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在牛顿环测透镜曲率半径实验中,用波长 λ=589.3 nm 的钠光垂直照射平凸透镜与平板玻璃之间的空气薄膜,测得第 6 级暗环的直径为 4.20 mm。已知暗环直径满足 Dₘ²=4mλR(m 为暗环级数),则该平凸透镜凸面的曲率半径 R=____ m(保留三位有效数字)。
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在牛顿环测透镜曲率半径实验中,用波长 λ=600 nm 的单色光垂直照射平凸透镜与平板玻璃间的空气膜,测得第 5 级暗环直径 D₅=2.00 mm。利用暗环直径公式 Dₘ²=4mλR,可得透镜曲率半径 R=____ m(保留三位有效数字);据此推算第 15 级暗环的直径 D₁₅=____ mm。
用伏安法(电流表外接法)测电阻 Rx 时,电压表读数 U=1.20 V,电流表读数 I=10.0 mA,已知电压表内阻 R_V=1200 Ω。测得的电阻值 R_测=U/I=____ Ω;考虑电压表分流后,Rx 的修正值为____ Ω(保留三位有效数字)。
用滑线式电位差计(工作电流已校准)测电池的电动势和内阻。标准电池电动势 E₀=1.0186 V,补偿时对应补偿电阻长度 L₀=4.0744 m。换接待测电池补偿,平衡时长度 L₁=5.50 m;再将待测电池与 R=5.0 Ω 的电阻串联成闭合回路,测得该电阻两端电压补偿时的长度为 L₂=5.00 m。则待测电池的电动势 E=____ V,内阻 r=____ Ω。
用定容气体温度计装置验证查理定律:封闭于烧瓶中的空气初始处于 t₁=27°C,压强为 76.0 cmHg;保持容积不变升温,压强升至 83.6 cmHg。某同学误将热力学温度换算为摄氏温度直接代入比例式 p₂/p₁=t₂/t₁ 求解,则其读数与正确值之差为 ____ °C。(正确解应使用 T=t+273)
在量热器内筒中用混合法测定某液体比热容:将质量200 g、温度80 ℃的热水与质量150 g、温度20 ℃的同体积待测液体在量热器中混合,热平衡后共同末温为60 ℃。已知水的比热容为4.2×10³ J/(kg·℃),不计量热器内筒及散热损失,则该液体的比热容为____ J/(kg·℃)。
用扭摆法测载物台的转动惯量:已知扭摆空载时的摆动周期 T₀=2 s。将一质量 m=0.8 kg、半径 r=0.1 m 的均匀圆柱体放在载物台上后,测得总摆动周期 T₁=3 s。圆柱体绕其中心轴的转动惯量 I=1/2·mr²。空载时扭摆(含载物台)的转动惯量 I₀=____ kg·m²(结果保留两位有效数字)。
用扭摆法测量转动惯量:某扭摆空载时测得摆动周期 T₀=1.5 s,扭转系数 K=4π²×10⁻³ N·m/rad。将一均匀圆盘(半径 R=5.0 cm)置于载物台上后,测得总摆动周期 T=2.0 s。由 I=K(T²−T₀²)/(4π²) 求得圆盘转动惯量为 ____ kg·m²,再利用圆盘公式 I=½mR² 可得该圆盘质量为 ____ kg。
某同学用游标卡尺测量圆柱体直径,针对下列情形判断误差类型:(1)卡尺零点读数为+0.02 mm未作修正;(2)多次重复测量同一直径,各次读数在均值附近随机波动;(3)有一次读数误将游标刻度看错一格导致明显异常数据。上述三种情形依次属于____误差、____误差、____误差(填“系统”“随机”“粗大”之一);其中(1)的来源是____,(3)的正确处理方法是____。
某微观粒子的相对论动量大小满足 pc = (4/3)m₀c²(其中 m₀ 为其静止质量,c 为真空光速)。根据相对论能量动量关系 E² = (pc)² + (m₀c²)²,可知该粒子的总能量 E = ____m₀c²,其动能 E_k = ____m₀c²,速度大小 v = ____c。
在“密度测定”设计性实验中,某同学用天平测得质量 m=(50.00±0.02) g,用量筒测得体积 V=(10.00±0.05) cm³,按 ρ=m/V 计算密度。已知间接测量中各直接量的相对不确定度按方和根方式合成,则 ρ 的相对不确定度为____%,ρ 的不确定度 Δρ=____ g/cm³(保留一位有效数字)。
某学生在弗兰克-赫兹实验中用氩气测量第一激发电位,记录到相邻电流极小值对应的加速电压依次为 U₁=10.2 V、U₂=14.8 V、U₃=19.4 V。已知极小值电压满足 Uₙ = U₀ + nU_A(U₀ 为接触电位差,U_A 为氩原子的第一激发电位)。则氩的第一激发电位 U_A=____ V,接触电位差 U₀=____ V,第 6 个电流极小值对应的加速电压 U₆=____ V。
用光栅光谱仪测得氢原子巴耳末系 Hα 谱线波长为 656.3 nm,已知该谱线对应 n=3 到 n=2 的跃迁。由里德伯公式 1/λ = R×(1/2² − 1/3²) 计算里德伯常数 R,保留四位有效数字,则 R = ____ m⁻¹。
用分光计和透射光栅测定某单色光的波长。已知光栅上每毫米刻有 400 条刻线,实验中测得该光第二级(k=2)主极大的衍射角为 30.0°。根据光栅方程 d·sinθ=kλ(取 sin30.0°=0.500),可求得该光波波长 λ=____ nm。
用共轭法(位移法)测凸透镜焦距:物与像屏间距 L 固定不变,移动透镜可在两个位置使屏上成清晰像,两位置间距为 d。实验中测得 L=90.0 cm,d=30.0 cm。由公式 f=(L²−d²)/(4L) 可得该凸透镜的焦距 f=____ cm。
用补偿法(电位差计)测电池的电动势与内阻:先将电位差计与标准电池(电动势 E₀=1.0186 V)补偿,电阻丝长度为 L₀=5.093 m;再换接待测电池补偿,长度为 L₁=7.500 m,由此得待测电池电动势 E=____ V。随后将待测电池与已知电阻 R₀=29.0 Ω 串联成回路,用电位差计测得 R₀ 两端电压对应的补偿长度为 L₂=7.250 m,则路端电压 U=1.450 V,电池内阻 r=(E−U)R₀/U=____ Ω。
用稳态法测橡胶板导热系数:样品厚 d=0.010 m,截面积 S=1.0×10⁻² m²,上下面稳定温差 ΔT=20 ℃,此时加热盘的供热功率 P=10 W(已扣除散热修正,全部热量沿样品单向传导)。按傅里叶稳态导热公式 Φ=λSΔT/d,样品的导热系数 λ=____ W/(m·K)。若实验中误将样品厚度记成一半,则算得的 λ 将偏____(填“大”或“小”)。
用量热器采用混合量热法测定冰的熔解热。量热器内筒中装有质量 m₁=150 g、温度 t₁=30 ℃ 的水,将质量 m₂=50 g、温度为 0 ℃ 的冰投入水中,冰完全熔解后系统达到热平衡温度 t₂=10 ℃。已知水的比热容 c=4.18 J/(g·℃),量热器内筒与搅拌器的吸热可忽略。设冰的熔解热为 L,由热平衡方程可得 L=____ J/g。
在气垫导轨上验证牛顿第二定律的实验中,滑块与砝码及砝码盘构成系统,不计摩擦与滑轮质量,重力加速度 g 取 9.8 m/s²。(1) 保持系统总质量 M=500 g 不变,初始悬挂砝码(含盘)质量 m=50 g,测得加速度为 a₁=____ m/s²;(2) 从滑块上取下质量移至砝码盘,使 m 增为 150 g,此时测得加速度 a₂=____ m/s²,则 a₂:a₁=____,该结果验证了系统总质量不变时加速度与合外力成正比。
用千分尺(仪器误差限 Δ仪=0.004 mm)对钢球直径重复测量5次,数据为:2.001、1.999、2.002、1.998、2.000 mm。已知 A 类不确定度 u_A = s/√5(s 为测量列标准差),B 类不确定度 u_B = Δ仪/√3,合成不确定度 u = √(u_A²+u_B²)。则测量平均值为____ mm,A 类不确定度 u_A = ____ mm(保留两位有效数字),合成不确定度 u ≈ ____ mm(保留两位有效数字)。