物理实验习题答案.docVIP

第二章习题参考答案 第二章习题 1．指出下列各量各是几位有效数字，测量时可能选用的仪器及其可能的精度是多少？ ⑴ 1.5062m （5位，米尺，1mm）； ⑵ 2.997mm 4位，千分尺，0.01mm ； ⑶ 26.40mm 4位，游标卡尺，0.02mm ； ⑷ 5.36kv 3位，电压表，0.01V ； ⑸ 0.0606A 3位，电流表，1mA ； ⑹ 1.39oC 3位，温度计，0.1 oC ； ⑺ 24.37S（4位，秒表，0.01S）； ⑻ 170.022g 6位，天平，0.02g . 2．试用有效数字运算法则计算出下列结果： ⑴ 100.50－2.5 98.0 ⑵ 6.16 ⑶ 100kg＋100g 100kg ⑷ 0.8023 ⑸ 35.135 ⑹ ⑺ 0.80 ⑻ 220 4.84 ⑼　，已知h 0.005m，d 13.984 m 3．根据不确定度书写规范，改正下列实验结果表达式的错误： ⑴； 改正为： ⑵ ； 改正为： ⑶ ； 改正为： ⑷ 已知本地区重力加速度g 9.79m s-2 ，实验测量值g测 9.63m s-2，结果表达为： 改正为： 4．把下列各数按“四舍六入，逢五配双”的舍入规则取为四位有效数字： ⑴ 21.495 21.50） ⑵ 34.465 34.46 ⑶ 6.1305 6.130 ⑷ 8.0130 8.013 ⑸ 1.798501 1.798 ⑹ 0.0028760 0.002876 ⑺ 8.1694 8.169 ⑻ 1.000001 1.000 ⑼ 6.1315 6.132 5．单位换算： ⑴ 将L 4.25±0.05 cm 单位换算成μm，mm，m，km。 L 4.25±0.05 cm 4.25±0.05 ⑵ 将m 1.750±0.001 kg 的单位换算成g，mg。 m 1.750±0.001 kg 6．根据函数不确定度的传递和合成公式，计算下列各函数的不确定度U与相对不确定度Ur 。 ⑴ ，（2），（3）（其中k 常数）。 解： 1 2 3 7．一个铅圆柱体，测得其直径d 2.04±0.01 cm，高h 4.12±0.01 cm，质量m 194.18±0.05 g（已知各量的不确定度置信概率均为99%）。 ⑴ 计算铅的密度。 ⑵ 计算密度的不确定度，并写出测量结果的表达式。 解：（1） （2） 结果表达： 8．用仪器误差为为0.004mm的千分尺测得一球直径为：15,561mm，15.562mm，15.560mm，15.563mm，15.564mm，15.563mm，千分尺零点读数为0.011mm，求该球的体积，并写出结果表达式。 解： 1 先求出直径的测量结果 （千分尺仪器误差服从正态分布） p 68% （2）计算球体的体积测量结果 球体的体积测量结果为： 9．用伏安法测电阻数据如下表 U v 0.00 1.00 2.01 3.05 4.00 5.01 5.99 6.98 8.00 9.00 9.99 11.00 I mA 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 分别用逐差法和作图法处理数据，求出待测电阻R，并进行比较。（不要求计算不确定度） 解：（1）用逐差法处理： 由测量数据看出，电流I对于均匀变化的U也有较均匀的变化，且测量是等间距进行，符合用逐差法处理数据的条件。 由逐差法得电流增大12.00mA时对应的电压变化量为： 2 用作图法处理： 由测量数据看出，电流I对于均匀变化的U也有较均匀的变化，所以U—I曲线为直线，如图所示，在直线上取两A 1.97，0.99 ，B（13.08，6.54），代入斜率求解公式得， 所以，被测电阻的阻值为 被测电阻的伏安曲线图 对比两种处理方法的结果，可以看出两种处理方法中的电阻值在存疑位上有差异，用图解法处理实验数据简明、直观，但由于绘制图线时往往带有一定的主观随意性，即使是同一组实验数据，也会因人而异地得出不同的实验方程。用逐差法处理较准确，但不如图解法直观，数据中如果存在个别异常值也不容易发现，以致带来很大偏差。所以，实际工作中应根据实际情况选择合适的数据处理方法。 10．下表是用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量的实验数据，请用逐差法计算出平均每增加1M的负荷量时，金属丝伸长量的平均值。（不要求计算不确定度） 项目 序 负荷量 增荷 减荷 + /2 1 1M 1.23 1.21 1.22 2 2M 2.12 2.10 2.11 3 3M 3.01 3.02 3.02 4 4M 4.90 4.90 4.90 5 5M 5.81 5.83 5