物理实验习题答案(第二版教材)(1)

第一章复习提要

1.什么是基本单位和导出单位? 2。什么是基本量与导出量?

（教材P10）物理学中独立定义的单位叫做基本单位，所对应的物理量叫做基本量。由基本单位导出的单位叫做导出单位，对应的物理量叫做导出量。

2.哪些物理量为基本物理量，它们的基本单位、符号、定义是什么？（教材P10）

在国际单位制中，长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、物质的量和发光强度等七个物理量为基本物理量，它们的单位分别为“米”、“千克”、“秒”、“安培”、“开尔文”、“摩尔”和“坎德拉”，它们的单位符号分别为“m”、“kg”、“s”、“A”、“K”、“mol”和“cd”，它们的单位定位分别详见教材P10表1-1 。

3.物理实验中有哪些常用的长度测量器具？（教材P11）

物理实验中，测量长度的常用工具有：钢直尺、钢卷尺、游标卡尺、千分尺、千分表、测微目镜、读数显微镜、电涡流传感器、电容传感器、电感传感器、光栅传感器、激光干涉仪等。

4.物理实验中有哪些常用的质量测量工具？（教材P11）

物理实验中，质量测量最常用的仪器有电子秤、弹簧秤、物理天平、分析天平等。

5.物理实验中常用的时间测量工具有哪些？（教材P12）

物理实验中常用的时间测量仪器有：秒表（停表），指针式机械表、数字显示式电子表、数字毫秒计等。

6.物理实验中常用的温度测量工具有哪些？（教材P12）

物理实验中常用的温度测量仪器有水银温度计、热电偶和光测温度计等。

7.物理实验中有哪些常用的电流测量仪表？（教材P12）

物理实验中电流测量常用仪器有安培表、检流计、表头、灵敏电流计、万用电表、钳表等。

9．（1）力学、热学实验操作过程中应注意什么？（2）力学实验的基本功有哪些？

（1）略（教材P13）。（2）仪器的零位校准，水平和铅直调整等调节是力学实验的基本功，务必熟练掌握。

10．（1）电磁学实验操作过程中应注意什么？（2）电磁学实验的基本功是什么？

（1）略（教材P13）。（2）回路法接线是电磁学实验的基本功，务必熟练掌握。11．（1）光学实验操作过程中应注意什么？（2）光学实验的基本功有哪些？

（1）略（教材P14）。（2）“等高共轴”的调节、成像清晰位置的判断、消视差的调节是光学实验的基本功，务必熟练掌握。

12．常用的物理实验测量方法有哪几种？（教材P14-17）

常用的物理实验测量方法有比较法、转换法、放大法、模拟法、补偿法、干涉法和衍射法等。

13．物理实验中应掌握哪些基本调节技术？（教材P18-20）

物理实验中应掌握的基本调节技术有：仪器初态与安全位置的调节、回路接线法、跃接法、零位（零点）调整、水平、铅直调整、等高共轴调整、调焦、消视差调整、逐次逼近调整、空程误差消除的调节、先定性后定量原则等。

14．计算机和计算器在物理实验中有哪些基本应用？（教材P20-21）

计算器的基本应用：测量数据的统计处理；图形的简单处理等。

计算机的基本应用：实验数据处理、模拟与仿真实验、实时测量、利用物理实验课程网站进行物理实验的辅助教学和教学管理等。

15. 指出几种利用机械放大作用来提高测量仪器分辨率的测量工具。

(教材P15)游标卡尺、螺旋测微器、迈克尔逊干涉仪等。

16. 指出一种能进行微小变化量的放大的方法；指出两种能进行视角放大的仪器。

(教材P15)光杠杆放大法（测金属丝的微波伸长量）；放大镜、显微镜、望远镜等。17. 为什么说采用视角放大法不会增加误差？

(教材P15)在视角放大中，被观察的物理量只是在观察场中放大视角，实际尺寸并没有发生变化，所以不会增加误差。

18. 补偿法（或称均衡法）的优点是什么？举出几种补偿法（或称均衡法）应用的实际例子。

(教材P16)优点：可以免去一些附加的系统误差，当系统具有高精度的标准量具和平衡指示器时，可获得较高的分辨率、灵敏度及测量的精确度。例子：等臂天平称重、惠更斯电桥测电阻、电位差计测电压以及各种平衡电桥的测量等。

19. 举出物理模拟法与数学模拟法的实际例子。

(教材P17)物理模拟法例子：用光测弹性法模拟工件内部应力分布情况；用“风洞”中的飞机模型模拟实际飞机在大气中的飞行等。数学模拟法例子：用稳恒电流场来模拟静电场的实验。

20. 如何理解仪器初态与安全位置？

(教材P18)仪器初态是指仪器设备在进入正式调整、测量前的状态。正确的仪器初态可保证仪器设备安全，是保证实验工作顺利进行的基础。安全位置则是保证仪器处于正确的仪器初态的位置，如未合上电源前应使电源的输出调节旋钮处于使电压输出为最小的位置；仪器上的一些方位调节螺钉在正式调整前应处于松紧适中的状态等。

21. 在示零法测量中，常采用跃接法。跃接法的主要作用在哪？

(教材P18)主要作用：在远离平衡状态时保护仪表（如标准电池和检流计等），使其免受长时间的大电流冲击；在接近平衡时，通过电路的瞬间通断比较，提高检测灵敏度。

22. 零位校准有哪两种情况？应分别如何对待这两种情况？试分别举例说明。

(教材P18)一种是测量仪器本身有零位校准器，可对其进行零位调整，如对电表的机械调零，使仪器在测量前处于零位；另一种是仪器虽然零位不准，却无法进行调整和校对，如磨损了的米尺、千分尺等，针对这种情况，在测量前需记录最初读数，以备在测量结果中进行零位修正。

23. 使用哪些仪器时需要进行调焦操作？

（教材P19)在使用显微镜、测微目镜和望远镜等光学仪器时，需要对仪器进行调焦操作。

24. 什么叫视差现象？如何消除视差？

（教材P19)读数标线（指针、叉丝）和标尺平面不重合时，眼睛从不同方向观察时会出现读数有差异或物与标尺线有分离的现象，称为视差现象。消除视差的方法有两种：一是使视线垂直于标尺平面读数；二是使标尺平面与被测物密合于同一平面内。

25. 使用带有叉丝的测微目镜、读数显微镜等仪器时，需要进行消视差调节。为什么？

（教材P19)用带有叉丝的测微目镜、读数显微镜和望远镜进行的测量属于非接触式测量，使用时必须进行消视差调节，即需要仔细调节目镜（连同叉丝）与物镜之间的距离，使被观测物经物镜后成像在作为标尺的叉丝分划板所在平面内，一般是边调节边稍稍移动眼睛，看两者是否有相对运动，直调至基本无相对运动为止。

26. 试列举几个采用逐次逼近调节的例子。

（教材P19)在分光计实验中，调节望远镜和平台水平时，用的“减半逼近”法就是逐次逼近法的例子。另外，对水平、铅直及天平平衡等的调节，采用逐次逼近法也十分有效。

27. 什么叫空程误差？如何消除空程误差？