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1、大学物理实验习题集大学物理实验习题集 一、物理实验基本仪器的使用与训练 4.1 长度测量仪器与训练实验 1 在用米尺测量长方体的体积实验中，对长宽高分别测量了十次，将这些测量数据按测量序数和测量值的对应关系记入列表中，现问求体积时是否可以将测量序数相同时所对应的长宽高值相乘，共得到十组体积，然后对十个体积求平均来获得要求的体积值？ 2 一般常见的米尺精度为 ，游标卡尺精度为 ，千分尺精度为 。 3 千分尺是精确读数仪器，能否估读？ 4 米尺测量时其起始位置选取在尺子的端头，试问这样测量对结果有影响吗？ 5 螺旋测微器为什么叫做千分尺？ 4.2 复摆的研究 1 影响复摆周期大小的因素有哪些？ 2
2、 复摆有哪些物理特性？ 3 如何理解回转半径RG？ 4 本实验是利用复摆的物理特性来测量重力加速度的？ 5 本实验在理论推导过程中作了哪些近似？近似以后对实验结果有何影响？ 4.4.1 电表的改装与校准 1 一表头为1毫安，内阻为150欧姆，把它改装成10毫安的电流表，在表头上并联多大的分流电阻？ 2 一表头为1毫安，内阻为150欧姆，把它改装成5伏的电压表，在表头上串联多大的扩程电阻？ 3 在把电流表改装成电压表实验中，都需要哪些器材？ 4 欧姆表的标度尺与电流表和电压表有什么不同？ 5 为什么要做改装电流表和电压表的校正曲线？ 4.4.2示波器的调整和使用实验 1 波器荧光屏上无光点出现,
3、有几种可能,怎样调节使光点出现? 2 示波器的主要功能是什么?示波器的组成? 3 示波器为什么能显示周期信号的变化过程? 4 如果锯齿信号周期是正弦信号周期的一半,屏上是什么图形? 5 李萨如图形不稳定,怎么调节? 4.4.6.1 单臂电桥测热敏电阻的温度系数 1 半导体热敏电阻具有怎样的温度特性？ 2 平衡电桥和非平衡电桥有何异同点？ 3 电桥选择不同量程时，对结果的准确度(有效数字)有何影响？ 4 如何利用非平衡电桥测电阻? 5 非平衡电桥测电阻应注意什么？ 4.4.6.2 直流双臂电桥测金属导体电阻率 1 直流双臂电桥与惠斯登电桥有那些异同之处？ 2 实验中采用何种措施提高测量灵敏度？
4、3 双臂电桥平衡的条件是什么？ 4 四端电阻器的电流端和电压端是如何区分的？ 5 在测量电阻过程中应尽量使通电时间短，为什么？ 4.5.1 分光仪的使用及三棱镜顶角的测定 1 在望远镜调焦时，为什么当观察到反射回来的绿“十”字像清楚时，说明望远镜已聚焦于无穷远处? 2 分光仪调节好的具体要求是什么? 3 调节的原理是什么?怎样才能调节好? 4 为什么分光仪要设两个游标？计算角度时，应注意什么? 5 分光仪有哪几部分组成？各部分作用是什么？ 6 调整望远镜光轴垂直仪器转轴时，若观察到的现象是：平面镜A面反射的绿色十字像在上十字叉丝下方2mm处，而平面镜转过1800 后至B面，绿色十字像在上十字叉
5、丝下方10mm处。 问： 望远镜是否垂直仪器转轴？平面镜是否平行仪器转轴？若两者均不满足，何者偏离较大？ 如何调节能较迅速使得平面镜转过1800 的前后两次反射的绿色 十字像都和上十字叉丝重合？ 4.5.2 光栅衍射 1 实验中如何测定光谱线衍射角j？如何测定光谱级次? 2 用光栅观察衍射条纹的时候，光栅密度越大，衍射条纹将如何变化? 3 结合实验，你能观察到几级衍射条纹？ 4 实验中如果把钠光源换成汞光源将观察到什么现象？ 5 本实验是在分光仪上测量的，分光仪调节好的具体要求是什么? 4.5.5 用超声光栅测定液体中的声速 1 为什么说声光器件相当于相位光栅？ 2 声光效应有哪些可能的应用？
6、 3 简述超声光栅形成的原理。 4 什么是驻波？形成条件是什么？ 5 我们用的光源是什么？有几条特征谱线？ 二、综合及应用型实验 5.1.1 用塔轮式转动惯量仪测量刚体的转动惯量5.1.2用气垫转盘测量刚体的转动惯量 1 刚体的转动惯量与哪些因素有关？如何通过实验验证？ 2 滑轮半径及其质量对实验有无影响？ 3 用转动惯量仪进行摩擦力矩和砝码下落时间的测量分别属于 直接测量和间接测量 间接测量和直接测量 直接测量和直接测量 间接测量和间接测量 4 用转动惯量仪测定转动惯量实验中，所画的直线为以下哪两个量的关系 (A) tm (B) t2m (C) t1m (D) t2m 5 用转动惯量仪测定转
7、动惯量实验中，所画的直线为y = kx + C ，则C将 (A) C0 (D) 不能确定 5.2 杨氏模量的测量 1 什么是杨氏模量？ 2 弯曲法测量杨氏模量的公式是什么？ 3 用公式来测量E，需要保证哪些实验条件？ 4 在本实验中，为什么可以用不同精确度的量具测量多种长度量?为什么有些需要多次测量，有些单次测量就可以？ 5 在本实验的磁场中在小于2MM的范围内，微小位移Z和霍尔电压时什么样的关系？ 5.3.1 变温粘滞系数研究 1 若有两个密度不同的针，试说明如何利用本实验装置测量液体的密度？并推导测量公式。 2 针在下落过程中应保持垂直状态： 若针头部偏向霍耳探头，时间数据偏大还是偏小？
8、若针尾部偏向霍耳探头，时间数据偏小还是偏大？ 3 如果盛油的容器有略微倾斜，对测量结果有无影响？ 4 粘滞力的大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比。 5 对于半径为r的球形物体，在无限宽广的液体中以速度v运动，无涡流产生时，小球受到的粘滞阻力？ 5.4 弦音振动 1 弦线上的驻波是如何形成的？ 2 根据公式振幅与什么有关？与什么无关？ 3 如何确定该波的波长？ 4 张力、频率一定时，想调出较多的波腹，弦线应紧些还是松些？ 5 当弦线的线密度加大时，应如何做才能使波的传播速度不变？ 5.5 振动的研究波尔共振实验 1 本实验不做自由震荡直接做阻尼振荡可以吗？为什么？ 2 本实验的自由震荡
9、少做几组可以吗？ 3 波尔共振实验中做幅频特性及想频特性曲线为什么横坐标都采用w/wr而不是w？ 4 本实验是否可以脱离网络单独操作？ 5 做波尔共振实验没有任何意义？ 5.6 液体表面张力系数的测量 1 液体表面张力系数和什么因素有关? 2 利用力敏传感器测量液体表面张力系数有什么优点？ 3 液体表面张力产生的原因是什么？ 4 实验过程中金属环有微弱的晃动对实验结果有什么影响？ 5 室温的变化对实验有没有影响？ 5.7 线膨胀系数测定 1 线胀系数的概念是什么？ 2 不同物质线胀系数是否相同？为什么？ 3 同一物质的线胀系数和什么有关？ a=4 DLL1(t2-t1)，此式中哪些量容易测量？
10、哪些量不易测量？ 从上面的分析可以看出L的测量是本实验要解决的关键问题，为了能准确测量这样微小的伸长量， 必须采用哪些特殊的方法？ 5.8 不良导体导热系数的测量实验 5.9金属比热容实验 5.10 小型制冷装置制冷功率和制冷效率的测量 5.11声速测量实验 1 本实验用什么方法测量空气中声速?理论依据是什么?具体测那些物理量? 2 为什么要在超声换能器固有共振频率下进行声速的测量? 3 如何调整超声换能器固有共振状态?判断依据是什么? 4 超声换能器的作用? 5 如何测液体中声速? 5.13 热电偶定标 5.17 通电圆线圈和亥姆霍兹线圈磁场的测量 1 本实验如何测磁场? 2 每次测量不同位
11、置磁感应强度时,为何要将毫特计调零? 3 通电圆线圈轴线上磁场的分布有什么特点? 4 亥姆霍兹线圈所产生的磁场有什么特点? 5 亥姆霍兹线圈能产生强磁场吗?为什么? 5.18 几何光学的应用与研究 1 根据自己的实际光路画出显微镜光路图？ 2 试计算所组显微镜的有效放大率？ 3 试自己画出显微镜的成像光路？ 4 根据所给的实验器件自组望远镜系统？ 5 根据实验内容研究潜艇潜望镜原理，给出主要光路图？ 5.20 等厚干涉的研究与应用 1 什么是等厚干涉？ 2 计算平凸透镜曲率半径的公式是什么？ 3 用劈尖测量细丝直径的公式是什么？ 4 若视场中呈亮黄色却看不到牛顿环，是什么原因？ 5 以毫米为单
12、位，本实验读数精确到小数点后几位？ 5.21 单缝衍射的相对光强分布 1 单缝衍射中央亮条纹的角宽度是次级明纹宽度的_倍 2 暗条纹以中央明纹中心为中心，_左右对称分布 3 增加接收屏到单缝的距离，条纹间距_ 4 什么叫光的衍射现象？试说明单缝衍射的两大种类。 5 单缝衍射图样中明纹和暗纹的产生条件？ 5.22 光 的 偏 振 1 玻璃平板在布儒斯特角的位置上时，反射光束是什么偏振光？它的振动是在平行于入射面内还是在垂直于入射面内？ 2 通过起偏和检偏的观测，应当如何判别自然光和偏振光？ 3 光的偏振现象说明了什么?一般用哪个矢量表示光的振动方向? 4 2片正交偏振片中间再插入一偏振片会有什么
13、现象？怎样解释？ 5 迎着太阳驾车，路面的反光很耀眼，一种用偏振片做成的太阳镜能减弱甚至消除这种眩光。这种太阳镜较之普通的墨镜有什么优点？应如何设置它的偏振化方向？ 5.26 多普勒效应的研究与应用 1.一架低空飞行的飞机，从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空，若飞机振动的频率始终不变，从听到声音至飞机飞到该同学头顶上空时刻前，他听到的飞机声音的音调 A.不变，且一直与飞机实际发出的声音音调相同； B.不变，且一直与飞机实际发出的声音音调低； C.不变，且一直与飞机实际发出的声音音调高； D.一直与飞机实际发出的声音音调高，但音调逐渐变低，越来越接近实际发出的。 2. 宇宙大爆炸后，星球之间的距
14、离越来越远从某星球发射的射线被地球接受如果发射的是红光，那么接受的可能是红外线接受的波的波长会变大为什么？第二个问题考虑是用光速还是相对速度？ 3.什么是多普勒效应？ 5.27 PN结正向电压温度特性研究 5.28.1铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 1 铁磁材料的磁化特点有哪些? 2 起始磁化曲线的定义? 3 磁滞回线包围面积的大小有何意义? 4 分别说明Bs,Br,Hc,的物理意义? 5 如何判断磁滞回线达到饱和,为饱和磁滞回线? 5.29.1霍尔效应的研究 1 什么叫霍尔效应？如何利用霍尔效应测磁场？ 2 为什么霍尔元件都要用半导体材料制成而不用金属材料? 3 本实验中怎样消除负效应的影
15、响？还有什么实验中采取类似的方法去消除系统误差？ 4 用霍尔法测磁感应强度时，霍尔片上除了不等势电压外，还存在由热电效应和热磁效应引起的各种副效应，这些副效应大多通过_方法，即改变_和_的方向加以消除。 5 如果电流沿X轴方向，磁场沿Z轴方向，由在Y轴方向测得的霍尔电压可推知霍尔电场沿Y轴正向，则此霍尔元件是由半导体材料制造的。 6 由螺线管轴向磁场与轴向位置曲线如何校正霍尔片的准确位置？ 5.30 光纤通信原理和光纤传感器特性研究 1 光纤通信可用的信号波长有要求吗？ 2 光纤通信效果一定优于电信号通信效果吗？ 3 光纤传感器有没有距离的限制？ 4 本实验求出的电机转速准确与否取决于那些因素
16、？ 5 在光纤传感器特性研究实验中光纤位移传感器测位移时对被测体的表面有些什么要求？ 三、近代物理实验 6.1.1 光电效应法测量普朗克常数 1 一般来说，光电管的阳极和阴极的材料不同，它们的逸出功也不同，而且阴极的逸出功总是小于阳极的逸出功，因此它们之间的接触电势差在K-A空间形成的是一个反向阻挡电场，试定量说明接触电势差对光电管伏安曲线的影响？ 2 如何由光电效应测出普朗克常量h？ 3 什么是截止电位与截止频率? 4 何谓暗电流?它由什么原因引起的? 5 为什么光电流的大小与入射光的强度大小成正比？ 6.2 迈克耳逊干涉仪的调整与使用 6.2.1 双光束等倾干涉 1 什么是等倾干涉？ 2
17、当两镜间距离增大时，干涉条纹如何变化？ 3 当两镜间距离减小时，干涉条纹如何变化？ 4 补偿镜与反射镜之间的角度是多少？ 5 以毫米为单位，本实验读数精确到小数点后几位？ 6.2.2 多光束干涉 1 F-P干涉仪观察的是什么性质的条纹？ 2 多光束干涉定域在何处？ 3 干涉条纹是什么形状？ 4 如何观察干涉条纹？ 5 为什么使用扩展光源？ 6.3 光速测量 1 相位法测量光速实验中，光速的误差主要来源于什么物理量的测量误差？为什么？ 2 本实验所测定的是100MHZ调制波的波长和频率，能否把实验装置改成直接发射同频率的无线电波并对它的波长进行绝对测量。为什么？ 3 相位法测量可不可以将示波器换
18、为比相器？ 4 本实验介绍的两种发法都属于实验室方法。 5 试比较两种方法的测量结果，为什么会这样？ 6.4.1 透射式全息照相普通全息照相 1 全息照相与普通照相有哪些不同？ 2 全息照相的主要特点是什么？ 3 影响拍摄成功或失败的因素有哪些？ 4 如果参考光的位相改变180，是否会导致全息图的黑白颠倒？ 5 全息照相技术的主要应用有哪些？ 6.5 夫兰克赫兹实验 1 UG1k、UG2K、UG2A分别是什么电压？在实验中的作用是什么？ 2 夫兰克-赫兹实验中原子与电子碰撞在什么情况下是弹性碰撞，什么情况下是非弹性碰撞？ 3 板极电流不够稳定的原因是什么？ 4 为什么IA-UG2K曲线上各谷点
19、电流随UG2K的增大而增大？ 5 夫兰克-赫兹实验曲线为什么呈周期性变化？ 6.6 密立根油滴实验 1 密立根油滴实验：除了测量油滴的上升与下降时间外， 需要知道那些参量，才能计算油滴的带电荷量？ 2 密立根油滴实验中，用静态法测量，如果两极板之间不平行对测量结果有什么影响？ 3 如果一个油滴的平衡电压为200V，如果把电压加大到300V，油滴受力如何？如何运动？ 4 实验中测量油滴匀速运动的时间t时，如何保证油滴作匀速运动？ 5 实验中发现油滴逐渐变模糊，是什么原因？如何处理？ 6.10 钨的逸出功的测定 1 什么是热电子发射？研究热电子发射的目的是什么？ 2 影响灯丝发射电流密度的主要参量是和。灯丝的越高，发射电流密度就愈大；金属的愈小，发射电流密度亦愈大。 3 理想的金属热电子发射体应该具有什么特点？ 4 什么是肖脱基效应？如何求得零场电流？
