大物答案
气体动理论
一. 基本要求
1. 了解气体分子热运动的图象及理想气体分子的微观模型。
2. 理解气体压强、温度的统计意义，通过气体压强公式的推导，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。
3. 了解玻耳兹曼能量分布律及等温气压公式，并用它们来处理一些有关的简单问题。
4. 了解麦克斯韦速率分布律、分布函数、分布曲线的物理意义，了解气体分子的热运动的最概然速率、平均速率、方均根速率的意义及求法。
5. 理解内能的概念及能量均分定理，会用能均分定理计算理想气体的内能。
6. 了解气体分子的平均自由程、平均碰撞频率的意义及其简单计算。
二. 内容提要
1. 理想气体的状态方程理想气体处于平衡态时，其态参量压强p、体积V及温度T之间存在的关系式
RT
M M
pV mol
=
利用状态方程可以由一些已知的态参量推算另一些未知的态参量。 2. 压强公式 反映理想气体的压强P 与气体分子平均平动动能k
ε及分子数密度n 之间的关系式，其数学表达式为
)(2v 2
1
3232m n n P k =ε=
式中22
1v m k =ε代表一个分子的平均平动动能，m 代表分子的质量。
3. 温度公式 描述气体温度与气体分子平均平动动能之间的关系式，其数学表达式为
kT
k 2
3=ε
式中，k 为玻耳兹曼常量。
由压强公式和温度公式可以得到理想气体物态方程的另一种形式
nkT
P =
4. 能量均分定理 当气体处于平衡态时，分布与每一个自由度（平动、转动）上的平均能量均为kT 2
1。利用能均分定理很容易计算理想气
体的内能。
5. 理想气体的内能 气体分子所具有的各种平均动能的总和。质量为M 的理想气体的内能
RT
i M M E mol 2
=
式中mol M 为气体的摩尔质量，i 为自由度。
6. 麦克斯韦速率分布律 气体处于平衡态时，分布在速率区间v ~
v +d v 内的分子数d N 与总分子数N 的比率按速率v 的分布规律。
速率分布函数 分布在速率v 附近单位速率间隔内的分子数与总分子数的比率，即分子速率出现在v 附近单位速率间隔内的概率，亦即概率密度。则
v
v d d )(N N
f =
f （v ）随v 变化的曲线称为速率分布曲线。
7. 三种特征速率
（1）最可几速率 气体分子分布在某速率附近的单位速率区间隔内的分子数与总分子数的比率为最大的速率，其表达式为
mol
p M RT 2=
v
（2）平均速率 大量气体分子速率的算数平均值的根，其表达式为
mol
M RT π8=
v
（3）方均根速率 气体分子速率平方的平均值，其表达式为
mol
M RT 32
=
v
8. 平均碰撞频率与平均自由程 气体分子在单位时间内与其它分子碰撞次数的平均值称为平均碰撞频率，以Z 表示。
气体分子在相邻两次碰撞间走过的自由路程的平均值称为平均自由程，以λ表示。它与Z 、v 的关系为
Z
v =
λ
第五章 气体动理论和热力学
5-1 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们
(A) 温度相同、压强相同。 (B) 温度、压强都不相同。
（C ）温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强。
（D ）温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强。 [ ] 公式 1
【RT M M
pV mol
=
推出 mol
mol M RT
RT VM M p ρ==
（1）
分子平均平动动能相同kT k 2
3
=
ε 也就是温度相同T ， 可见（1）式，氦气的压强大于氮气的压强，选（C ）】
5-2 三个容器A ，B ，C 中装有同种理想气体，气体分子数密度n 相同，而方均根速率之比为4:2:1::222=C B A v v v ，则其压强之比P A ：P B ：P C 为
（A ）1：2：4 （B ）4：2：1
（C ）1：4：16 （D ）1：4：8 [ ] 公式 2
【nkT P
=，
mol
M RT
32=
v 推出 4
:2:1::::2
2
2
==C B A C B A T T T v v v
压强之比P A ：P B ：P C =1：4：16】
5-3 若室内生起炉子后温度从15°C 升高到27°C ，而室内气压不变，则此时室内的分子数减少了
（A ） % （B ） 4% （C
）
9%
（
D
）
21%
[ ] 公式 3
【室内体积V 压强P 不变, 室内的分子数nV ,
T 1=273+15=288K,
T 2=273+27=300K,
nkT P =,
%4%%2
1
2121=?-=?-T T T V n V n V n 】
5-4 某气体在温度为T=273K 时，压强为P=?，密度ρ=?-2kg / m 3，则该气体分子的方均根速率为 。 公式 4
注意单位
mol
mol M RT
RT VM M p ρ==
，推出摩尔质量代入
方均根速率)
/(4951024.1/)10013.1100.13(/3)(332522s m P P
RT RT
M RT mol
=?????===
=
--ρρv 】
5-5 图示的两条f （v ）~v 曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线。由图上数据可得
氢气分子的最可几速率为________________；
氧气分子的最可几速率为_______500__m/s___.。 公式 5
【在同一温度下，摩尔数大速率小，
mol
p M RT 2=
v 】
5-6 体积为10-3m 3、压强为?的气体分子的平动动能的总和为 J 。
【分子的平动动能：自由度i 为3，与内能区别在于 气体分子所具有的各种平均动能的总和。质量为M 的理想气体的内能
RT i
M M E mol 2
=
，
这里自由度是分子总自由度（平动、转动我们的分子模型为刚性模型，
振动不考虑）
再结合理想气体状态方程 RT M M
pV mol
=
，内能表达式变为PV 形式表达了PV RT M M E mol 2
3
23==
】
5-7 若气体分子的平均平动动能等于1910-?，则该气体的温度T= 。 公式 7
【kT k 2
3
=
ε】 5-8 由能量自由度均分原理，设气体分子为刚性分子，自由度数为i ，则当温度为T 时，（1）一个分子的平均动能为 。 （2）一摩尔氧气分子的转动动能总和为 。
【kT i 2
】 【RT 2
2】
5-9 在温度为27?C 时，1mol 氧气的内能为 J ，其中分子转动的总动能为 J 。（氧分子可视为刚性分子）
【RT E 25
=
RT E 2
2
=
】 5-10 一密封房间的体积为5×3×3m 3，室温为20?C ，室内空气分子热运动的平均平动动能的总和是多少如果气体的温度升高，而体积不变，则气体的内能变化多少气体的方均根速率增加多少
（已知空气的密度ρ3
m /kg 29.1=，摩尔质量M mo l =29×10-3kg/mol ，且空
气分子可以认为是刚性双原子分子。） 【平均平动动能的总,分子自由度3】
5-11一超声波源发射超声波的功率为 10W 。假设它工作10s ，并且全部波动能量都被1mo l 氧气吸收而用于增加其内能，则氧气的温度升高了多少（氧气分子视为刚性分子，摩尔气体常数R=21K mol --??）
)(2
5101012T T R M M mol -=?
公式 9
【自由度5，)(2
5
101012T T R -=
?解参考：
解： 超声波源10秒内发出的能量为t P ??，1mol 氧气的内能为
RT E 2
5=
内 t P ??=T R ?2
5
K R t P T 81.431.82
5
10102
5=??=?=? 】
5-12 试从温度公式（即分子热运动平均平动动能和温度的关系式）和压强公式推导出理想气体的状态方程式。 公式 10
【证： 由温度公式kT k 23=ε及压强公式 k n P ε3
2=（ n 为气体数密度）
联立得 V
RT
M M V M kT MN V NkT nkT P mol mol ?===
=0
∴ RT M M PV mol
=】
5-13 试由理想气体状态方程即压强公式，推导出气体温度与气体分子热运动的平均平动动能之间的关系公式。 公式 11
【同上，解：设气体的摩尔质量为M mol ，则质量为M 的气体分子数为N 。摩尔数可表示为mol
M M ，也可表示为A
N N 。由此，理想气体的物态
方程NkT RT M M
PV mol
==
得 nkT kT V
N P ==，将该式与理想气体的压强公式k n P ε3
2
=相比较得
kT k 2
3=
ε】
5-14 两个容器容积相等，分别储有相同质量的N 2和O 2气体，它们用光滑细管相连通，管中置一小滴水银，两边的
温度差为30K ，当水银滴在正中不动时，N 2和O 2的温度为2
N T = ，2
O T =
2M mo l =28?10-3Kg/mo l ）
【两容器压强相等，再结合理想气体方程】
5-15 在容积3104-?=V m 3的容器中，装有压强P=5?102Pa 的理想气体，则容器中气体分子的平动动能总和为
（A ）2J （B ）3J （C ）5J （D ）9J [ ] 【自由度3】
5-16 图示曲线为处于同一温度T 时氦（原
子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量36）、三种气体分子的速率分布曲线，其中
曲线（a ）是 氩 气分子的速率分布曲线；
曲线（c ）是 氦 气分子的速率分布曲线。
5-17 图（a ）（b ）（c ）各表示连接在一起的两个循环过程，其中（c ）图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程，图（a ）和（b ）则为半径
不等的两个圆，那么：
（A）图（a）总净功为负，图（b）总净功为正，图（c）总净功为
零。
（B）图（a）总净功为负，图（b）总净功为负，图（c）总净功为
正。
（C）图（a）总净功为负，图（b）总净功为负，图（c）总净功为
零。
（D）图（a）总净功为正，图（b）总净功为正，图（c）总净功为
负。 [ ]
5-18 有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氦气，另一个盛
有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的温度和压强都相等，现将
5J的热量都传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，
则应向氦气传递的热量是：
（A）6J （B）5J （C）3J （D）2J [ ]
RT M M
pV mol
=
，V 、T 、P 都相等，摩尔数相同， T R M M mol ?=
2
5
5 自由度5 ,
则使氦气也升高同样的温度，则应向氦气（自由度5）传递的热量
T R M M Q mol ?=
2
3
=3J
5-19 一定量的某种理想气体起使温度为T ，体积为V ，该气体在下面循环过程中经过下列三个平衡过程：（1）绝热膨胀到体积为2V ，（2）等容变化使温度恢复为T ，（3）等温压缩到原来体积V ，则此整个循环过程中
（A ）气体向外界放热。 （B ）气体对外作正功。
（C ）气体内能增加。 （D ）气体内能减少。 [ ]
5-20 一定量的理想气体经历acb 过程时吸热200J ，则经历acbda 过程时吸热为
（A ）-1200J （B ）
（C ）-700J （D ） [ ]
系统b a T T =，这样acb 过程吸热等于作功200J, bd 过程不作功（体积不变），da 过程作负功
4×105
×（1-4）×10-3
= -1200
则经历acbda 过程时吸热为（B ）-1000J
5-21 一定质量的理想气体完成一个循环过程，此过程在V —T 图中用图线1→2→3→1描写，该气体在循环过程中吸热、放热的情况是
（A ）在1→2、3→1过程吸热，在2→3过程放热。 （B ）在2→3过程吸热，在1→2，3→1过程放热 。 （C ）在1→2过程吸热，在2→3，3→1过程放热。
（D ）在2→3，3→1过程吸热，在1→2过程放热。 [ ]
5-22 一定量的理想气体分别由初态a 经1过程ab 和由初态a ′ 经2过程a ′cb 到达相同的终状态b ，如P —T 图所示，则两过程中气体从外界吸收的热量Q 1、Q 2的关系为
（Ａ）Q 1＜0，Q 1＞Q 2 （B ）Q 1 ＞0，Q 1＞Q 2
（C ）Q 1＜0，Q 1＜Q 2 （D ）Q 1＞0，Q 1＜Q 2 ［ ］
5-23 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n 倍，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的
（A ）n 倍 （B ）n -1倍 （C ）n
1倍 （D ）
n
n 1 倍
［ ］
5-24 如图所示的两个卡诺循环，第
一个沿A 、B 、C 、D 、A 进行，第二个沿A 、
B 、
C /
、D ?
、A 进行，这两个循环的效率?1
和?2的关系及这两个循环所作的净功A 1和A 2的关系是
（A ）?1=?2，A 1=A 2 （B ）?1＞?2，A 1=A 2 （C ）?1=?2，A １＞A 2
（D ）?1=?2，A １＜A 2 ［ ］
［ ］
5-27 一定量的理想气体，分别经历如图（1）所示的abc 过程，（图中虚线ac 为等温线），和图（2）所示的def 过程（图中虚线df 为绝热线）。判断这两种过程是吸热还是放热
（A ）abc 过程吸热，def 过程
放热
（B ）abc 过程放热，def 过程吸热 （C ）abc 过程和def 过程都吸热
（D ）abc 过程和def 过程都放热 ［ ］ 5-28 一定量的理想气体，从P —V 图上初态a
经历(1)或(2)过程到达末态b ，已知a 、b 两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，问两过程中气体吸热还是放热 （A ）（1）过程吸热、（2）过程放热。 （B ）（1）过程放热、（2）过程吸热。 （C ）两种过程都吸热 。
（D ）两种过程都放热。 ［ ］利用第一定律找到内能增量为零的过程即可，比如等温或一个循环过程
5-29对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系
统对外所作的功与从外界吸收的热量之比A/Q等于
（A）1/3 （B）1/4 （C）2/5 （D）2/7
［］
5-31 一气缸内贮有10mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外
界作功209J，气体升温1K，此过程中气体内能增量为，外
界传给气体的热量为。
5-32一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J，若此种
气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热 J；若为双原子
分子气体，则需吸热 J。
5-33刚性双原子分子理想气体在等压下膨胀所作的功为A，则传给
气体的热量为。
5-34一定量的某种理想气体进行如图
=300K，求
度T
A
（1）气体在状态B、C的温度；
（2）各过程中气体对外所作的功；
（3）经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量（各过程吸热的
代数和）。
解：（1）AC ：等容过程
C C
A A T P T P = ∴K ==100A A C C T P P T BC ：等压过程
B B
C C T V T V = ∴K T V V
T C C
B B 300== （2）0=CA A , J V V P A B
C C BC 200)31(100)(-=-=-=
J A AB 4002
1
)13()300100(=?
-?+= （3）J ΑΑΔΕQ 200200400=-==+=
5-35 如图所示，abcda 为1mol 单原子分子理想气体的循环过程，求：
（1）气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量；
（2）气体循环一次对外作的净功；
（3）证明T a T c =T b T d 。
解：(1) 过程ab 与bc 为吸热过程，吸热总和为
J V p V p V p V p T T C T T C Q b b c c a a b b b c p a b V 8002
523=-+-=-+-=）（）（）
（）（ (2)循环过程对外所做的总功为图中矩形面积
J V V p V V p A a d a b c b 100)()(=---=
(3) 2421012
K R
R V p R V p T T c c A A c a ?=?=
2421012
K R
R V p R V p T T d d b b d b ?=?=
∴ d b c a T T T T =
5-36一定量的单原子分子理想气体，
从A 态出发经等压过程膨胀到B 态，又经绝热过程膨胀到C 态，如图所示。试
求：这全过程中气体对外所作的功，内
能的增量以及吸收的热量。
方法1，（1）从图理想状态方程推得C A T T =，这样AC 内能增量(E C -E A )为0，
（2）吸收热量Q ABC =Q AB +Q BC = Q AB =
))(2
3
()(A B mol A B P mol T T R R M M T T C M M -+=- 再由RT M M
pV mol =
得出Q ABC )(2
5A B A V V P -=
（3）做功A ABC =Q ABC +(E C -E A ))(2
5
A B A V V P -=
5-37一定量的理想气体，从P —V 图上同一
初态A 开始，分别经历三种不同的过程过渡到
不同的末态，但末态的温度相同。如图所示，其中A →C 是绝热过程，问 （1）在A →B 过程中气体是吸热还是放热为什么
（2）在A →D 过程中气体是吸热还是放热为什么
答：（1）B A →过程中气体放热
因为：若以A C B A →→→构成逆循环，则此循环中 0=?E ；A ＜０
故总的0＜CA BC AB Q Q Q Q ++=
但 0=CA Q ；0＞BC Q
∴ 0＜AB Q 放热 （2）D A →过程中气体吸热
因为：若以A C D A →→→构成正循环，则此循环中 0=?E ；A ＞０
故总的0＞CA DC AD Q Q Q Q ++=
但 0=CA Q ；0＜DC Q
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2019年《大学物理》实验题库200题[含参考答案] 一、选择题 1．用电磁感应法测磁场的磁感应强度时，在什么情形下感应电动势幅值的绝对值最大 ( ) A ：线圈平面的法线与磁力线成?90角； B ：线圈平面的法线与磁力线成?0角 ； C ：线圈平面的法线与磁力线成?270角； D ：线圈平面的法线与磁力线成?180角； 答案：（BD ） 2．选出下列说法中的正确者（ ） A ：牛顿环是光的等厚干涉产生的图像。 B ：牛顿环是光的等倾干涉产生的图像。 C ：平凸透镜产生的牛顿环干涉条纹的间隔从中心向外逐渐变密。 D ：牛顿环干涉条纹中心必定是暗斑。 答案：（AC ） 3．用三线摆测定物体的转动惯量实验中，在下盘对称地放上两个小圆柱体可以得到的结果：( ) A ：验证转动定律 B ：小圆柱的转动惯量； C ：验证平行轴定理； D ：验证正交轴定理。 答案：（ＢＣ） 4．测量电阻伏安特性时，用R 表示测量电阻的阻值，V R 表示电压表的内阻，A R 表示电流表的内阻，I I ?表示内外接转换时电流表的相对变化，V V ?表示内外接转换时电压表的相对变化，则下列说法正确的是： ( ) Ａ：当R <
D ：当V V I I ?>?时宜采用电流表外接。 答案：（BC ） 5．用模拟法测绘静电场实验，下列说法正确的是： ( ) A ：本实验测量等位线采用的是电压表法； B ：本实验用稳恒电流场模拟静电场； C ：本实验用稳恒磁场模拟静电场； D ：本实验测量等位线采用电流表法； 答案：（BD ） 6．时间、距离和速度关系测量实验中是根据物体反射回来的哪种波来测定物体的位置。 ( ) A ：超声波； B ：电磁波； C ：光波； D ：以上都不对。 答案：（B ） 7．在用ＵＪ３１型电位差计测电动势实验中，测量之前要对标准电池进行温度修正，这是 因为在不同的温度下：（ ） A ：待测电动势随温度变化； B ：工作电源电动势不同； C ：标准电池电动势不同； D ：电位差计各转盘电阻会变化。 答案：（CD ） 8．QJ36型单双臂电桥设置粗调、细调按扭的主要作用是：（ ） Ａ：保护电桥平衡指示仪（与检流计相当）； Ｂ：保护电源，以避免电源短路而烧坏； Ｃ：便于把电桥调到平衡状态； Ｄ：保护被测的低电阻，以避免过度发热烧坏。 答案：（AC ） 9．声速测定实验中声波波长的测量采用： ( ) A ：相位比较法 B ：共振干涉法； C ：补偿法； D ：；模拟法 答案：（AB ） 10．电位差计测电动势时若检流计光标始终偏向一边的可能原因是： （ ） A ：检流计极性接反了。 B ：检流计机械调零不准
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第四章理论课考试模拟试题及参考解答 （每套题均为90分钟闭卷笔试） 大学物理实验理论考试模拟试题1 一、填空题，每空2分，共30分 1．测量过程中产生误差的来源有仪器误差、环境误差、人员误差、 方法误差。 2．σ =N ± N的置信概率为。 N的置信概率是；σ3 ± =N 3．遵循有效数字的传递法则，计算50÷0.100= ×102， 50÷0.100+8848.13= ×103，。 4．在进行十进制单位换算时，有效数字的位数。 5．用1.0级1V档的电压表测电压，刚好满度时的测量值为V。 6．用零差为2mA的电压表，测量某电压读数为26 mA，则修正值是-2MA 。 ?是相应 B 类不确定度分量的 7．仪器误差 仪 8．凡是可以通过统计方法来计算不确定度的称为A类不确定度。 9．作图时，“○”、“△”、“□”、“I” 等数据标记的应准确地落在数据坐标上。 10．最小二乘法的中间计算过程不宜用有效数字的运算法则，否则会引入较大的 误差。 二、单选题，每题2分，共20分 1．校正曲线的各相邻校验点之间用（A ）连接起来 A．直线段B．曲线C．平滑曲线D．以上三种都对2．对于最小二乘法，如果测量数据只有3组，（D ） A．无法计算B．必须再测3组C．每组计算两次D．也可以计算3．计算不确定度时，角度应该使用哪种单位？（ A ） A．弧度B．度、分、秒C．带小数的度D．以上三种都对4．单摆法测周期时，摆长l = 1000mm，重力加速度g取（D ）最合适。 A．10 m/s2B．9.8m/s2C．9.79 m/s2D．9.792 m/s2 5．如果两个测量值的有效位数相同，说明两者的（ D ） A．绝对误差相同B．相对误差相同 C．绝对误差小于10倍D．相对误差小于100倍 6．1002（ B ） A．105，B．100×103C．100000D．1.00000×105 7．多次测量可以（ C ）
(完整版)大学物理实验理论考试题及答案汇总
一、 选择题（每题4分，打“ * ”者为必做，再另选做4题，并标出选做记号“ * ”，多做不给分，共40分） 1* 某间接测量量的测量公式为4 3 23y x N -=，直接测量量x 和y 的标准误差为x ?和y ?,则间接测 量量N 的标准误差为？B N ?=； 4322 (2)3339N x x y x x x ??-==?=??， 3334(3)2248y N y y y y x ??==-?=-??- ()()[]21 23 2 289y x N y x ?+?=? 2* 。 用螺旋测微计测量长度时，测量值=末读数—初读数（零读数），初读数是为了消除 ( A ) （A ）系统误差 （B ）偶然误差 （C ）过失误差 （D ）其他误差 3* 在计算铜块的密度ρ和不确定度ρ?时，计算器上分别显示为“8.35256”和“ 0.06532” 则结果表示为：（ C ） (A) ρ=（8.35256 ± 0.0653） （gcm – 3 ）， (B) ρ=（8.352 ± 0.065） （gcm – 3 ）， (C) ρ=（8.35 ± 0.07） （gcm – 3 ）， (D) ρ=（8.35256 ± 0.06532） （gcm – 3 ） (E) ρ=（2 0.083510? ± 0.07） （gcm – 3 ）， (F) ρ=（8.35 ± 0.06） （gcm – 3 ）， 4* 以下哪一点不符合随机误差统计规律分布特点 （ C ） （A ） 单峰性 （B ） 对称性 （C ） 无界性有界性 （D ） 抵偿性 5* 某螺旋测微计的示值误差为mm 004.0±，选出下列测量结果中正确的答案：（ B ） A ． 用它进行多次测量，其偶然误差为mm 004.0； B ． 用它作单次测量，可用mm 004.0±估算其误差； B =?==? C. 用它测量时的相对误差为mm 004.0±。 100%E X δ = ?相对误差：无单位；=x X δ-绝对误差：有单位。
大物实验题及答案-1
一、选择题（每个小题只有一个答案是正确的，请将正确的答案填到前面的表格内。共8小题， 1、某一长度的一次测量值为2.3467cm，该长度的测量仪器为： A、米尺 B、10分度游标卡尺 C、螺旋测微计 D、20分度游标卡尺 2、下列各种因素都可以造成误差，其中属于偶然误差的是： 用游标卡尺测量长度时，零点读数造成的误差分量 用米尺测量长度时，由人的眼睛灵敏程度造成的误差分量 自由落体测量重力加速度时，空气阻力造成的误差分量 天平称量物体质量时，天平两臂不等长造成的误差分量 3、用比重瓶法测量铜丝密度时，在放入铜丝时铜丝表面附着的小气泡造成铜丝的密度： A .偏大 B. 偏小 C. 不会造成影响 D. 会有影响，偏大偏小无法确定 4、下列论述中正确的是 A．多次测量取平均值可以减小偶然误差 B. 多次测量取平均值可以消除系统误差 C. 多次测量取平均值可以减小系统误差 D. 以上三种说法都不正确 5、下列测量结果正确的表达式是： A、金属管高度L=23.68±0.03 mm B、电流I=4.091±0.100 mA C、时间T=12.563±0.01 s D、质量m=(1.6±0.1) 6、在计算数据时，当有效数字位数确定以后，应将多余的数字舍去。设计算结果的有效数字取4位，则下列不正确的取舍是： A、4.32850→4.328； B、4.32750→4.328 C、4.32751→4.328 D、4.32749→4.328 7.用劈尖干涉法测纸的厚度实验中，如果在原来放头发丝的位置像远离劈尖楞的方向移动，干涉条纹密度如何变化？ A、密度增加； B、密度减小； C、密度不变。 D、无法确定 8、用螺旋测微计测量长度时，测量值 = 末读数—零点读数，零点读数是为了消除 A、系统误差 B、偶然误差 C、过失误差 D、其他误差
大学物理实验报告答案大全(实验数据)
U 2 I 2 大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括） 伏安法测电阻 实验目的 (1) 利用伏安法测电阻。 (2) 验证欧姆定律。 (3) 学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。 实验方法原理 根据欧姆定律， R = U ，如测得 U 和 I 则可计算出 R 。值得注意的是，本实验待测电阻有两只， 一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。 实验装置 待测电阻两只，0～5mA 电流表 1 只，0－5V 电压表 1 只，0～50mA 电流表 1 只，0～10V 电压表一 只，滑线变阻器 1 只，DF1730SB3A 稳压源 1 台。 实验步骤 本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学 生参照第 2 章中的第 2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。 (1) 根据相应的电路图对电阻进行测量，记录 U 值和 I 值。对每一个电阻测量 3 次。 (2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。 (3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。 数据处理 (1) 由 U = U max ? 1.5% ，得到 U 1 = 0.15V , U 2 = 0.075V ； (2) 由 I = I max ? 1.5% ，得到 I 1 = 0.075mA , I 2 = 0.75mA ； (3) 再由 u R = R ( 3V ) + ( 3I ) ，求得 u R 1 = 9 ? 101 &, u R 2 = 1& ； (4) 结果表示 R 1 = (2.92 ± 0.09) ?10 3 &, R 2 = (44 ± 1)& 光栅衍射 实验目的 (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法。 (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长 实验方法原理
大物实验练习题库合集(内附答案)剖析
使用说明： 该习题附答案是我整理用以方便大家学习大学物理实验理论知识的，以网上很多份文档作为参考 由于内容很多，所以使用时，我推荐将有疑问的题目使用word的查找功能（Ctrl+F）来找到自己不会的题目。 ——啥叫么么哒 测定刚体的转动惯量 1 对于转动惯量的测量量，需要考虑B类不确定度。在扭摆实验中，振动周期的B类不确定度应该取（） A. B. C. D. D 13 在测刚体的转动惯量实验中，需要用到多种测量工具，下列测量工具中，哪一个是不会用到的( ) A.游标卡尺 B.千分尺 C.天平
D.秒表 C 测定刚体的转动惯量 14 在扭摆实验中，为了测得圆盘刚体的转动惯量，除了测得圆盘的振动周期外，还要加入一个圆环测振动周期。加圆环的作用是（） A.减小测量误差 B.做测量结果对比 C.消除计算过程中的未知数 D.验证刚体质量的影响 C 测定刚体的转动惯量 15 转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度，是表征刚体特性的一个物理量。转动惯量与物体的质量及其分布有关，还与（）有关 A.转轴的位置 B.物体转动速度 C.物体的体积 D.物体转动时的阻力 A 测定刚体的转动惯量 16
在测转动惯量仪实验中，以下不需要测量的物理量是（） A.细绳的直径 B.绕绳轮直径 C.圆环直径 D.圆盘直径 A 测定刚体的转动惯量 17 在扭摆实验中，使圆盘做角谐振动，角度不能超过（），但也不能太小。 A.90度 B.180度 C.360度 D.30度 B 测定刚体的转动惯量 测定空气的比热容比 2 如图，实验操作的正确顺序应该是： A.关闭C2，打开C1，打气，关闭C1，打开C2
大学物理实验理论考试题目及答案3
多项选择题(答案仅供参考) 1．请选出下列说法中的正确者（ CDE ） A ：当被测量可以进行重复测量时，常用重复测量的方法来减少测量结果的系统误差。 B ：对某一长度进行两次测量，其测量结果为10cm 和10.0cm ，则两次测量结果是一样 的。 C ：已知测量某电阻结果为：,05.032.85Ω±=R 表明测量电阻的真值位于区间 [85.27~85.37]之外的可能性很小。 D ：测量结果的三要素是测量量的最佳值（平均值），测量结果的不确定度和单位。 E ：单次测量结果不确定度往往用仪器误差Δ仪来表示，而不计ΔA . 2．请选择出表达正确者（ AD ） 3333 343/10)08.060.7(: /14.060.7:/1041.01060.7: /05.060.7:m kg D m kg C m kg B m kg A ?±=±=?±?=±=ρρρρ 3．请选择出正确的表达式： ( CD ) 3333 34/10)08.060.10( : (mm)1087.9)(87.9 :/104.0106.10 : )(10500)(5.10 :m kg D m C m kg B g kg A ?±=?=?±?==ρρ 4: 10.()551.010() A kg g =? 4．请选择出表达正确者（ A ） 333 3/04.0603.7: /14.060.7:/041.060.7: /04.060.7:m kg D m kg C m kg B m kg A ±=±=±=±=ρρρρ 5．请选择出表达正确者 ( BC ) 0.3mm 10.4cm h :D /10)08.060.7(:0.3cm 10.4h :B /1041.01060.7 :33334±=?±=±=?±?=m kg C m kg A ρρ 6．测量误差可分为系统误差和偶然误差，属于系统误差的有： ( AD ) Ａ：由于电表存在零点读数而产生的误差； Ｂ：由于测量对象的自身涨落所引起的误差； Ｃ：由于实验者在判断和估计读数上的变动性而产生的误差。 Ｄ：由于实验所依据的理论和公式的近似性引起的测量误差；
大学物理实验课后答案
（1）利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点？ 答这种方法可以避免透镜光心位置的不确定而带来的测量物距和像距的误差。 （2）为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时，测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求？设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1％。 答设物距为20cm，毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm，其相对误差为 0.25％，故没必要用更高精度的仪器。 （3）如果测得多组u，v值，然后以u+v为纵轴，以uv为横轴，作出实验的曲线属于什么类型，如何利用曲线求出透镜的焦距f。 答直线；1/f为直线的斜率。 （4）试证：在位移法中，为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f？ 由f=(D+d)(D-d)/4D → D2-4Df=d2→ D(D-4f)=d2 因为d>0 and D>0 故D>4f 1.避免测量u、ν的值时，难于找准透镜光心位置所造成的误差。 2.因为实验中，侧的值u、ν、f都相对较大，为十几厘米到几十厘米左右，而误差为1%，即一毫米到几毫米之间，所以可以满足要求。 3.曲线为曲线型曲线。透镜的焦距为基斜率的倒数。 ①当缝宽增加一倍时,衍射光样的光强和条纹宽度将会怎样变化?如缝宽减半,又怎样改变? 答: a增大一倍时, 光强度↑；由a=Lλ/b ，b减小一半 a减小一半时, 光强度↓；由a=Lλ/b ，b增大一倍。 ②激光输出的光强如有变动,对单缝衍射图象和光强分布曲线有无影响?有何影响? 答:由b=Lλ/a.无论光强如何变化,只要缝宽不变,L不变,则衍射图象的光强分布曲线不变 (条纹间距b不变)；整体光强度↑或者↓。 ③用实验中所应用的方法是否可测量细丝直径？其原理和方法如何？ 答：可以，原理和方法与测单狭缝同。 ④本实验中，λ=632。8nm,缝宽约为5*10^-3㎝,屏距L为50㎝。试验证： 是否满足夫朗和费衍射条件？ 答：依题意： Lλ=（50*10^-2）*（632.8*10^-9）=3.164*10^-7 a^2/8=(5*10^-5)^2/8=3.1*10^-10 所以Lλ< 大学物理实验答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】 实验一 物体密度的测定 【预习题】 1．简述游标卡尺、螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项。 答：（1）游标卡尺的测量原理及使用时的注意事项： 游标卡尺是一种利用游标提高精度的长度测量仪器，它由主尺和游标组成。设主 尺上的刻度间距为y ，游标上的刻度间距为x ，x 比y 略小一点。一般游标上的n 个刻度间距等于主尺上(n -1)个刻度间距，即y n nx )1(-=。由此可知，游标上的刻度间距与主尺上刻度间距相差n 1,这就是游标的精度。 教材P33图1-2所示的游标卡尺精度为 mm 501,即主尺上49mm 与游标上50格同长，如教材图1-3所示。这样，游标上50格比主尺上50格（50mm ）少一格（1mm ），即游标上每格长度比主尺每格少1÷50 = 0.02(mm)， 所以该游标卡尺的精度为0.02mm 。 使用游标卡尺时应注意：①一手拿待测物体，一手持主尺，将物体轻轻卡住，才 可读数。②注意保护量爪不被磨损，决不允许被量物体在量爪中挪动。③游标卡尺的外量爪用来测量厚度或外径，内量爪用来测量内径，深度尺用来测量槽或筒的深度，紧固螺丝用来固定读数。 （2）螺旋测微器的测量原理及使用时的注意事项： 螺旋测微器又称千分尺，它是把测微螺杆的角位移转变为直线位移来测量微小长 度的长度测量仪器。螺旋测微器主要由固定套筒、测量轴、活动套筒(即微分筒)组成。 如教材P24图1-4所示，固定套管D上套有一个活动套筒C(微分筒)，两者由高精度螺纹紧密咬合，活动套筒与测量轴A相联，转动活动套筒可带动测量轴伸出与缩进，活动套筒转动一周( 360)，测量轴伸出或缩进1个螺距。因此，可根据活动套筒转动的角度求得测量轴移动的距离。对于螺距是0.5mm螺旋测微器，活动套筒C的周界被等分为50格，故活动套筒转动1 格，测量轴相应地移动0.5/50=0.01mm,再加上估读，其测量精度可达到0.001 mm。 使用螺旋测微器时应注意：①测量轴向砧台靠近快夹住待测物时，必须使用棘轮而不能直接转动活动套筒，听到“咯、咯”即表示已经夹住待测物体，棘轮在空转，这时应停止转动棘轮，进行读数，不要将被测物拉出，以免磨损砧台和测量轴。②应作零点校正。 2．为什么胶片长度可只测量一次？ 答：单次测量时大体有三种情况：（1）仪器精度较低，偶然误差很小，多次测量读数相同，不必多次测量。（2）对测量的准确程度要求不高，只测一次就够了。（3）因测量条件的限制，不可能多次重复测量。本实验由对胶片长度的测量属于情况（1），所以只测量1次。 大学物理实验A(II)考试复习题 1．有一个角游标尺，主尺的分度值是0.5°，主尺上29个分度与游标上30个分度等弧长，则这个角游标尺的最小分度值是多少？ 30和29格差1格，所以相当于把这1格分成30份。这1格为0.5°=30′，分成30份，每份1′。 2．电表量程为：0～75mA 的电流表，0～15V 的电压表，它们皆为0.5级，面板刻度均为150小格，每格代表多少？测量时记录有效数字位数应到小数点后第几位(分别以mA 、V 为记录单位)？为什么？ 电流表一格0.5mA 小数点后一位 因为误差0.4mA, 电压表一格0.1V 小数点后两位,因为误差0.08V ，估读一位 ***3．用示波器来测量一正弦信号的电压和频率，当“Y 轴衰减旋钮”放在“2V/div ”档，“时基扫描旋钮”放在“0.2ms/div ”档时，测得波形在垂直方向“峰－峰”值之间的间隔为8.6格，横向一个周期的间隔为9.8格，试求该正弦信号的有效电压和频率的值。 f=1/T=1÷(9.8×0.0002)=510.2 U 有效=8.6÷根号2=6.08V ***4.一只电流表的量程为10mA ，准确度等级为1.0级；另一只电流表量程为15mA ，准确度等级为0.5级。现要测量9mA 左右的电流，请分析选用哪只电流表较好。 量程为10mA ，准确度等级为1.0级的电流表最大误差0.1mA,量程为15mA ，准确度等级为0.5级,最大误差0.075mA,所以选用量程为15mA ，准确度等级为0.5级 5. 测定不规则固体密度时，，其中为0℃时水的密度，为被测物在空气中的称量质量，为被测物完全浸没于水中的称量质量，若被测物完全浸没于水中时表面附 有气泡，试分析实验结果 将偏大还是偏小？写出分析过程。 若被测物浸没在水中时附有气泡，则物体排开水的体积变大，物体所受到的浮力变大，则在水中称重结果将偏小，即m 比标准值稍小，可知0ρρm M M -=将偏小 6．放大法是一种基本的实验测量方法。试写出常用的四种放大法，并任意选择其中的两种方法，结合你所做过的大学物理实验，各举一例加以说明。 累计放大法 劈尖干涉测金属丝直径的实验中，为了测出相邻干涉条纹的间距 l ，不是仅对某一条纹测量，而是测量若干个条纹的总间距 Lnl ，这样可减少实验的误差。 习题六 6—1 一轻弹簧在60N得拉力下伸长30cm。现把质量为4kg物体悬挂在该弹簧得下端,并使之静止,再把物体向下拉10cm,然后释放并开始计时。求:(1)物体得振动方程;(2)物体在平衡位置上方5cm时弹簧对物体得拉力;(3)物体从第一次越过平衡位置时刻起,到它运动到上方5cm处所需要得最短时间。 [解] (1)取平衡位置为坐标原点,竖直向下为正方向,建立坐标系 设振动方程为x=cos(7、07t+φ) t=0时, x=0、1 0、1=0、1cosφφ=0 故振动方程为x=0、1cos(7、07t)(m) (2)设此时弹簧对物体作用力为F,则: F＝k(Δx)=k(x0 +x) =mg/k=40/200=0、2(m) 其中x 因而有F= 200(0、2-0、05)=30(N) (3)设第一次越过平衡位置时刻为t1,则: 0=0、1cos(7、07t1 ) t1 =0、5π/7、07 第一次运动到上方5cm处时刻为t2,则 -0、05=0、1cos(7、07t2) t2=2π/(3×7、07) 故所需最短时间为: Δt=t2 -t1 =0、074s 6—2 一质点在x轴上作谐振动,选取该质点向右运动通过点A时作为计时起点(t＝0),经过2s后质点第一次经过点B,再经2s后,质点第二经过点B,若已知该质点在A、B两点具有相同得速率,且AB=10cm,求:(1)质点得振动方程:(1)质点在A点处得速率。 [解] 由旋转矢量图与可知s (1) 以得中点为坐标原点,x轴指向右方。 t=0时, t=2s时, 由以上二式得 因为在A点质点得速度大于零,所以 所以,运动方程为: (2)速度为: 当t=2s时 6—3 一质量为M得物体在光滑水平面上作谐振动,振幅为12cm,在距平衡位置6cm处,速度为24,求:(1)周期T; (2)速度为12时得位移。 [解] (1) 设振动方程为 以、、代入,得: 利用则 The Short-Term Results Report By Individuals Or Institutions At Regular Or Irregular Times, Including Analysis, Synthesis, Innovation, Etc., Will Eventually Achieve Good Planning For The Future. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 大物实验报告简易版 大物实验报告简易版 温馨提示：本报告文件应用在个人或机构组织在定时或不定时情况下进行的近期成果汇报，表达方式以叙述、说明为主，内容包含分析，综合，新意，重点等，最终实现对未来的良好规划。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 【实验目的】 1、了解示波器的基本结构和工作原理，学 会正确使用示波器。 2、掌握用示波器观察各 种电信号波形、测量电压和频率的方法。 3、掌握观察利萨如图形的方法，并能用利 萨如图形测量未知正弦信号的频率。 【实验仪器】 固纬GOS-620型双踪示波器一台，GFG-809 型信号发生器两台，连线若干。 【实验原理】 示波器是利用示波管内电子束在电场或磁 场中的偏转，显示电压信号随时间变化波形的 一种电子观测仪器。在各行各业与各个研究领域都有着广泛的应用。其基本结构与工作原理如下 1、示波器的基本结构与显示波形的基本原理 本次实验使用的是台湾固纬公司生产的通用双踪示波器。基本结构大致可分为示波管(CRT)、扫描同步系统、放大与衰减系统、电源系统四个部分。“示波管(CRT)”是示波器的核心部件如图1所示的。可细分为电子枪，偏转系统和荧光屏三部分。 1)电子枪 电子枪包括灯丝F，阴极K，控制栅极G，第一阳极A1，第二阳极A2等。阴极被灯丝加热后，可沿轴向发射电子。并在荧光屏上显现一 第二章部分训练题 1． 在系统误差、随机误差和粗大误差中，难以避免且无法修正的是（A.系统误差, B.随机 误差, C.粗大误差。） 答： B 2． 有一组等精度多次测量的数据：L=2.385mm 、2.384mm 、2.386mm 、2.384mm 、2.382mm 、 2.383mm 。它们的A 类不确定度为：（A. 0.0014mm B. 0.006mm C. 0.002mm D. 0.007mm ） 答： b 3． 根据第2题的数据，可以判断测量量具的最小量程是：（A. 0.001mm B. 0.01mm C. 0.004mm D. 0.02mm ） 答： b 4． 采用0.02mm 精度的游标卡尺测量长度时，其B 类不确定度为：（A. 0.022mm B. 0.03mm C. 0.01mm D. 0.012mm ） 答： d 5． 有一个电子秒表，其最小分辨值为0.01S ， 其仪器误差限应评定为：（A. 0.01S B. 0.02S C. 0.2S D. 0.006S ） 答： c 6． 有一只0.5级的指针式电流表，量程为200μA ，其仪器误差限为：（A. 0.1μA B.0.5μ A C. 2μA D. 1μA ） 答： d 7． 用一根直尺测量长度时，已知其仪器误差限为0.5cm ，问此直尺的最小刻度为多少？（A. 0.5cm B. 1cm C. 1mm D.0.5mm ） 答： b 8． 下列三个测量结果中相对不确定度最大的是? (A. X =(10.98±0.02)S B. X=(8.05± 0.02)S C. X=(4.00±0.01)S D. X=(3.00±0.01)S ) 答： d 9． 已知在一个直接测量中所得的A 类不确定度和B 类不确定度分别为0.04g 和0.003g ，则 合成不确定度是？ （A. 0.043g B. 0.04g C.0.0401g D. 0.004g ）答： b 10.长方体的三条边测量值分别为 x=(6.00±0.01)cm y=（4.00±0.02）cm z=(10.0± 0.03)cm 。 求体积的合成不确定度。（A. 0.063cm B. 13cm C.1.53cm D. 23 cm ） 答： d 11. 圆柱体的直径最佳估计值d =8.004mm, d 的合成不确定度)(d u c =0.005mm ，高度的最佳估计值h =20.00mm ，h 的合成不确定度)(h u c =0.02mm ，求体积的合成不确定度。（A. =)(V u C 100.53mm B. =)(V u C 100 3mm C. =)(V u C 2×310-3mm D. =)(V u C 2 3mm ） 答： d 12．以下有效数字运算错误的是： A. 125×80=10000 B. 23.4+12.6=36 C. 105×0.50=52 D. 4.2×3.5=14.7 答： ab 13.以下有效数字计算正确的是： A. 57.2+2.8=60 B. 125×8.0=1000 C. 34×50=170 D. 22÷22=1 答： c 课程代号：PHY17017 北京理工大学2014－2015学年第一学期 大学物理II 期末试题A 卷 2015年1月29日 14:00 – 16:00 班级 学号 姓名 任课教师姓名 物理常数： 真空介电常量ε0 = 8.85×10-12 C 2·N -1·m -2，真空磁导率μ0 =4π×10-7 N·A -2， 普朗克常量h =6.63×10-34 J·s ，基本电荷e =1.60×10-19 C ， 电子质量 m e =9.11×10-31 kg ，质子质量 m p =1.67×10-27 kg 。 一、填空题（共40分，请将答案写在卷面指定的横线上。） 1. （3分）两个点电荷在真空中相距为r 1时的相互作用力等于它们在某一“无限大”向同性均匀电介质中相距为r 2时的相互作用力，则该电介质的相对介电常量εr = 。 2. （3分）电容为C 0的平板电容器，接在电路中，如图所示。若将相对介电常量为εr 的各向同性均匀电介质插入电容器中(填满空间)，此时电场能量是原来的 倍。 3. （3分）带电粒子穿过过饱和蒸汽时，在它走过的路径上，过饱和蒸汽便凝结成小液滴，从而显示出粒子的运动轨迹，这就是云室的原理。今在云室中有磁感强度大小为1T 的均匀磁场，观测到一个质子的径迹是半径20cm 的圆弧，该质子的动能为 J 。 4. （3分）真空中两只长直螺线管1和2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比d 1/d 2=1/4 。当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比W 1/W 2= 。 5. （3分）一圆线圈的半径为R ，载有电流I ，置于均匀外磁场B 中，如图所示。在不考虑载流圆线圈本身所激发的磁场的情况下，则线圈导线上的张力为 。 ( 载流线圈的法线方向规定与磁场B 的方向相同。) 6. （3分） 螺绕环中心周长l =10cm ，环上均匀密绕线圈N =200匝，线圈中通有电流I =0.1A ， 一、力学部分 （一）用天平、量筒测密度 [示例]在一次用天平和量筒测盐水密度的实验中，老师让同学们设计测量方案，其中小星和小王分别设计出下列方案： 方案A：（1）用调节好的天平测量出空烧杯的质量m1； （2）向烧杯中倒入一些牛奶，测出它们的总质量m2，则这些牛奶质量为________________；（3）再将烧杯中的牛奶倒入量筒中，测出牛奶的体积V1； （4）计算出牛奶的密度ρ． 方案B：（1）用调节好的天平测出空烧杯的总质量m1； （2）将牛奶倒入量筒中，记录量筒中牛奶的体积V； （3）将量筒内的牛奶倒入烧杯测出它们的总质量m2； （4）计算出牛奶的密度ρ=________．（用m1、m2、V表示） 通过分析交流上述两种方案后，你认为在方案A中，牛奶的________（选填“质量”或“体积”）测量误差较大，导致牛奶密度的测量值比真实值偏________（选填“大”或“小”）． 在方案B中，牛奶的________（选填“质量”或“体积”）测量误差较大，牛奶密度的测量值与真实值相比________（选填“大”或“相等”或“小”）． （二）测滑动磨擦力 [示例]小明在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，实验过程如图所示 （1）在实验中，用弹簧测力计拉着木块时，应沿水平方向拉动，且使它在固定的水平面上________运动．根据________条件可知，此时木块所受的滑动摩擦力与弹簧拉力的大小_______．这种测摩擦力的方法是________（填“直接”或“间接”）测量法. （2）比较（a）、（b）两图说明滑动摩擦力的大小与____________有关；比较____________两图说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关． （3）在上述实验中，对于摩擦力大小的测量你认为是否准确？请你作出评价． （三）探究浮力大小 [示例]小明用如图所示装置研究“浮力大小跟物体排开液体体积关系”实验时，将一个挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢地浸入水中（水足够深），在接触容器底之前，分别记下圆柱体下面所处的深度h、弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下表： 第一章章节测试题 一、选择题（每小题3分，共计15分） 1．以下四种运动形式中，a 保持不变的运动是 （ D ） (A) 单摆的运动 (B) 匀速率圆周运动 (C) 行星的椭圆轨道运动 (D) 抛体运动 2．一物体从某一确定高度以0v 的速度水平抛出，已知它落地时的速度为 t v ，那么它运动的时间是 （ C ） (A) g t 0v v - (B) g t 20v v - (C) () g t 2 /1202v v - (D) () g t 22 /1202v v - 3．下列说法中，哪一个是正确的？ （ C ） (A) 一质点在某时刻的瞬时速度是2 m/s ，说明它在此后1 s 内一定要经过2 m 的路程 (B) 斜向上抛的物体，在最高点处的速度最小，加速度最大 (C) 物体作曲线运动时，有可能在某时刻的法向加速度为零 (D) 物体加速度越大，则速度越大 4．一质点沿x 轴运动，其运动方程为2 3 53x t t =-，其中t 以s 为单位。当t=2s 时，该质点正在 （ A ） （A ）加速 （B ）减速 （C ）匀速 （D ） 静止 5．下列关于加速度的说法中错误的是 （ C ） （A ）质点加速度方向恒定，但其速度的方向仍可能在不断的变化着 （B ）质点速度方向恒定，但加速度方向仍可能在不断的变化着 （C ）某时刻质点加速度的值很大，则该时刻质点速度的值也必定很大 （D ）质点作曲线运动时，其法向加速度一般不为零，但也有可能在某时刻法向加速度为零 二、填空题（每空2分，共计20分） 1．一辆作匀加速直线运动的汽车，在6 s 内通过相隔60 m 远的两点，已知汽车经过第二点时的速率为15 m/s ，则汽车通过第一点时的速率v 1 =__5.00m/s_。 2．质点沿半径为R 的圆周运动，运动学方程为 2 23t +=θ，则ｔ时刻质点的法向加速度 大小为a n = 16Rt 2 。 3．一质点沿x 方向运动，其加速度随时间变化关系为：a = 3+2 t ，如果初始时刻质点的速度v 0为5 m/s ，则当ｔ为3s 时，质点的速度 v = 23m/s 。 4．已知质点的运动学方程为：j t t i t t r )3 14()2125(32++-+=，当t = 2 s 时，速度的大小=v 8m/s ，加速度的大小a = 4.12 m/s 2 。 5．在x 轴上作变加速直线运动的质点，已知其初速度为0v ，初始位置为x 0，加速度2 Ct a =（其中C 为常量），则其速度与时间的关系为=v 3/30Ct +v ，位置与时间的关系为 x= 400x +v /12t Ct + 。 6．一质点从静止出发沿半径R =1 m 的圆周运动，其角加速度随时间t 的变化规律是 =12t 2-6t ，则质点的角速度ω =___4t 3-3t 2 (rad/s) _。 7．已知质点的运动学方程为2 4t r = i +(2t +3)j ，则该质点的轨道方程为__ x = (y 3)2 ;z=0_。 8．一质点沿x 轴作直线运动，它的运动学方程为x =3+5t +6t 2-t 3 (SI)，则加速度为零时，该质点的速度=v __17m/s __。 三、简答题（每题5分，共计25分） 1、原子的体积很小，所以可以看作质点，你认为这种说法对吗？为什么？ 实验十三 拉伸法测金属丝的扬氏弹性摸量 【预习题】 1．如何根据几何光学的原理来调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系？如何调节望远镜？ 答：（1）根据光的反射定律分两步调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系。第一步：调节来自标尺的入射光线和经光杠杆镜面的反射光线所构成的平面大致水平。具体做法如下：①用目测法调节望远镜和光杠杆大致等高。②用目测法调节望远镜下的高低调节螺钉，使望远镜大致水平；调节光杠杆镜面的仰俯使光杠杆镜面大致铅直；调节标尺的位置，使其大致铅直；调节望远镜上方的瞄准系统使望远镜的光轴垂直光杠杆镜面。第二步：调节入射角（来自标尺的入射光线与光杠杆镜面法线间的夹角）和反射角（经光杠杆镜面反射进入望远镜的反射光与光杠杆镜面法线间的夹角）大致相等。具体做法如下：沿望远镜筒方向观察光杠杆镜面，在镜面中若看到标尺的像和观察者的眼睛，则入射角与反射角大致相等。如果看不到标尺的像和观察者的眼睛，可微调望远镜标尺组的左右位置，使来自标尺的入射光线经光杠杆镜面反射后，其反射光线能射入望远镜内。 （2）望远镜的调节：首先调节目镜看清十字叉丝，然后物镜对标尺的像（光杠杆面镜后面2D 处）调焦，直至在目镜中看到标尺清晰的像。 2．在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均值的办法？ 答：因为金属丝弹性形变有滞后效应，从而带来系统误差。 【思考题】 1．光杠杆有什么优点？怎样提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度？ 答：（1）直观 、简便、精度高。 （2）因为 D x b L 2?=?，即b D L x 2=??，所以要提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度L x ??，应尽可能减小光杠杆长度b （光杠杆后支点到两个前支点连线的垂直距离），或适当增大D （光杠杆小镜子到标尺的距离为D ）。 2．如果实验中操作无误，得到的数据前一两个偏大，这可能是什么原因，如何避免？ 答：可能是因为金属丝有弯曲。避免的方法是先加一两个发码将金属丝的弯曲拉直。 3．如何避免测量过程中标尺读数超出望远镜范围？ 热学部分： 1.等（定）压摩尔热容和等（定）容摩尔热容的物理含义是什么？它们分别取决于哪些因素？ 答：1mol物质在等压过程中温度升高1K时所吸收的热量称为等压摩尔热容，同理，1mol物质在等容过程中温度升高1K时所吸收的热量称为等容摩尔热容。理想气体的等压摩尔热容和等容摩尔热容只与气体分子的自由度有关。 2.理想气体等压过程的特征是什么？在此过程中热量、作功和内能如何表示？ 答：理想气体的等压过程的特征是压强为恒量，改变温度；热量、内能和功都在变化。 且 热量： 内能增量： 气体对外作的功： 3.理想气体等容过程的特征是什么？在此过程中热量、作功和内能如何表示？ 答：理想气体等容过程的特征是，体积为恒量，改变温度；对外作功为零，热量等于内能的增量。 热量和内能增量： 气体对外作的功： 4.理想气体等温过程的特征是什么？在此过程中热量、作功和内能如何表示？ 答：理想气体等温过程的特征是温度是恒量，改变压强；内能变化为0.系统吸收的热量等于对外做的功。 吸收热量和对外作功： 内能增量： 5.简述卡诺循环过程；提高热机效率的途径有哪些？ 答：卡诺循环是在两个温度恒定的热源（一个高温热源，一个低温热源）之间工作的循环过程，它是由两个等温和两个绝热的平衡过程组成。按照循环方向的不同，分为卡诺正循环和卡诺负循环，分别对应热机和制冷机。以卡诺正循环为例，第一过程是等温膨胀，从高温热库吸入热量，第二过程是绝热膨胀，第三过程是等温压缩过程，系统向低温热库放出热量，第四过程是绝热压缩过程。 提高热机效率的方式主要有两种，提高高温热库温度，降低低温热库温度。 6.给出热力学第二定律的两种以上叙述方式。证明能否用一个等温过程和一个绝热过程构成一个循环过程。 答：开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功，而不引起其他变化。（或者，第二类永动机是不可能实现的。） 克劳修斯描述：热量不能自动的从低温物体传到高温物体。 由一个等温过程和绝热过程不能构成一个循环过程，理由如下： 假设有一热机等温过程中吸收热量并在绝热膨胀过程中将吸收的热量完全转化为功，这显然与热力学第二定律的开氏表述矛盾，同理，再假设有一制冷机，经历一次绝热压缩后向低温热库吸热并在等温过程完全用于制冷，将这两个过程做成一个复合热机，一次循环后，外界没有作功，二热量却自动的从低温热源传到高温热源，与热力学第二定律的克氏表述矛盾。故一个等温过程和绝热过程不能构成一个循环过程。 7.一个容器气体体系中，在热平衡状态下气体的运动遵循什么规律？ 答：一、理想气体处于平衡态时气体分子出现在容器内任何空间位置的概率相同； 二、分子向各个方向运动的概率相同。 由此可以得出下面推论： 1.气体分子的速度和它的各个分量的平均值为0；大学物理实验答案完整版
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