题目
计算 N=A+B-C+D,其中 A=(71.3pm0.5)mathrm(cm)^2,B=(6.262pm0.002)mathrm(cm)^2,C=(0.753pm0.001)mathrm(cm)^2,D=(2.71pm0.01)mathrm(cm)^2,把结果写成标准形式正确的是()A. N=(79.5pm0.5)mathrm(cm)^2;B. N=(79.5pm0.6)mathrm(cm)^2C. N=(79.5pm0.51)mathrm(cm)^2;D. N=(79.5pm0.513)mathrm(cm)^2;
计算 $N=A+B-C+D$,其中 $A=(71.3\pm0.5)\mathrm{cm}^2$,$B=(6.262\pm0.002)\mathrm{cm}^2$,$C=(0.753\pm0.001)\mathrm{cm}^2$,$D=(2.71\pm0.01)\mathrm{cm}^2$,把结果写成标准形式正确的是()
A. $N=(79.5\pm0.5)\mathrm{cm}^2$;
B. $N=(79.5\pm0.6)\mathrm{cm}^2$
C. $N=(79.5\pm0.51)\mathrm{cm}^2$;
D. $N=(79.5\pm0.513)\mathrm{cm}^2$;
题目解答
答案
A. $N=(79.5\pm0.5)\mathrm{cm}^2$;
解析
本题考查误差传播的计算,核心在于掌握加减运算中不确定度的合成方法。解题关键点:
- 计算平均值:将各量的数值按代数关系相加减;
- 合成不确定度:对各量的不确定度进行平方和开平方;
- 结果修约:根据有效数字规则,确定最终结果的表达形式。
步骤1:计算平均值
根据题意,代数关系为:
$N = A + B - C + D$
代入数值:
$\begin{aligned}N &= 71.3 + 6.262 - 0.753 + 2.71 \\&= 79.519 \, \text{cm}^2\end{aligned}$
步骤2:合成不确定度
总不确定度 $\Delta N$ 满足:
$\Delta N = \sqrt{(\Delta A)^2 + (\Delta B)^2 + (\Delta C)^2 + (\Delta D)^2}$
代入各不确定度:
$\begin{aligned}\Delta N &= \sqrt{0.5^2 + 0.002^2 + 0.001^2 + 0.01^2} \\&= \sqrt{0.25 + 0.000004 + 0.000001 + 0.0001} \\&= \sqrt{0.250105} \approx 0.5001 \, \text{cm}^2\end{aligned}$
步骤3:结果修约
- 平均值:保留到与不确定度有效数字对应的位数。不确定度为 $0.5$(一位有效数字),故 $N$ 保留到十分位,即 $79.5 \, \text{cm}^2$。
- 不确定度:保留一位有效数字,即 $0.5 \, \text{cm}^2$。
选项分析
- A:$N = (79.5 \pm 0.5) \, \text{cm}^2$,符合修约规则;
- B、C、D:不确定度位数不符合有效数字要求。