误差与有效数字练习答案
误差与有效数字练习题答案
1.有甲、乙、丙、丁四人，用螺旋测微计测量一个铜球的直径，各人所得的结果表达如下：d 甲 =（1.2832±0.0003）cm ，d 乙 =（1.283±0.0003）cm ，d 丙 =（1.28±0.0003）cm ，d 丁 =（1.3±0.0003）cm ，问哪个人表达得正确？其他人错在哪里？
答：甲对。其他人测量结果的最后位未与不确定度所在位对齐。
2.一学生用精密天平称一物体的质量m ，数据如下表所示 ： Δ仪 =0.0002g
3.61232i
m m g n
∑=
= A 类分量： (0.6831 1.110.0001080.000120S t n g =-=?=
B 类分量： 0.6830.6830.00020.000137u g =?=?=仪
合成不确定度：0.000182U g ==0.00018g 取0.00018g ，测量结果为：
(3.612320.00018)m U g ±=± ( P=0.683 ) 相对误差: 0.000180.005%3.61232
U E m =
== 3.用米尺测量一物体的长度，测得的数值为
cm n
L L i
965.98=∑=
， A 类分量: (0.6831S t n =-?0.006=0.0064cm
B 类分量: 0.6830.6830.050.034u cm =?=?=仪
合成不确定度: 0.035U cm ==0.04cm 相对误差: %04.096
.9804.0===
L U E ( P=0.683 )
结果: cm U L )04.096.98(±=±
4.在测量固体比热实验中，放入量热器的固体的起始温度为t 1 ±S t 1= 99.5 ± 0.3℃，固体放入水中后，温度逐渐下降，当达到平衡时，t 2 ±S t 2= 26.2 ± 0.3℃，试求温度降低值t =t 2 – t 1的表示式及相对误差。
处理：t =t 2 – t 1=26.2-99.5=-73.3℃, U ==+=+2
222t 21t 3.03.0S S 0.5℃ ,
%7.03
.735
.0===
t U E （ 或 -0.7℅）
t =( -73.3 ± 0.5)℃ ( P=0.683 )
5.一个铅质圆柱体，测得其直径为d ±U d =（2.040±0.003） cm ，高度为 h ±U h =（4.120 ± 0.003）cm ， 质量为m ±U m =（149.10 ± 0.05）g 。试求：（1）计算铅的密度ρ；（2）计算铅的密度ρ的相对误差和不确定度；（3）表示ρ的测量结果。 处理：（1）072.11120
.4040.214159.310
.149442
2=???===
h d m V m πρg/㎝3 （2）%3.00030.0120.4003.0040.2003.0410.14905.02
22==??
?
??+??? ??+??? ??==ρρ
U E
3cm g
04.0033.0003.0072.11U ==?=?=E ρρ
（3）
)04.007.11(±=±ρρU g/㎝3 ( P=0.683 )
6.按照误差理论和有效数字运算规则改正以下错误： （1）N =10.8000±0.3cm
正：N =（10.8±0.3）cm ，测量误差决定测量值的位数（测量结果存疑数所在位与误差对齐） （2）有人说0.2870有五位有效数字，有人说只有三位，请纠正，并说明其原因。
答：有效数字的位数应从该数左侧第一个非零数开始计算，0.2870应有四位有效数字。其左端的“0”为定位用，不是有效数字。右端的“0”为有效数字。
（3）L =28cm =280mm
正：L =2.8×102mm ，改变单位时，其有效数字位数不变。 （4）L =（28000±8000）mm
正：L =（2.8±0.8）×104mm ，误差约定取一位有效数字。 7.试计算下列各式（在书写计算过程中须逐步写出每步的计算结果）： （1）已知y = lg x ，x ±σx =1220 ± 4 ，求y ： 处理：
y = lg x = lg 1220 =3.0864
10
ln 12204
10ln =
=
x Ux Uy =0.0014 0014.00864.3±=±Uy y ( P=0.683 )
（2）已知y = sin θ ，θ±S θ=45°30′±0°04′ ，求y ： 处理： y = sin45°30′=0.7133
U y =∣cos θ∣U θ =∣cos 45°30′∣60
1804
???π=0.0008 ,
0008.07133.0±=±Y U y ( P=0.683 )
8.某同学在弹簧倔强系数的测量中得到如下数据：
其中F 为弹簧所受的作用力，y 为弹簧的长度，已知y -y 0 =（
k
）F ，用图解法处理数据（必须用直角坐标纸，不允许用代数方格纸或自行画格作图），从图中求出弹簧的倔强系数k ，及弹簧的原长y 0 。 处理：按要求作图（见作图示意，注意注解方框里内容的正确表达，正确取轴和分度，正确画实验点和直线拟合，正确取计算斜率的两点），
计算斜率 508.100.300.1350
.858.23F F y y t 1212g =--=--=θcm/g 计算倔强系数 6631.0508
.11
t 1k g ==
=
θ
g/cm 通过截距得到弹簧原长为4.00cm 。
实验名称基本测量—长度和体积的测量姓名学号专业班实验班组号教师
阅读材料：p.38§2.2.1.1“游标与螺旋测微原理”。
一.预习思考题
1、游标卡尺的精度值是指：主尺最小分度值与游标分度格数之比。
根据左图游标卡尺的结构，请字母
表示：游标卡尺的主尺是：D；
游标部分是：E；测量物体外径用：
A、B ；测量内径用：A’、B’；
测量深度用：C。下图游标卡尺
的读数为： 12.64mm(1.264cm) 。
2、左图螺旋测微器（a ）和（b ）的读数分别为： 5.155mm 和 5.655mm 。螺旋测微器测量前要检查并记下零点读数，即所谓的 初始读数；测量最终测量结果为 末读数 减去初始读数 。下图的两个初始读数分别为（左） 0.005mm 和（右）-0.011mm 。
3、在
检查零点读数和测量长度时，切忌直接转动测微螺杆和微分筒，而应轻轻转动 棘轮 。
4、螺旋测微器测量完毕,应使 螺杆 与 砧台 之间留有空隙，以免因热胀而损坏螺纹。
基本测量数据处理参考（原始数据均为参考值）
1. 圆筒的测量 测量量具： 游标卡尺 ； Δ仪 = 0.02mm ； 次 数 外径D / cm
内径d / cm 深度h / cm
1 3.20
2 2.478 4.440 测量结果：
D ±S D =（3.206± 0.004） cm
d ± S d = （2.477 ± 0.016） cm
h ± S h = （4.435 ± 0.007） cm
2 3.212 2.484 4.424
3 3.202 2.456 4.438
4 3.204 2.462 4.442
5 3.20
6 2.480 4.430 6 3.210
2.502 4.436 平均值
3.206
2.477
4.435
S
0.004
0.016
0.007
圆筒容积的计算： V =
41π2d h =4
1
×3.1416×2.4772×4.435 = 21.37 cm 3 E V =2222
2
0.0160.00724 2.477 4.435d h S S d h ????????+=?+ ? ? ? ?????????
=1.3%
U V = V E V = 21.37*0.013 = 0.28 cm 3, V ±S V = (21.37 ± 0.28) cm 3
( P=0.683 )
2.钢珠的测量 测量量具： 螺旋测微计 ；Δ仪 = 0.004mm ； 初读数= -0.002mm
（钢珠测量部分练习不确定度）
'
D =()m m 988.5002.0986.5D D =--=-初‘末 ，
A 分量S =t 0.683（n-1）'D
S =1.11×0.0012=0.0013mm
B 分量u =0.683Δ仪=0.683×0.004=0.0027mm ，
U 'D 0.003mm ==
'D ±U
'
D =（5.988±0.003）mm
钢珠体积的计算：
'V =
613'D π=61
×3.1416×5.9883 =112.42mm 3 'V E ===?=002.0988.5003.03D
U 3'D '0.2％
)23.0(22.042.112002.033'''mm mm V E U V V 或者=?== ，
'V ±'
V U
=(112.42±0.22)mm 3