发。当“通道模式”开关置于“双踪”时,下列信号被用于触发:当触发源开关处于CH1位置时连接到CH1INPUT端的信号用于触发;处于CH2位置时连接到CH2INPUT的信号用于触发,当“垂直工作方式”开关置于CH1或CH2时,触发信号源开关的位置也应相应置于CH1或CH2。 EXT:触发信号从连接到触发信号输入端的信号中取得。 (5) 扫描方式(SWEEP MODE) 用于选择以下方式

AUTO:扫描可由重复频率50HZ以上和在由“耦合方式”开关确定的频率范围内的信号所触发。当“电平”旋钮旋至触发范围以外或无触发信号加至触发电路时,由自激扫描产生一个基准扫迹。

NORM:扫描可由在“耦合方式”开关所确定的频率范围以内的信号触发。当“电平”旋钮旋至触发范围以外或无触发信号加至触发电路时,扫描停止。 (6) 位移 (拉出增益×5)—(PULL×5MAG) 控制所显示波形的垂直位移。此旋钮也是用作控制灵敏度扩展5倍的推拉开关。

(7)位移(POSITION)

控制显示的水平位移。 (8)通道模式(MODE方式)

选择垂直工作方式和X--Y工作方式。以下方式可供选择: 通道1 CH1:仅显示通道1。在X--Y显示时,通道1的作用由触发源开关决定。 通道2 CH2:仅显示通道2。在X--Y显示时,通道2的作用也由触发源开关决定。

双踪 DUAL:两个通道的信号双踪显示。在这一方式下,将扫描速度置于低于0.5ms/格范围时为断续显示,置于高于0.2ms/格范围时为交替显示。 相加 ADD:加入通道1和通道2输入端的信号代数相加并在示波管屏幕上显示其和。通道2“极性”开关可使显示为CH1+CH2或CH1-CH2。 (9) 输入耦合方式(AC—GND—DC) 用以选择以下耦合方式的开关。

AC:信号经电容耦合到垂直放大器。信号的直流成分被阻断。

GND:输入信号从垂直放大器的输入端断开且输入端接地,输入信号不接地。 DC:输入信号的所有成分都送入垂直放大器。 (10)伏特/格 VOLTS/DIV

按1--2--5序列分11档选择垂直偏转因数。要获得校正的偏转因数,“微调”旋钮必须置于校正(CAL)位置。

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