2023屆高三物理【新教材】一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)十三 長度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用

實(shí)驗(yàn)十三長度的測(cè)量及測(cè)量工具的選用必備知識(shí)·自主排查關(guān)鍵能力·分層突破必備知識(shí)·自主排查一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．正確使用刻度尺、游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器．2．掌握誤差和有效數(shù)字的概念，能夠?qū)Ω鞣N長度測(cè)量儀器進(jìn)行準(zhǔn)確讀數(shù)．二、實(shí)驗(yàn)原理1．刻度尺(1)儀器構(gòu)造．在木板、塑料或金屬上每隔1mm等間隔地刻一條線，如圖所示．(2)設(shè)計(jì)原理．常用的刻度尺的最小分度一般為1mm，使用時(shí)估讀到毫米的下一位．(3)刻度尺的使用．①刻度尺應(yīng)與被測(cè)物體靠近且平行．②讀數(shù)時(shí)要估讀到刻度尺最小刻度的下一位．2．游標(biāo)卡尺：(1)構(gòu)造：如圖所示，由主尺、游標(biāo)尺、內(nèi)測(cè)量爪、外測(cè)量爪、深度尺、緊固螺釘?shù)冉M成．(2)用途．內(nèi)測(cè)量爪：用來測(cè)量槽的寬度和管的內(nèi)徑；外測(cè)量爪：用來測(cè)量零件的厚度和管的外徑；深度尺：固定在游標(biāo)尺上，用來測(cè)量槽、孔和筒的深度；緊固螺釘：讀數(shù)時(shí)，為了防止游標(biāo)尺移動(dòng)，旋緊它可使游標(biāo)尺固定在主尺上．(3)原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成．不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，其讀數(shù)見下表：(4)讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表示為(x＋K×精確度)mm.游標(biāo)尺精度(mm)測(cè)量結(jié)果(游標(biāo)尺上第n條刻線與主尺上的某刻線對(duì)齊時(shí))(mm)刻度格數(shù)刻度總長度(mm)每小格與1毫米差(mm)1090.10.1主尺上讀的毫米數(shù)＋0.1n20190.050.05主尺上讀的毫米數(shù)＋0.05n50490.020.02主尺上讀的毫米數(shù)＋0.02n3．螺旋測(cè)微器的使用(1)構(gòu)造：如圖1所示(2)原理：測(cè)微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動(dòng)刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm，即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺．(3)讀數(shù)：測(cè)量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)．如圖2所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，半毫米刻度線未露出，而從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.關(guān)鍵能力·分層突破考點(diǎn)一刻度尺的使用及讀數(shù)刻度尺的使用方法(1)使用前要觀察刻度尺的零刻度線、量程及最小刻度值，根據(jù)待測(cè)物的大小和所需達(dá)到的測(cè)量準(zhǔn)確度，選擇合適的刻度尺．(2)測(cè)量物體的長度時(shí)，刻度尺要放正，尺面沿著所測(cè)物體的長度放置，刻度線緊貼被測(cè)物體．(3)通常測(cè)量時(shí)，將刻度尺的零刻度線與被測(cè)長度的起始端對(duì)齊；使用零刻度線已被磨損的刻度尺時(shí)，則可以讓某一整數(shù)刻度線與被測(cè)長度的起始端對(duì)齊．(4)觀察示數(shù)時(shí)，視線應(yīng)與刻度尺垂直，并與刻度線正對(duì)．(5)讀數(shù)時(shí)，應(yīng)估讀到最小刻度的下一位．【跟進(jìn)訓(xùn)練】1.現(xiàn)用最小分度為1mm的米尺測(cè)量金屬絲長度，如圖所示，圖中箭頭所指位置是拉直的金屬絲兩端在米尺上相對(duì)應(yīng)的位置，測(cè)得的金屬絲長度為________mm.在測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，如果受條件限制，身邊只有米尺1把和圓柱形鉛筆1支．如何較準(zhǔn)確地測(cè)量金屬絲的直徑？請(qǐng)簡(jiǎn)述測(cè)量方法．972.0答案：金屬絲直徑測(cè)量方法見解析

2．某物體的長度在12cm到13cm之間，若用最小分度為1mm的刻度尺來測(cè)量，記錄的結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)是(

)A．4位B．3位C．2位D．1位答案：A解析：用刻度尺測(cè)量長度要估讀到分度值的下一位，因該物體長度在12cm到13cm之間，刻度尺的最小分度為1mm，故記錄的結(jié)果的有效數(shù)字為4位，選項(xiàng)A正確．考點(diǎn)二游標(biāo)卡尺的使用及讀數(shù)游標(biāo)卡尺的使用方法：(1)用軟布將測(cè)量爪擦干凈，使其并攏，選用游標(biāo)尺和主尺上的零刻度線對(duì)齊的游標(biāo)卡尺．(2)測(cè)量時(shí)，右手拿住尺身，大拇指移動(dòng)游標(biāo)尺，左手拿待測(cè)外徑(或內(nèi)徑)的物體，使待測(cè)物位于外測(cè)量爪(或內(nèi)測(cè)量爪)之間，當(dāng)與測(cè)量爪緊緊相貼時(shí)，即可讀數(shù)．(3)讀數(shù)方法：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)要“三看”①第一看→精確度．例如(如圖所示)：易錯(cuò)讀成11mm＋4.0×0.1mm＝11.40mm正確讀數(shù)為11.4mm，游標(biāo)卡尺不需估讀，后面不能隨意加零，也不能隨意去零．②第二看→游標(biāo)尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與游標(biāo)尺最前端．例如(如圖所示)：易錯(cuò)讀成11mm＋10×0.05mm＝11.50mm正確讀數(shù)為14mm＋10×0.05mm＝14.50mm.③第三看→游標(biāo)尺的哪條刻度線與主尺上的刻度線對(duì)齊．例1

下面各圖均是用游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)的示意圖，圖甲中游標(biāo)卡尺為50分度的游標(biāo)卡尺，圖乙中游標(biāo)卡尺為20分度的，圖丙中游標(biāo)卡尺為10分度的，它們的讀數(shù)分別為：________；________；________．42.10mm63.30mm29.8mm解析：在圖甲中，主尺讀數(shù)為42mm，游標(biāo)尺上第5條刻度線與主尺上的一條刻度線對(duì)齊，由于游標(biāo)尺是50分度的，所以讀數(shù)為42mm＋5×0.02mm＝42.10mm；在圖乙中，主尺讀數(shù)為63mm，游標(biāo)尺上第6條刻度線與主尺上的一條刻度線對(duì)齊，由于游標(biāo)尺是20分度的，所以讀數(shù)為63mm＋6×0.05mm＝63.30mm；在圖丙中，主尺讀數(shù)為29mm，游標(biāo)尺上第8條刻度線與主尺上的一條刻度線對(duì)齊，由于游標(biāo)尺是10分度的，所以讀數(shù)為29mm＋8×0.1mm＝29.8mm.【跟進(jìn)訓(xùn)練】3.某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長度和直徑，示數(shù)如圖甲、乙所示，則該金屬桿的長度和直徑分別為________cm和________mm.60.104.20解析：刻度尺的分度值為1mm，要估讀到0.1mm.游標(biāo)卡尺讀數(shù)為4mm＋10×0.02mm＝4.20mm.4．(1)測(cè)量玻璃管內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)該用如圖甲中游標(biāo)卡尺的A、B、C三部分的________部分來進(jìn)行測(cè)量(填代號(hào))；(2)如圖乙中所示，玻璃管的內(nèi)徑d＝______mm.A5.25解析：(1)測(cè)玻璃管的內(nèi)徑應(yīng)用內(nèi)測(cè)量爪A；(2)圖乙為20分度的游標(biāo)卡尺，精確度為0.05mm，讀數(shù)為d＝5mm＋0.05mm×5＝5.25mm.考點(diǎn)三螺旋測(cè)微器的使用及讀數(shù)螺旋測(cè)微器的使用方法：(1)標(biāo)準(zhǔn)零位：測(cè)量前使測(cè)微螺桿和測(cè)砧并攏，可動(dòng)刻度的零點(diǎn)若恰好與固定刻度的零點(diǎn)重合，旋出測(cè)微螺桿，否則應(yīng)加以修正．(2)測(cè)量：轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，將測(cè)微螺桿旋出，把被測(cè)物體放入測(cè)砧與測(cè)微螺桿之間的夾縫中，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，當(dāng)測(cè)微螺桿將要接觸物體時(shí)，再輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕，當(dāng)聽到“喀喀”的聲音時(shí)(表面待測(cè)物剛好被夾住)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊手柄．(3)讀數(shù)：測(cè)量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)．例2

某同學(xué)用如圖甲所示的螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑時(shí)，他應(yīng)先轉(zhuǎn)動(dòng)________到F靠近小球，再轉(zhuǎn)動(dòng)________到F夾住小球，直至聽到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)______(填儀器部件字母符號(hào))使F固定后讀數(shù)．正確操作后，螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑是______mm.DHG6.700解析：用螺旋測(cè)微器測(cè)小球直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)旋鈕D使測(cè)微螺桿F靠近被測(cè)小球，再轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕H使測(cè)微螺桿F夾住小球，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)止動(dòng)旋鈕G使F固定后讀數(shù)，讀數(shù)為6.5mm＋20.0×0.01mm＝6.700mm.【跟進(jìn)訓(xùn)練】5.某同學(xué)利用螺旋測(cè)微器測(cè)量一金屬板的厚度．該螺旋測(cè)微器校零時(shí)的示數(shù)如圖(a)所示，測(cè)量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖(b)所示，圖(a)所示讀數(shù)為______mm，圖(b)所示讀數(shù)為______mm，所測(cè)金屬板的厚度為______mm.0.0106.8706.860解析：題圖(a)所示讀數(shù)為0mm＋0.01mm×1.0＝0.010mm；題圖(b)所示讀數(shù)為6.5mm＋0.01mm×37.0＝6.870mm；故所測(cè)金屬板的厚度為6.870mm－0.010mm＝6.860mm.6．如圖測(cè)量一小段金屬絲的直徑和長度，得到如下情形，則這段金屬絲直徑是________mm，長度是________cm.0.7004.245解析：螺旋測(cè)微器固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×20.0mm＝0.200mm，所以最終讀數(shù)為0.700mm.游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為42mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×9mm＝0.45mm，所以最終讀數(shù)為42.45mm＝4.245cm.7．(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺的________(選填“內(nèi)測(cè)量爪”“外測(cè)量爪”或“深度尺”)測(cè)得一玻璃杯的內(nèi)高，如圖甲所示，則其內(nèi)高為________cm.(2)該同學(xué)隨后又用螺旋測(cè)微器測(cè)得玻璃杯的玻璃厚度如圖乙所示，則厚度為________mm.(3)該同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)得一小球直徑如圖丙所示，正確讀數(shù)后得小球直徑為1.731mm，則a＝________，b＝________．深度尺10.032.760200解析：(1)因需測(cè)量的是玻璃杯的內(nèi)高即深度，所以要用游標(biāo)卡尺的深度尺測(cè)量，根據(jù)圖甲可知，游標(biāo)卡尺主尺上的整毫米數(shù)為100mm，游標(biāo)尺的精確度為0.1mm，且第3條刻度線(不計(jì)0刻度線)與主尺上的刻度線對(duì)齊，則玻璃杯的