2024屆高考物理復(fù)習(xí)講義：實(shí)驗(yàn)十一 長(zhǎng)度的測(cè)量及其測(cè)量工具的選用

實(shí)驗(yàn)十一長(zhǎng)度的測(cè)量及其測(cè)量工具的選用

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器的使用和讀數(shù)方法。2.掌握電流表、電

壓表和電阻箱的讀數(shù)方法。

考點(diǎn)一游標(biāo)卡尺的使用和讀數(shù)

1.構(gòu)造：主尺，游標(biāo)尺（主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪），游標(biāo)尺上還有

一個(gè)深度尺（如圖1所示）。

外測(cè)量爪

圖1

2.用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑。

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(zhǎng)度比主尺上的同樣多的

小等分刻度少1mm。常見(jiàn)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，其精確度見(jiàn)下表：

刻度格數(shù)（分度）刻度總長(zhǎng)度每小格與1mm的差值精確度（可準(zhǔn)確到）

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mm

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)尺上的刻度線數(shù)，則記錄結(jié)果表示為Q+KX精確度）mm。

注意：對(duì)于游標(biāo)卡尺，無(wú)論哪種規(guī)格，均不需要估讀到下一位，后面不能隨意加

零，也不能隨意去零。

例1某同學(xué)利用三個(gè)不同規(guī)格的游標(biāo)卡尺測(cè)量三個(gè)物體的長(zhǎng)度，示數(shù)如圖2所

示，則三個(gè)物體的長(zhǎng)度分別為mm、mm、mm。

456cm

0cm121件“中山|川州1什

()51()()1。2()

(a)(b)

2356cni

山啾舟情|出日川出肺出卜出|卜啾出

()123456789()

(c)

圖2

答案11.442.4010.32

解析圖(a)中，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為L(zhǎng)=llmm+4X0.1mm=11.4mm。圖(b)中，

游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為L(zhǎng)=42mm+8義0.05mm=4240mm。圖(c)中，游標(biāo)卡尺的讀

數(shù)為L(zhǎng)=10mm+16X0.02mm=10.32mm。

跟蹤訓(xùn)練

1.某同學(xué)用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量金屬圓管的內(nèi)、外壁直徑，游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如

圖3(a)和(b)所示。由圖可讀出，圓管內(nèi)壁的直徑為cm,圓管外壁的直

徑為cm；由此可計(jì)算出金屬圓管橫截面的面積。

23豐尺34主尺

游標(biāo)尺儼!叫0游標(biāo)尺

(a)(b)

圖3

答案2.232.99

解析題圖(a)中游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為22mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為3義0.1mm=

0.3mm,所以最終讀數(shù)為22mm+0.3mm=22.3mm=2.23cm。題圖(b)中游標(biāo)

卡尺的主尺讀數(shù)為29mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為9X0.1mm=0.9mm,所以最終讀數(shù)為

29mm+0.9mm=29.9mm=2.99cmo

考點(diǎn)二螺旋測(cè)微器的使用和讀數(shù)

1.構(gòu)造：如圖4所示，3為固定刻度，E為可動(dòng)刻度。

圖4

2.原理：測(cè)微螺桿廠與固定刻度3之間的精密螺紋的螺距為().5mm,即旋鈕3

每旋轉(zhuǎn)一周，尸前進(jìn)或后退().5mm,而可動(dòng)刻度E上的刻度為5()等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)

一小格，歹前進(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)X0.01(mm)。

如圖5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+15.0X0.01mm=2.150mm。

圖5

例2用螺旋測(cè)微靜測(cè)量?jī)晌矬w的長(zhǎng)度，其示數(shù)如圖6甲、乙所示，將螺旋測(cè)微

器的讀數(shù)寫(xiě)出來(lái)。

圖6

甲：mm：乙：cmu

答案8.9770.6578

解析先讀出固定刻度上的讀數(shù)，再讀出可動(dòng)刻度上的讀數(shù)

甲：8.5mm+47.7X0.01mm=8.977mm；

乙：6.5mm+7.8X0.01mm=6.578mm

=0.6578cm。

跟蹤訓(xùn)練

2.在測(cè)量一根粗細(xì)均勻的合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲直

徑的過(guò)程如圖7所示，校零時(shí)的讀數(shù)為mm,合金絲的直徑為

mm。

針?biāo)肝恢玫氖緮?shù)為0.36A；當(dāng)電流表使用0?3A量程時(shí)，每一小格代表0.1A,

表針?biāo)肝恢玫氖緮?shù)為1.80Ao

(2)當(dāng)電壓表使用0?3V量程時(shí)，每一小格代表。.1V,表針?biāo)肝恢玫氖緮?shù)為

2.10V；當(dāng)電壓表使用0?15V量程時(shí)，每一小珞代表0.5V,表針?biāo)肝恢玫?/p>

示數(shù)為10.5V。

跟蹤訓(xùn)練

3.電流表量程一般有兩種---0~0.6A,0~3A；電壓表量程一般有兩種----0~

3V,0-15Vo如圖9所示：

圖9

(1)接0-3V量程時(shí)讀數(shù)為V。

(2)接0?15V量程時(shí)讀數(shù)為Vo

(3)接0-3A量程時(shí)讀數(shù)為Ao

(4)接0~0.6A量程時(shí)讀數(shù)為Ao

答案(1)1.88(2)9.4(3)0.80(4)0.16

解析(1)刻度盤(pán)上每一小格為0.1V,讀數(shù)為1.8BV。

(2)刻度盤(pán)上每一小格為0.5V,讀數(shù)為9.4V。

(3)刻度盤(pán)上每一小格為0.1A,讀數(shù)為0.80A。

(4)刻度盤(pán)上每一小格為0.02A,讀數(shù)為0.16A。

4.旋鈕式電阻箱如圖1()所示，電流從接線柱4流入，從0流出，則接入電路的

電阻為今欲將接入電路的電阻改為2087Q,最簡(jiǎn)單的操作方法是

o若用兩個(gè)這樣的電阻箱，可得到的電阻值范

圍為-

圖10

答案1987將“XI心旋鈕調(diào)到2,再將“X100”旋鈕調(diào)到00?19998Q

解析電阻為1987Qo最簡(jiǎn)單的操作方法是將“XIk”旋鈕調(diào)到2,再將

"X100"旋鈕調(diào)到0。每個(gè)電阻箱的最大限值是9999C,用這樣的兩個(gè)電咀箱

串聯(lián)可得到的最大電隹是2X9999Q=19998Q。故用兩個(gè)這樣的電阻箱，可得

到的電阻值范圍為0?19998Q。

?pa素養(yǎng)能力?

1.某同學(xué)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量一薄金屬圓板的直徑D,用螺旋測(cè)微器測(cè)量

其厚度"，示數(shù)如圖1甲、乙所示。由圖可讀出。=________mm,d=mm。

圖1

答案50.803.775（3.774?3.776均可）

2.讀出圖2中給出的螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為

mm,游標(biāo)卡尺4的讀數(shù)為cm,游標(biāo)卡尺B的讀數(shù)為

________cnio

46789cm>.

4出@31剛州礎(chǔ)州地小伸|沖“小|吉

34567890尺

游標(biāo)尺

游標(biāo)卡尺A

游標(biāo)卡尺B

圖2

答案6.1264.1201.095

3.實(shí)驗(yàn)時(shí)，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑和用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度示數(shù)如圖

3甲所示，電流表、電壓表的讀數(shù)如圖乙所示，則金屬絲兩端的電壓U=

電流/=________,金屬線的長(zhǎng)度/=,直徑d=o

圖3

答案2.20V0.44A30.50cm1.850mm

解析電壓表的量程是。?3V,所以讀數(shù)是2.20V；電流表的量程是0?0.6A,

所以讀數(shù)是0.44A；由于螺旋測(cè)微器的半毫米刻度線已經(jīng)露出，因此讀數(shù)是

1.850mm；金屬絲的長(zhǎng)度是40.50cm—10.00cm=30.50cm0

4.有一種新式游標(biāo)卡尺，它的刻度與傳統(tǒng)的游標(biāo)卡尺明顯不同。新式游標(biāo)卡尺的

刻線看起來(lái)很“稀疏”，使得讀數(shù)顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數(shù)據(jù)。通

常游標(biāo)卡尺的刻度有1()分度、20分度、5()分度三種規(guī)格；新式游標(biāo)卡尺也有相

應(yīng)的三種，但刻度卻是：19mm等分成10份，39mm