2025年uom理論考試題庫及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.2019年國際單位制（SI）重新定義后，以下哪一基本單位的定義不再依賴實物原器？A.米（m）B.千克（kg）C.秒（s）D.安培（A）答案：B（解析：2019年起，千克通過普朗克常數(shù)h定義，取代了國際千克原器。）2.下列哪一組全部屬于SI基本單位？A.米、千克、牛頓B.秒、安培、坎德拉C.開爾文、摩爾、焦耳D.弧度、球面度、伏特答案：B（解析：SI基本單位包括米、千克、秒、安培、開爾文、摩爾、坎德拉。）3.量綱分析中，速度的量綱表達式為？A.[L][T]?1B.[L]2[T]?1C.[M][L][T]?2D.[L][T]2答案：A（解析：速度=位移/時間，位移量綱[L]，時間[T]，故速度量綱[L][T]?1。）4.某測量結果表示為（12.35±0.02）mm，其中“0.02mm”指的是？A.絕對誤差B.相對誤差C.標準不確定度D.最大允許誤差答案：C（解析：測量結果的不確定度通常以標準不確定度表示，反映測量結果的分散性。）5.以下哪項不屬于SI導出單位的定義方式？A.基于基本單位的代數(shù)組合B.基于自然常數(shù)的直接定義C.基于其他導出單位的組合D.基于實物基準的復現(xiàn)答案：D（解析：SI導出單位通過基本單位或自然常數(shù)定義，不再依賴實物基準。）6.用電子天平測量質量，儀器說明書標注“最大允許誤差±0.1mg”，此誤差屬于不確定度的？A.A類評定B.B類評定C.系統(tǒng)誤差D.隨機誤差答案：B（解析：B類評定基于非統(tǒng)計信息，如儀器技術指標。）7.熱力學溫度的SI單位是開爾文（K），其定義與以下哪一常數(shù)相關？A.玻爾茲曼常數(shù)kB.普朗克常數(shù)hC.阿伏伽德羅常數(shù)NAD.真空中光速c答案：A（解析：2019年定義中，1K=ΔU/(k·ΔS)，其中k為玻爾茲曼常數(shù)。）8.某公式推導中出現(xiàn)“力=質量×速度”，通過量綱分析可判斷該公式？A.正確，量綱一致B.錯誤，力的量綱為[M][L][T]?2，速度量綱為[L][T]?1，不一致C.無法判斷，需實驗驗證D.部分正確，缺少時間維度答案：B（解析：力的量綱是[M][L][T]?2，質量×速度的量綱是[M][L][T]?1，量綱不一致，公式錯誤。）9.以下哪一單位是SI輔助單位（2019年前分類）？A.弧度（rad）B.牛頓（N）C.帕斯卡（Pa）D.庫侖（C）答案：A（解析：2019年前，SI輔助單位包括弧度和球面度，現(xiàn)歸為導出單位。）10.測量不確定度的合成中，若兩個分量獨立且均為正態(tài)分布，合成標準不確定度u_c的計算方式為？A.u_c=u?+u?B.u_c=√(u?2+u?2)C.u_c=max(u?,u?)D.u_c=(u?+u?)/2答案：B（解析：獨立分量合成時，采用方和根法。）11.摩爾（mol）的定義與以下哪一常數(shù)直接相關？A.阿伏伽德羅常數(shù)NAB.普朗克常數(shù)hC.玻爾茲曼常數(shù)kD.元電荷e答案：A（解析：1mol定義為精確包含NA個基本單元的系統(tǒng)的物質的量，NA≈6.02214076×1023mol?1。）12.某長度測量結果為1.234m，其有效數(shù)字位數(shù)為？A.3位B.4位C.5位D.6位答案：B（解析：從左邊第一個非零數(shù)字起，所有數(shù)字均為有效數(shù)字，1.234有4位。）13.以下哪項是量的符號書寫規(guī)范？A.質量m（斜體）B.速度V（正體）C.溫度T（正體）D.力F（正體）答案：A（解析：量的符號通常用斜體字母表示，單位符號用正體。）14.測量誤差的定義是？A.測量結果與真值的差B.測量結果與約定真值的差C.測量結果的分散性D.測量儀器的最大允許誤差答案：A（解析：誤差是測量結果與被測量真值的差值，實際中常用約定真值近似。）15.以下哪一單位屬于非SI單位但被允許與SI并用？A.小時（h）B.華氏度（°F）C.埃（?）D.畝答案：A（解析：小時、分、天等時間單位被允許與SI并用，華氏度、埃等不屬于。）二、多項選擇題（每題3分，共30分，少選得1分，錯選不得分）1.2019年SI重新定義的核心是將基本單位與自然常數(shù)綁定，涉及的常數(shù)包括？A.真空中光速cB.普朗克常數(shù)hC.阿伏伽德羅常數(shù)NAD.玻爾茲曼常數(shù)k答案：ABCD（解析：所有7個基本單位均通過自然常數(shù)定義，涉及c、h、NA、k、e、ΔνCs、Kcd。）2.以下哪些屬于測量不確定度的來源？A.測量儀器的分辨率B.環(huán)境溫度的波動C.測量方法的近似D.測量人員的讀數(shù)偏差答案：ABCD（解析：不確定度來源包括儀器、環(huán)境、方法、人員等多方面。）3.SI導出單位中，以下哪些單位的定義包含時間維度？A.牛頓（N）B.焦耳（J）C.瓦特（W）D.帕斯卡（Pa）答案：ABCD（解析：牛頓=kg·m/s2（時間?2），焦耳=N·m=kg·m2/s2（時間?2），瓦特=J/s=kg·m2/s3（時間?3），帕斯卡=N/m2=kg/(m·s2)（時間?2）。）4.關于量綱分析的應用，正確的說法有？A.可驗證物理公式的合理性B.可推導未知物理量的表達式C.可確定公式中的無量綱常數(shù)D.可減少實驗中需要測量的變量數(shù)量答案：ABD（解析：量綱分析無法確定無量綱常數(shù)，需實驗確定。）5.以下哪些單位是通過基本單位直接組合定義的導出單位？A.伏特（V）B.歐姆（Ω）C.庫侖（C）D.亨利（H）答案：ABC（解析：庫侖=A·s（安培×秒），伏特=W/A（瓦特/安培）=kg·m2/(s3·A)，歐姆=V/A=kg·m2/(s3·A2)；亨利=Wb/A=kg·m2/(s2·A2)，需通過其他導出單位定義。）6.測量結果的表示應包含？A.被測量的名稱和單位B.測量結果的數(shù)值C.不確定度的數(shù)值和置信水平D.測量人員的姓名答案：ABC（解析：測量結果需明確被測量、數(shù)值、不確定度及置信水平，人員信息非必需。）7.以下關于摩爾的說法正確的是？A.1mol任何物質的質量等于其摩爾質量B.摩爾僅適用于微觀粒子（如原子、分子）C.摩爾的定義與物質的種類無關D.摩爾是物質的量的單位，與質量單位千克獨立答案：ACD（解析：摩爾適用于任何基本單元，包括微觀粒子或特定組合，與物質種類無關；摩爾質量=質量/物質的量，故1mol物質的質量=摩爾質量；摩爾與千克均為基本單位，獨立定義。）8.不確定度的A類評定方法包括？A.貝塞爾公式計算標準差B.極差法估算標準差C.阿倫方差法處理時間序列數(shù)據(jù)D.儀器校準證書中的誤差限答案：ABC（解析：A類評定基于統(tǒng)計方法，D屬于B類評定。）9.以下哪些單位符號書寫符合SI規(guī)范？A.米m（正體）B.千克kg（正體）C.秒S（大寫）D.安培A（正體）答案：ABD（解析：單位符號一般為小寫正體，除來源于人名的單位首字母大寫（如A、Pa），秒的符號是s（小寫）。）10.關于系統(tǒng)誤差和隨機誤差，正確的說法有？A.系統(tǒng)誤差可通過修正消除或減小B.隨機誤差服從統(tǒng)計規(guī)律，可通過多次測量取平均減小C.系統(tǒng)誤差具有確定性，隨機誤差具有隨機性D.測量結果的總誤差是系統(tǒng)誤差與隨機誤差的代數(shù)和答案：ABC（解析：總誤差通常為系統(tǒng)誤差與隨機誤差的方和根合成，而非簡單代數(shù)和。）三、判斷題（每題1分，共10分）1.SI基本單位中，千克是唯一帶有詞頭（千）的單位。（）答案：√（解析：其他基本單位如米（m）、秒（s）等無詞頭，千克（kg）是唯一例外。）2.量綱相同的物理量，其單位一定相同。（）答案：×（解析：量綱相同但單位可能不同，如功和力矩的量綱均為[M][L]2[T]?2，單位分別為焦耳（J）和?！っ祝∟·m）。）3.測量不確定度越小，測量結果越接近真值。（）答案：×（解析：不確定度反映分散性，與接近真值的程度（準確度）無直接關系，準確度受系統(tǒng)誤差影響。）4.弧度（rad）是SI導出單位，其定義為弧長與半徑的比值（無量綱）。（）答案：√（解析：弧度=弧長/半徑，量綱為1，屬于無量綱導出單位。）5.用天平測量質量時，環(huán)境溫度變化引起的誤差屬于隨機誤差。（）答案：×（解析：溫度變化若有規(guī)律（如持續(xù)升高），可能引起系統(tǒng)誤差；若隨機波動，則為隨機誤差，需具體分析。）6.2019年后，秒的定義仍基于銫-133原子基態(tài)的超精細能級躍遷頻率。（）答案：√（解析：秒的定義未改變，仍為ΔνCs=9192631770Hz對應的持續(xù)時間。）7.相對誤差是絕對誤差與被測量真值的比值，通常用百分數(shù)表示。（）答案：√（解析：相對誤差=（絕對誤差/真值）×100%，常用百分數(shù)表示。）8.所有SI導出單位都可以用基本單位的代數(shù)組合表示。（）答案：×（解析：部分導出單位（如弧度、球面度）是無量綱的，雖可表示為基本單位的組合（如rad=m/m=1），但更直接的定義是量的比值。）9.測量不確定度的置信水平為95%時，擴展不確定度U=k×u_c，其中k≈2（正態(tài)分布）。（）答案：√（解析：正態(tài)分布下，k=2對應約95%的置信水平。）10.單位符號“升”可寫作L或l，但推薦使用L以避免與數(shù)字1混淆。（）答案：√（解析：國際計量大會推薦“升”的符號為L（大寫），避免小寫l與數(shù)字1混淆。）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述2019年SI重新定義的意義。答案：2019年SI重新定義將所有基本單位從實物基準轉向基于自然常數(shù)的定義，解決了實物原器（如國際千克原器）隨時間漂移、無法復現(xiàn)的問題；提升了單位的穩(wěn)定性和普適性，任何實驗室可通過測量自然常數(shù)復現(xiàn)單位；推動了計量學與量子物理、原子物理等前沿學科的結合，為高精度測量和科學技術發(fā)展提供了更可靠的基礎。2.說明量綱分析的主要步驟及應用場景。答案：主要步驟：（1）確定公式中各物理量的量綱；（2）將公式兩側的量綱表達式展開；（3）比較兩側量綱是否一致，若不一致則公式錯誤。應用場景：驗證物理公式的合理性（如檢查推導是否存在量綱錯誤）；推導未知物理量的表達式（通過已知量的量綱組合推斷未知量）；減少實驗變量（通過無量綱數(shù)組合變量，降低實驗復雜度）。3.區(qū)分測量誤差與測量不確定度的核心差異。答案：誤差是測量結果與真值的差值（有符號），反映測量結果的準確度；不確定度是表征測量結果分散性的參數(shù)（無符號），反映測量結果的可信程度。誤差理論上可計算但無法準確獲知（真值未知），不確定度通過統(tǒng)計或經(jīng)驗方法評定，可定量表示。誤差關注“偏離多少”，不確定度關注“分散范圍”。4.簡述SI單位制中“單位”與“量”的區(qū)別與聯(lián)系。答案：“量”是現(xiàn)象、物體或物質的可定性區(qū)別和定量確定的屬性（如長度、質量），“單位”是約定采用的特定量，用于定量表示同類量的大?。ㄈ缑资情L度的單位）。聯(lián)系：量的大小通過單位+數(shù)值表示（如5米）；單位是量的量化基準。區(qū)別：量是屬性，單位是基準；同一量可對應不同單位（如長度可選用米、厘米），但量本身不變。5.舉例說明如何通過B類評定確定測量不確定度。答案：B類評定基于非統(tǒng)計信息，例如：使用數(shù)字萬用表測量電壓，儀器說明書標注“最大允許誤差為±(0.1%讀數(shù)+0.05V)”。假設測量值為100V，則誤差限為±(0.1%×100+0.05)=±0.15V。假設誤差服從均勻分布（置信因子k=√3），則B類標準不確定度u_B=0.15V/√3≈0.087V。五、案例分析題（每題10分，共20分）案例1：某實驗室用千分尺（分度值0.01mm，最大允許誤差±0.004mm）測量某零件直徑，重復測量5次，結果為：12.34mm、12.35mm、12.33mm、12.36mm、12.34mm。要求：（1）計算測量結果的平均值；（2）計算A類標準不確定度（用貝塞爾公式）；（3）計算B類標準不確定度；（4）合成標準不確定度（假設A、B類獨立）；（5）給出最終測量結果（置信水平約95%，k=2）。答案：（1）平均值=(12.34+12.35+12.33+12.36+12.34)/5=12.344mm≈12.34mm（保留到分度值位）。（2）A類不確定度：各次測量殘差分別為0、+0.01、-0.01、+0.02、0；殘差平方和