方法01测量工具的读数和使用-2023高考物理实验题方法总结和训练（解析版）

测量工具的读数和使用

刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表等测量工具的有效数字..........2

游标卡尺..................................................................6

螺旋测微器................................................................9

多用电表.................................................................11

电压表、电流表...........................................................19

高考真题之测量工具.......................................错误!未定义书签。

刻度尺、秒表、弹簧秤、温度表、电流表、电压表等测量工具的有效数字

具体地说，有效数字是指在分析工作中实际能够测量到的数字。能够测量到的是包括

最后一位估计的，不确定的数字。我们把通过直读获得的准确数字叫做可靠数字；把通过

估读得到的那部分数字叫做存疑数字。把测量结果中能够反映被测量大小的带有一位存疑

数字的全部数字叫有效数字。测得物体的长度5.15cm。数据记录时，我们记录的数据和实

验结果真值一致的数据位便是有效数字。

使用以上仪器时,凡是最小刻度是10分度的,要求读到最小刻度后再往下估读一位（估

读的这位是不可靠数字，但是是有效数字的不可缺少的组成部分）。凡是最小刻度不是10分

度的，只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读。

电流表和电压表读数

量程精确度读数规则

电流表0〜3A0.1A

与刻度尺一样，采用估读，读数规则较简

10

电压表0〜3V0.1V单，只需要精确值后加一估读数即可

电流表0〜0.6A0.02A估读位与最小刻度在同一位，采用g估读

估读位与最小刻度在同一位，采用:估读

电压表0〜15V0.5V

例题1：（2022•广东珠海•高二期末）在做“用单摆测重力加速度”的实验时，某同

学测得摆线长为89.20cm,摆球直径为1.60cm,7t=9.86。

(1)若摆球运动到最低点开始计时，且记数为1,到第83次经过最低点所用的时

间如图乙所示，则秒表读数为s;

(2)略(3)略

【答案】80

【解析】(1)[1]小表盘上指针在1和1.5之间，所以记为60s,大表盘指针指在20s,

所以最终读数为r=60s+20s=80s

例题2:(2022•浙江省衢州市教育局高一阶段练习)在“探究两个互成角度的力的

合成规律”实验中：

(1)该实验运用的思想方法是；

A.等效替代法B.控制变量

法C.理想模型法

(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为N；

1||1

2=后2

34>3

(3)略

【答案】A2.00B

【解析】(1)[1]探究两个互成角度的力的合成规律的实验中需要我们让两次拉时的效果

相同，所以是采用了等效替代法。

故选A;

(2)[2]由图可知，弹簧杆的最小分度为0.1N,则其读数为2.00N；

例题3：(2021•广西•钟山中学高二阶段练习)如图甲为物理兴趣小组设计的多用电

表的电路原理图，他们选用内阻4=10。、满偏电流4=10mA的电流表，标识不清的电

源，以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表，当选择开关接“3”时为量

程15V的电压表，该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没

有及时标出。

(1)图甲中的定值电阻&=_

(2)选择开关接“1”时，两表笔接入待测电路，若指针指在图乙所示位置，其读数为

mAo

(3)略

【答案】14902.51504504350

【解析】(1)⑴由15V=/«(4+&)

解得&=1490。

(2)[2]选择开关接“1”时为量程为10mA的电流表，读数为2.5mA。

例题4：（2022•江苏•吕叔湘中学高二期末）某小组通过实验测绘一个标有“5.0

V7.5W”某元件的伏安特性曲线，电路图如图甲所示，备有下列器材:

甲

A.电池组（电动势为6.0V,内阻约为1。）；

B.电压表（量程为0~3V,内阻吊=3kQ）；

C.电流表（量程为0~1.5A,内阻约为0.5。）；

D.滑动变阻器4（最大阻值为10Q,额定电流为1A）；

E.定值电阻R,（电阻值为1.5kQ）；

F.定值电阻是（电阻值为3kQ）；

G.开关和导线若干。

（1）实验中所用定值电阻应选（选填或"/）。

（2）略

（3）某次实验时，电压表示数指针位置如图丙所示，则电压表读数是V；元件

(4)略

【答案】F2.204.401.8

【解析】(1)[1]因为元件标有“5.0V、7.5W”，电压表要改装成大于5V的量程，所

以定值电阻应选自，即选F。

(2)

(3)[3][4]由电压表读数规则可知电压表读数为2.20V,因为&=&=3kQ

所以元件两端电压为2.20x2V=4.40V

游标卡尺

游标卡尺的读数方法:''三看”

(1)第一看一精确度

如图甲所示。

0cmI2C

I,,,,।,111[I।,卜,,,,Jj,〉

0510

甲

易错读成11mmMXO.1mm-11.40mm。

正确的应为11.4mm,游标卡尺不需估读,后面不能随意加零,也不能随意去零。

如图乙所示。

1cm23

1]।।।।_LLLLLI1I」」_

।।।।।।।।।।JIIIII_IIII|।

01020

乙

易错读成10mm+12X0.05mm=10.6mm,正确的应为10.60mm。

(2)第二看一游标尺上的0刻度线位置,区分零刻度与标尺最前端。

如图丙所示。

3

2cm

O1O20

丙

易错读成11mm-^lOXO.0550mm。

正确读数为14mm+10X0.05mm-14.50mm。

（3）第三看一游标尺的哪条（第4条）刻度线与主尺上的刻度线对齐。

常见规格游标卡尺

游标尺测量结果（游标尺上第n条刻度

*吉声

线与主尺上的某刻度线对齐

刻度刻度总长度每小格与1mm(mm)

格数(mm)差(mm)时)(mm)

1090.10.1主尺上读的毫米数+0」n

20190.050.05主尺上读的毫米数+0.05n

50490.020.02主尺上读的毫米数+0.02n

例题L如图（甲）所示的物体/的长度是cm-m,如图（乙）所示的

物体8的长度是mo

答案4.04.0X10土34.03.40X10-2

解析Zj-(14.0-10.0)cm^4.0cm^.0X102m

Zj?-(14.40-11.00)cm^3.40cn1r34.0mm^3.40X10m。

例题2：（福建省三明市202L2022学年高二（下）期末质量检测物理试题）“用双缝

干涉测量光的波长''实验中，一同学将所有器材按要求安装在如图所示的光具座上，经调节

后完成实验。

(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有20分度。用某单色光照射双缝得到如

图甲所示的干涉图样，分划板中心刻线在图中A位置时记下游标卡尺读数为0.35mm。转

动手轮，使分划板中心刻线在图中B位置时的游标卡尺读数如图乙所示，求得相邻亮条纹

的间距Ay=mm。

(2)已知双缝间距Q=0.2mm,测得双缝到屏的距离L=0.700m。由计算式2=,

求得所测光的波长为m(保留3位有效数字)。

(3)略

【答案】2.45等7.00x10"

【解析】(1)⑴图中8位置时的游标卡尺读数为15mm+lx0.05mm=15.05mm

相邻亮条纹的间距缈=mm=2.45mm

"ao”*

⑵⑵⑶根据△产?

a

可得2=学

代入数据可得/l=7.00xl0-7m

例题3：(2022■全国•高三课时练习)下面各图均是用游标卡尺测量时的示意图,

图甲中游标卡尺为50分度的游标卡尺，图乙中游标卡尺为20分度的，图丙中游标卡尺为

10分度的，它们的读数分别为：__;________;________o

图甲

6

LHcm

o

【答案】42.1063.3029.8

【解析】［1］在图甲中，主尺读数为42mm,游标尺上第5条刻度线与主尺上的一条刻

度线对齐，由于游标尺是50分度的，所以读数为42mm+5X0.02mm=42.10mm

［2］在图乙中，主尺读数为63mm,游标尺上第6条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由

于游标尺是20分度的，所以读数为63mm+6X0.05nim=63.30mm

［3］在图丙中，主尺读数为29mm,游标尺上第8条刻度线与主尺上的一条刻度线对齐，由

于游标尺是10分度的，所以读数为29mm+8X0.1mm=29.8mm

螺旋测微器

原理：螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mni,可动刻度有50个等分刻度，可动刻

度旋转一周，测微螺杆可前进或后退0.5mm,因此旋转每个小分度，相当于测微螺杆前进

Q5

或后退；/mm=0.01mm.可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm,所以螺旋测微器可准

确到0.01mm,由于还能再估读一位，可读到毫米的千分位，故又名千分尺.

读数及注意事项：

①固定刻度数字单位是毫米，无数字一端是半毫米.

测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出.

②测量值=固定刻度读数（mm）+可动刻度格数（估读一位）X0.01（mm）,最后换算单位.

在读固定刻度数时，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻线是否已经露出.看不准时,

判断方法是看可动刻度接近0还是50.

③可动刻度格数要估读，即使固定刻度的零点正好与可动刻度的某一刻度线对齐，可

动刻度格数小数部分要估读为“0”.结果以毫米为单位，千分位有一位估读数字，不能随

便丢掉.

④如图所示，固定刻度示数为2.0mm,而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数

为2.0mm+15.0X0.01mm=2.150mm.

例题：（2022■广西玉林•高二期末）一水平放置、直径为d的金属圆盘绕过其圆心

。的竖直轴在竖直向下、磁感应强度为6的匀强磁场中匀速转动，盘边缘上固定一竖直的

挡光片，盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示。乙为

光电数字计时器的示意图，光源4中射出的光可照到6中的接收器上，若46间的光路被

遮断，显示器。上可显示出光线被遮断的时间北圆盘直径用20分度的游标卡尺测得，结

果如图丙所示（只画了部分图）；挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如读数显示器图

丁所示（只画了部分图）。由图可知：

光电门

甲乙

24

（1）圆盘的直径"为mm；

（2）挡光片的宽度/为mm；

（3）金属圆盘中心。与边缘的电压为o（用字母8、d、L、1表示）

【答案】248.159.970—

4f

【解析】（1）[1]圆盘的直径伏主尺248mm游标尺（不需要估读）：3x0.05rmn相加

等于248.15mm;

（2）[2]挡光片的宽度2：主尺9.5mm,副尺（需要估读）47.Ox。,o1nm相加等于

9.970mm;

（3）[3]根据感应电动势E=B方处

22/At

多用电表

例题1:（2022■全国•高三课时练习）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。

（1）如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关,

通过操作开关，接线柱4可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同

物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是。（选填选项前面

的字母）

图甲

A.当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱8接的是黑表笔

B当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱8接的是黑表笔

C.当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱6接的是黑表笔

D.当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱3接的是红表笔

(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。

a.若所选挡位为直流50mA挡，则示数为mA。

6.若所选挡位为电阻“X10”挡，则示数为Q。

c.若所选挡位为电阻“X10”挡，则欧姆表表头内阻为Q。

(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Q的电阻后，需要继续测量一个

阻值约2kQ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并

按操作顺序逐一写出步骤的序号：。

A.将红表笔和黑表笔接触

B.把选择开关旋转到“X100”位置

C.把选择开关旋转到“XIk”位置

D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点

(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电

流/和它的阻值厩关系，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中可能正确的是

(5)图丙为上题(图乙表盘的)多用电表电阻挡中某一挡位的原理示意图，其中电流表的

满偏电流4=100MA,内阻症=100Q,电池的电动势斤L5V,内阻片0.5Q,则此时欧姆

表为电阻挡。

【答案】AC22.0190150BADACX1k

【解析】(1)当S接触点2时，内部接电源，则多用电表处于测量电阻的挡位，

因黑表笔接内部电源的正极，则接线柱6接的是黑表笔，故B错误，C正确；

A.当S接触点1时，电阻与表头并联，则多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱8接

的是黑表笔，故A正确；

D.当S接触点3时，表头与电阻串联，则多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱笈接

的是黑表笔，故D错误。

故选AC。

（2）[2]a.若所选挡位为直流50mA挡，则示数为22.0mA；

[3]6.若所选挡位为电阻X10Q挡，则示数为19X10Q=190C

[4]c.若所选挡位为电阻X10Q挡，则欧姆表表头内阻等于中值电阻，即为

15X10Q=150Q。

（3）[5]用表盘为题图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Q的电阻后，需要继续测量

一个阻值约2kQ的电阻，则必须要换成“X100”挡，然后两表笔短接调零，其正确步骤

是BAD。

,E

（4）[6]根据闭合电路的欧姆定律可知/=彳丁

则；

/EE

故选AC»

E

（5）[7]由闭合电路的欧姆定律/.二£-

R内

1.5V

即100X1（）6——

K内

解得7?行15kQ

则此时欧姆表为电阻“Xlk”挡。

例题2.（安徽省宣城市2021-2022学年高二（下）期末调研测试物理试题）电流表

G,的量程为0~5mA,内阻为290C,把它改装成如图所示的一个多量程多用电表，电

流、电压和电阻的测量都各有两个量程。当开关S接到1或2位置时为电流挡，其中

小量程为0~10mA,大量程为。〜100mA。

（1）关于此多用电表，下列说法正确的是;

A.开关S接到位置4时是欧姆挡

B.开关S接到位置6时是电压挡

C.开关S接到位置5时的量程比接到位置6时的量程大

（2）开关S接位置____________（填“1”或“2”）时是电流挡的小量程，图中电阻

%=。；

（3）已知图中的电源£的电动势为9V,当把开关S接到位置4,短接45进行欧姆

调零后，此欧姆挡的内阻为。，现用该挡测一未知电阻阻值，指针偏转

到电流表仇满刻度的（处，则该未知电阻的阻值为C。

【答案】AB##BA2261900600

【解析】（1）[UA.当开关接到位置4时，电流表与内电源串联，电表为欧姆表，故

A正确；

B.当开关S接到位置6时，电流表与电阻串联，起到分压作用，电表为电压表，故B

正确；

C.开关S接到位置5时与接到位置6时对比，接到6时串联的电阻大，分压作用也大,

电压表的量程也更大，故C错误。

故选ABo

（2）[2]当开关S接到2位置时，并联的电阻大，分流小，其电流表的量程小。

[3]记接1时的最大电流为接2时最大电流为71，,由题意可知，当开关接到1时，

有/1+&）=（「/.）6

当开关接到2时，有=—4）（凡+&）

代入数据解得&=261。

（3）[4][5]由上述分析可知，当开关S接到位置4时，电路中的满偏电流为乙=10mA,

E'9V

900Q

则由题意即欧姆定律可得R=厂=10义]0一3〃泊=

由指针偏转到电流表G,满刻度的:处可得:

55R+K

解得R=600C

例题3.（2021•广西•钟山中学高二阶段练习）如图甲为物理兴趣小组设计的多用

电表的电路原理图，他们选用内阻&=1。。、满偏电流（=10mA的电流表，标识不清

的电源，以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表，当选择开关接“3”

时为量程15V的电压表，该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对

应数值还没有及时标出。

-R

r®--r^-2

xlOOOxl

xlOOxlO

甲乙丙

（1）图甲中的定值电阻旦=_______

（2）选择开关接“1”时，两表笔接入待测电路,若指针指在图乙所示位置，其读数

为_______mAo

（3）兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校

对”到“测量”的实验：

①将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节用的阻值使电表指针满偏；

②将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中

央C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为Q；

③用待测电阻尺代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针依旧指在图乙所示位置，则计

算可知待测电阻&约为_______。；(保留三位有效数字)

④小组成员拿来一块电压表，将多用电表的两个表笔分别触碰电压表的两接线柱，其

中黑表笔接电压表的正接线柱，该电压表示数为L45V,可以推知该电压表的内阻

____________

【答案】14902.51504504350

【解析】⑴⑴由15V=/«(4+&)

解得R?=1490C

(2)［2］选择开关接“1”时为量程为10mA的电流表，读数为2.5mA。

(3)［3］由内图可知C处刻度线的标注值应为150。。

［4］由［3］分析知中值电阻为150。，即欧姆表的内阻为150。，则满偏时

E=10X10-3X150V=1.5V

E

当电流表示数为2.5mA时2.5mA=2

1JULZ~r/\v

解得R,=450C

⑸由———x1.5V=1.45V

仆+150c

解得%=4350Q

例题4.(2022•湖南衡阳•高二期末)简易多用电表内部电路图如图甲所示。已知

表头(灵敏电流计G)的内阻=1180、满偏电流/.=10mA,多