(新高考)高考物理一轮复习课时练习第9章专题强化十一《测量仪器的使用和读数问题》(含解析)

专题强化十一测量仪器的使用和读数问题命题点一游标卡尺的使用和读数1.构造：主尺，游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)，游标尺上还有一个深度尺(如图1所示)。图12.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。3.原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，其读数见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm的差值精确度(可准确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.读数：若用x表示从主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm。5.几点注意(1)看清精确度例如(图2)图2易错成11mm＋4×0.1mm＝11.40mm正确的应为11.4mm，游标卡尺不需要估读，后面不能随意加零或去零。例如(图3)图3易错成10mm＋12×0.05mm＝10.6mm，正确读数为10.60mm。(2)主尺上的单位应为厘米主尺上标识的1、2、3等数字通常是指厘米，读数时应将毫米和厘米分清，主尺上的最小刻度是1mm。例如(图4)图4易错成5mm＋4×0.05mm＝5.20mm正确的应为50mm＋4×0.05mm＝50.20mm。(3)区分游标尺零刻度线与游标尺最前端。例如(图5)图5易错成13mm＋10×0.05mm＝13.50mm正确读数为14mm＋10×0.05mm＝14.50mm。【例1】某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图6甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm。图6答案60.104.20解析刻度尺的分度值为1mm，要估读到0.1mm。游标卡尺读数为4mm＋10×0.02mm＝4.20mm。【变式1】如图7所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下分别为9mm长10等分、19mm长20等分、49mm长50等分，它们的读数依次为________mm，________mm，________mm。图7答案17.723.853.18解析图甲读数：整毫米是17，不足1毫米数是7×0.1mm＝0.7mm，最后结果是17mm＋0.7mm＝17.7mm。图乙读数：整毫米是23，不足1毫米数是17×0.05mm＝0.85mm，最后结果是23mm＋0.85mm＝23.85mm。图丙读数：整毫米是3，不足1毫米数是9×0.02mm＝0.18mm，最后结果是3mm＋0.18mm＝3.18mm。命题点二螺旋测微器的使用和读数1.构造：如图8所示，B为固定刻度，E为可动刻度。图82.原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm。读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺。3.读数：图9测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。如图9所示，固定刻度示数为2.0mm，半毫米刻度线未露出，而从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。【例2】(2020·安徽蚌埠市第二次质检)某次实验中，小明用螺旋测微器测量一块金属板的厚度，刻度如图10甲所示，读数为______mm；用游标为20分度的游标卡尺测量该金属板的宽度，部分刻度如图乙所示，读数为______cm。图10答案2.3972.015解析由图可知，螺旋测微器读数为2mm＋39.7×0.01mm＝2.397mm，由图可知，游标卡尺读数为2cm＋3×0.05×0.1cm＝2.015cm。【变式2】(2020·湖南怀化市上学期期末)(1)如图11甲所示，螺旋测微器的读数为__________mm。(2)如图乙所示，游标卡尺的读数为__________mm。图11答案(1)8.470(2)20.60解析(1)螺旋测微器的固定刻度为8.0mm，可动刻度为47.0×0.01mm＝0.470mm，所以最终读数为8.0mm＋0.470mm＝8.470mm，由于需要估读，最后的结果可以在8.469～8.471之间。(2)游标卡尺游标为20分度，总长度为19mm，故每一小格为eq\f(19,20)＝0.95mm，由图可知，主尺上32mm与游标尺的第12个格对齐，故测量长度为32mm－12×0.95mm＝20.60mm。【变式3】(2020·陕西汉中市第二次检测)精密测量工具的原理及读数(1)甲同学用游标卡尺测量某物体的厚度，如图12所示，则该物体厚度测量值为__________cm；图12(2)乙同学用螺旋测微器测量铅笔芯的直径D如图13所示，读数D＝__________mm。图13答案(1)0.225(2)2.150(2.150±0.002)解析(1)根据游标卡尺的读数方法可知其读数为d＝2mm＋5×0.05mm＝2.25mm＝0.225cm。(2)根据螺旋测微器的读数方法可知其读数为D＝2mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm。【变式4】用刻度尺和螺旋测微器分别测量金属丝的长度和直径，某次测量结果如图14所示，在此次测量中该金属丝的长度为__________cm，直径为__________mm。甲乙图14答案49.40(49.37～49.41)0.385(0.384～0.386)【变式5】(2020·江苏泰州市5月第二次模拟)图15中游标卡尺的读数为______mm，螺旋测微器的读数为________mm。图15答案50.154.700解析游标卡尺的精度为0.05mm，读数为50mm＋3×0.05mm＝50.15mm。螺旋测微器精度为0.01mm，读数为4.5mm＋20.0×0.01mm＝4.700mm。命题点三电压表、电流表和变阻箱的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表两接线柱间允许加的最大电压或电表允许通过的最大电流，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可。(1)0～3V的电压表和0～3A的电流表的读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1V和0.1A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位。(2)对于0～15V量程的电压表，精确度是0.5V，在读数时只要求读到小数点后面一位，这时要求“eq\f(1,5)格估读”，即读到0.1V。(3)对于0～0.6A量程的电流表，精确度是0.02A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01A。【例3】(1)如图16甲所示，当电流表使用的量程为0～0.6A时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针所指位置的示数为________A；当电流表使用的量程为0～3A时，对应刻度盘中每一小格代表________A，图中表针所指位置的示数为________A。图16(2)如图乙所示，当电压表使用的量程为0～3V时，每一小格代表________V，图中表针所指位置的示数为________V；当电压表使用的量程为0～15V时，则表盘刻度每一小格代表________V，图中表针所指位置的示数为________V。答案(1)0.020.360.11.80(2)0.12.100.510.5解析(1)当电流表使用0～0.6A量程时，刻度盘上的每一小格代表0.02A，表针所指位置的示数为0.36A；当电流表使用0～3A量程时，每一小格代表0.1A，表针所指位置的示数为1.80A。(2)当电压表使用0～3V量程时，每一小格代表0.1V，表针所指位置的示数为2.10V；当电压表使用0～15V量程时，每一小格代表0.5V，表针所指位置的示数为10.5V。【变式6】旋钮式电阻箱如图17所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为______Ω。今欲将接入电路的电阻改为2087Ω，最简单的操作方法是______________________________。若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为________。图17答案1987将“×1k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到00～19998Ω解析电阻为1987Ω。最简单的操作方法是将“×1k”旋钮调到2，再将“×100”旋钮调到0。每个电阻箱的最大阻值是9999Ω，用这样的两个电阻箱串联可得到的最大电阻是2×9999Ω＝19998Ω。故用两个这样的电阻箱，可得到的电阻值范围为0～19998Ω。【变式7】如图18甲所示是学生实验用的两个量程的电流表的刻度盘，当用量程为0.6A的“＋”和“－”接线柱时，能测的最大电流是________A，对应刻度盘上每一小格代表________A；图中表针示数为________A；当使用量程为3A的电流表的“＋”和“－”两个接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A。图18图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘。当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过__________V，每小格表示________V，图中指针示数为________V；若使用的是较大量程，则表盘刻度每小格表示________V，图中指针示数为__________V。答案0.600.020.340.11.703.000.12.200.511.0命题点四多用电表的读数【例4】(2020·湖北华中师大第一附中期中)某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率”实验。先用螺旋测微器测其直径，如图19甲所示，其直径为__________mm；再用游标卡尺测其长度，如图乙所示，其长度为__________cm；最后用多用表粗测其电阻，如图丙所示，其电阻为__________Ω。图19答案1.845(1.843～1.847均可)4.2256解析螺旋测微器测其直径为1.5mm＋34.5×0.01mm＝1.845mm；游标卡尺测长度为42mm＋5×0.05mm＝42.25mm＝4.225cm；多