2023屆高三物理【新教材】一輪復習 實驗十三 長度的測量及測量工具的選用

實驗十三長度的測量及測量工具的選用必備知識·自主排查關鍵能力·分層突破必備知識·自主排查一、實驗目的1．正確使用刻度尺、游標卡尺和螺旋測微器．2．掌握誤差和有效數字的概念，能夠對各種長度測量儀器進行準確讀數．二、實驗原理1．刻度尺(1)儀器構造．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)設計原理．常用的刻度尺的最小分度一般為1mm，使用時估讀到毫米的下一位．(3)刻度尺的使用．①刻度尺應與被測物體靠近且平行．②讀數時要估讀到刻度尺最小刻度的下一位．2．游標卡尺：(1)構造：如圖所示，由主尺、游標尺、內測量爪、外測量爪、深度尺、緊固螺釘等組成．(2)用途．內測量爪：用來測量槽的寬度和管的內徑；外測量爪：用來測量零件的厚度和管的外徑；深度尺：固定在游標尺上，用來測量槽、孔和筒的深度；緊固螺釘：讀數時，為了防止游標尺移動，旋緊它可使游標尺固定在主尺上．(3)原理：利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成．不管游標尺上有多少個小等分刻度，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.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的，其讀數見下表：(4)讀數：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數，K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻度線對齊的游標的格數，則記錄結果表示為(x＋K×精確度)mm.游標尺精度(mm)測量結果(游標尺上第n條刻線與主尺上的某刻線對齊時)(mm)刻度格數刻度總長度(mm)每小格與1毫米差(mm)1090.10.1主尺上讀的毫米數＋0.1n20190.050.05主尺上讀的毫米數＋0.05n50490.020.02主尺上讀的毫米數＋0.02n3．螺旋測微器的使用(1)構造：如圖1所示(2)原理：測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉一周，F前進或后退0.5mm，而可動刻度E上的刻度為50等份，每轉動一小格，F前進或后退0.01mm，即螺旋測微器的精確度為0.01mm.讀數時估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測微器又叫千分尺．(3)讀數：測量值(mm)＝固定刻度數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(估讀一位)×0.01(mm)．如圖2所示，固定刻度示數為2.0mm，半毫米刻度線未露出，而從可動刻度上讀的示數為15.0，最后的讀數為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.關鍵能力·分層突破考點一刻度尺的使用及讀數刻度尺的使用方法(1)使用前要觀察刻度尺的零刻度線、量程及最小刻度值，根據待測物的大小和所需達到的測量準確度，選擇合適的刻度尺．(2)測量物體的長度時，刻度尺要放正，尺面沿著所測物體的長度放置，刻度線緊貼被測物體．(3)通常測量時，將刻度尺的零刻度線與被測長度的起始端對齊；使用零刻度線已被磨損的刻度尺時，則可以讓某一整數刻度線與被測長度的起始端對齊．(4)觀察示數時，視線應與刻度尺垂直，并與刻度線正對．(5)讀數時，應估讀到最小刻度的下一位．【跟進訓練】1.現用最小分度為1mm的米尺測量金屬絲長度，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應的位置，測得的金屬絲長度為________mm.在測量金屬絲直徑時，如果受條件限制，身邊只有米尺1把和圓柱形鉛筆1支．如何較準確地測量金屬絲的直徑？請簡述測量方法．972.0答案：金屬絲直徑測量方法見解析

2．某物體的長度在12cm到13cm之間，若用最小分度為1mm的刻度尺來測量，記錄的結果的有效數字位數是(

)A．4位B．3位C．2位D．1位答案：A解析：用刻度尺測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，故記錄的結果的有效數字為4位，選項A正確．考點二游標卡尺的使用及讀數游標卡尺的使用方法：(1)用軟布將測量爪擦干凈，使其并攏，選用游標尺和主尺上的零刻度線對齊的游標卡尺．(2)測量時，右手拿住尺身，大拇指移動游標尺，左手拿待測外徑(或內徑)的物體，使待測物位于外測量爪(或內測量爪)之間，當與測量爪緊緊相貼時，即可讀數．(3)讀數方法：游標卡尺的讀數要“三看”①第一看→精確度．例如(如圖所示)：易錯讀成11mm＋4.0×0.1mm＝11.40mm正確讀數為11.4mm，游標卡尺不需估讀，后面不能隨意加零，也不能隨意去零．②第二看→游標尺上的0刻度線位置，區(qū)分零刻度與游標尺最前端．例如(如圖所示)：易錯讀成11mm＋10×0.05mm＝11.50mm正確讀數為14mm＋10×0.05mm＝14.50mm.③第三看→游標尺的哪條刻度線與主尺上的刻度線對齊．例1

下面各圖均是用游標卡尺測量時的示意圖，圖甲中游標卡尺為50分度的游標卡尺，圖乙中游標卡尺為20分度的，圖丙中游標卡尺為10分度的，它們的讀數分別為：________；________；________．42.10mm63.30mm29.8mm解析：在圖甲中，主尺讀數為42mm，游標尺上第5條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標尺是50分度的，所以讀數為42mm＋5×0.02mm＝42.10mm；在圖乙中，主尺讀數為63mm，游標尺上第6條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標尺是20分度的，所以讀數為63mm＋6×0.05mm＝63.30mm；在圖丙中，主尺讀數為29mm，游標尺上第8條刻度線與主尺上的一條刻度線對齊，由于游標尺是10分度的，所以讀數為29mm＋8×0.1mm＝29.8mm.【跟進訓練】3.某同學測定一金屬桿的長度和直徑，示數如圖甲、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.游標卡尺讀數為4mm＋10×0.02mm＝4.20mm.4．(1)測量玻璃管內徑時，應該用如圖甲中游標卡尺的A、B、C三部分的________部分來進行測量(填代號)；(2)如圖乙中所示，玻璃管的內徑d＝______mm.A5.25解析：(1)測玻璃管的內徑應用內測量爪A；(2)圖乙為20分度的游標卡尺，精確度為0.05mm，讀數為d＝5mm＋0.05mm×5＝5.25mm.考點三螺旋測微器的使用及讀數螺旋測微器的使用方法：(1)標準零位：測量前使測微螺桿和測砧并攏，可動刻度的零點若恰好與固定刻度的零點重合，旋出測微螺桿，否則應加以修正．(2)測量：轉動旋鈕，將測微螺桿旋出，把被測物體放入測砧與測微螺桿之間的夾縫中，轉動旋鈕，當測微螺桿將要接觸物體時，再輕輕轉動微調旋鈕，當聽到“喀喀”的聲音時(表面待測物剛好被夾住)，然后轉動鎖緊手柄．(3)讀數：測量值(mm)＝固定刻度數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動刻度數(估讀一位)×0.01(mm)．例2

某同學用如圖甲所示的螺旋測微器測小球的直徑時，他應先轉動________到F靠近小球，再轉動________到F夾住小球，直至聽到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動______(填儀器部件字母符號)使F固定后讀數．正確操作后，螺旋測微器的示數如圖乙所示，則小球的直徑是______mm.DHG6.700解析：用螺旋測微器測小球直徑時，先轉動粗調旋鈕D使測微螺桿F靠近被測小球，再轉動微調旋鈕H使測微螺桿F夾住小球，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動止動旋鈕G使F固定后讀數，讀數為6.5mm＋20.0×0.01mm＝6.700mm.【跟進訓練】5.某同學利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度．該螺旋測微器校零時的示數如圖(a)所示，測量金屬板厚度時的示數如圖(b)所示，圖(a)所示讀數為______mm，圖(b)所示讀數為______mm，所測金屬板的厚度為______mm.0.0106.8706.860解析：題圖(a)所示讀數為0mm＋0.01mm×1.0＝0.010mm；題圖(b)所示讀數為6.5mm＋0.01mm×37.0＝6.870mm；故所測金屬板的厚度為6.870mm－0.010mm＝6.860mm.6．如圖測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：螺旋測微器固定刻度讀數為0.5mm，可動刻度讀數為0.01×20.0mm＝0.200mm，所以最終讀數為0.700mm.游標卡尺的主尺讀數為42mm，游標尺讀數為0.05×9mm＝0.45mm，所以最終讀數為42.45mm＝4.245cm.7．(1)某同學用游標卡尺的________(選填“內測量爪”“外測量爪”或“深度尺”)測得一玻璃杯的內高，如圖甲所示，則其內高為________cm.(2)該同學隨后又用螺旋測微器測得玻璃杯的玻璃厚度如圖乙所示，則厚度為________mm.(3)該同學用螺旋測微器測得一小球直徑如圖丙所示，正確讀數后得小球直徑為1.731mm，則a＝________，b＝________．深度尺10.032.760200解析：(1)因需測量的是玻璃杯的內高即深度，所以要用游標卡尺的深度尺測量，根據圖甲可知，游標卡尺主尺上的整毫米數為100mm，游標尺的精確度為0.1mm，且第3條刻度線(不計0刻度線)與主尺上的刻度線對齊，則玻璃杯的