【2017年整理】大学物理实验思考题答案.docVIP

大学物理实验思考题答案1. 是否可以测摆动一次的时间作周期值？为什么？答：不可以。因为一次测量随机误差较大，多次测量可减少随机误差。2. 将一半径小于下圆盘半径的圆盘 ，放在下圆盘上，并使中心一致，讨论此时三线摆的周期和空载时的周期相比是增大、减小还是不一定？说明理由。答：当两个圆盘的质量为均匀分布时，与空载时比较，摆动周期将会减小。因为此时若把两盘看成为一个半径等于原下盘的圆盘时，其转动惯量 I0 小于质量与此相等的同直径的圆盘，根据公式(3-1-5)，摆动周期 T0 将会减小。3. 三线摆在摆动中受空气阻尼 ，振幅越来越小，它的周期是否会变化？对测量结果影响大吗？为什么？答：周期减小，对测量结果影响不大，因为本实验测量的时间比较短。实验 2 金属丝弹性模量的测量量 测1. 光杠杆有什么优点，怎样提高光杠杆测量的灵敏度 ? 答：优点是：可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离 D 或适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离 b，可以提高灵敏度，因为光杠杆的放大倍数为 2D/b。2. 何谓视差，怎样判断与消除视差 ? 答：眼睛对着目镜上、下移动，若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移 ，这种现象叫视差，细调调焦手轮可消除视差。3. 为什么要用逐差法处理实验数据 ? 答：逐差法是实验数据处理的一种基本方法，实质就是充分利用实验所得的数据，减少随机误差 ，具有对数据取平均的效果 。因为对有些实验数据 ，若简单的取各次测量的平均值 ，中间各测量值将全部消掉，只剩始末两个读数，实际等于单次测量 。为了保持多次测量的优越性 ，一般对这种自变量等间隔变化的情况，常把数据分成两组，两组逐次求差再算这个差的平均值。实验三，随即误差的统计规律统 规1. 什么是统计直方图? 什么是正态分布曲线?两者有何关系与区别 ? 答：对某一物理量在相同条件下做 n 次重复测量，得到一系列测量值，找出它的最大值和最小值 ，然后确定一个区间，使其包含全部测量数据 ，将区间分成若干小区间 ，统计测量结果出现在各小区间的频数 M，以测量数据为横坐标，以频数 M 为纵坐标，划出各小区间及其对应的频数高度，则可得到一个矩形图，即统计直方图。 如果测量次数愈多，区间愈分愈小，则统计直方图将逐渐接近一条光滑的曲线，当 n 趋向于无穷大时的分布称为正态分布，分布曲线为正态分布曲线。2. 如果所测得的一组数据 ，其离散程度比表中数据大 ，也就是即 S(x)比较大，则所得到的周期平均值是否也会差异很大 ? 3.答：（不会有很大差距，根据随机误差的统计规律的特点规律，我们知道当测量次数比较大时，对测量数据取和求平均，正负误差几乎相互抵消，各误差的代数和趋于零。实验四 电热法测量热功当量热 当1. 该实验所必须的实验条件与采用的实验基本方法各是什么 ?系统误差的来源可能有哪些 ? 答：实验条件是系统与外界没有较大的热交换，并且系统（即水）应尽可能处于准静态变化过程 。实验方法是电热法。系统误差的最主要来源是系统的热量散失 ，而终温修正往往不能完全弥补热量散失对测量的影响。其他来源可能有①水的温度不均匀，用局部温度代替整体温度 。②水的温度与环境温度差异较大，从而给终温的修正带来误差 。③温度，质量及电功率等物理量的测量误差 。2. 试定性说明实验中发生以下情况时，实验结果是偏大还是偏小 ? (1) 搅拌时水被溅出；答：实验结果将会偏小。 水被溅出，即水的质量减少，在计算热功当量时，还以称横水的质量计算，即认为水的质量不变，但是由于水的质量减少，对水加热时 ，以同样的电功加热，系统上升的温度要比水没有上升时的温度要高，即水没溅出在同样电功加热时 ，应上升 T 度，而水溅出后上升的温度应是 T+ΔT 度。用 ，有 Q =（cimiT）， ，分母变大 J 变小。(2) 搅拌不均匀 ；答：J 偏大、偏小由温度计插入的位置与电阻丝之间的距离而定。离电阻丝较远时，系统温度示数比，匀均系统温度低，设 T 为均匀系统温度，温度计示值应为 T-ΔT，用J=A/θ计算，分母变小，则 J 变大；离电阻丝较近时，温度计示值应为 T+ΔT，分母变大，因而 J 变小。(3) 室温测得偏高或偏低 。答： 设θ0 为室温，若测得值偏高Δθ时，测量得到的温度值为θ0+Δθ；偏低Δθ时，测量温度值为 θ0-Δθ，在计算温度亏损时 ，dTi=k(Ti-θ)，k 是与是室温无关的量 (k 与室温有关)，只与降温初温和降温终温以及降温时间有关，测得室温偏高时， dTi=k[Ti- ( θ0+Δθ)]，每秒内的温度亏损 dTi 小于实际值， t 秒末的温度亏损 δTi=∑k[Ti- (θ0+Δθ)]。此值小于实际值，由于散热造成的温度亏损 δTi=Tf+ Tf 〃，修正后的温度 Tf〃为： Tf〃