《第5节 科学测量：长度的测量及测量工具的选用》（同步训练）高中物理必修 第三册

《第5节科学测量：长度的测量及测量工具的选用》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在测量物体长度时，以下哪种测量工具的精确度最高？（）A.刻度尺B.卷尺C.游标卡尺D.塑料直尺2、在测量一根细铜丝的直径时，以下哪种方法最合适？（）A.直接用刻度尺测量B.将铜丝绕在细木棒上，数出圈数和总长度，再计算直径C.将铜丝拉直，用刻度尺测量D.用显微镜观察铜丝的横截面3、下列关于长度测量的工具选用，说法正确的是（）。A、使用1米长的钢尺可以测量1000米的跨栏赛道长度。B、在实验室中测量金属丝的直径时，可以使用学生尺进行测量。C、为了提高长度测量的精度，应选择量程和分度值都较小的测量工具。D、在精密实验室中，使用游标卡尺可以测量比较精确的长度。4、使用刻度尺测量物体长度时，下列哪种做法是正确的？（）A、每次读数时，应先让刻度尺的刻线部分紧靠被测物体，视线应正对刻度尺的刻度线，且视线需与尺面垂直。B、读数时，可以随意选取靠近目标的数字作为读数依据。C、可以直接使用经过零刻度破损的刻度尺测量，只需避开该部分即可。D、只要得到一个测量结果，便无需多次测量，以节约时间。5、在选择刻度尺进行长度测量时，以下哪个因素不属于测量误差的主要来源？（）A、刻度尺的精度B、刻度尺的校准情况C、观察者的主观判断D、被测量物体的形状6、使用精密刻度尺测量物体长度时，为了保证测量精度，以下哪种做法是不正确的？（）A、视线应与刻度尺紧贴B、测量前要检查刻度尺的零刻度是否磨损C、测量时使用最佳估读法提高读数准确性D、多次测量取平均值以减小随机误差7、在下列测量长度的工具中，哪一个工具的精确度最高？A、刻度尺B、螺旋测微器C、游标卡尺D、卷尺二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在选择测量工具进行长度测量时，以下哪些因素需要考虑？A、测量工具的精度B、测量工具的耐用性C、测量工具的量程D、测量工具的使用环境E、测量工具的价格2、选用测量工具测量狭小或曲折地方的长度时，可以考虑哪些特殊测量工具？A、米尺B、测量带C、游标卡尺D、钢卷尺E、光学量角器3、以下哪些说法正确描述了测量长度的基本要求？（）A、测量结果应尽可能精确B、选择适当的测量工具C、注意测量工具的最小刻度D、重复测量并取平均值E、对测量结果进行单位转换三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：下列关于长度测量的说法中，正确的是：A.使用刻度尺测量长度时，应尽量使刻度尺紧贴被测物体，并保证视线与尺面垂直。B.在使用游标卡尺测量长度时，可以直接读取游标尺上的读数，不需要再加上主尺上的读数。C.在使用螺旋测微器测量微小长度时，应先调整到最小刻度，再进行测量。D.量角器是用来测量角度的工具，不能用于测量长度。第二题题目要求：某同学使用一把游标卡尺测量一个圆柱体的直径，测量结果为1.540厘米。但是，该同学在记录读数时，没有注意到游标卡尺的零误差为-0.02厘米。请计算实际的圆柱体直径，并指出本题中零误差对测量结果的影响。第三题题目：下列关于长度测量工具及其选用原则的说法正确的是：A.精确到毫米的刻度尺应选用最小分度值为1mm的钢制刻度尺；B.在进行课后实验时，需要测量一根玻璃管的长度，考虑到玻璃管的透明性，应选用最小分度值为1mm的钢制刻度尺进行测量；C.若需测量一张桌面的长度，可使用从书桌到讲台的步数乘以每步的长度进行估算，估算结果精确到0.2m；D.当被测物体的长度较长，超出了一个刻度尺的量程，应使用两把刻度尺重叠测量。第四题一、实验探究题某实验小组为了探究长度测量的准确度，设计了一个实验方案，如下所示：实验步骤：1.使用刻度尺分别测量一根直尺的长度，记录数据；2.将直尺平移，重复步骤1，记录数据；3.将直尺旋转一定角度，重复步骤1，记录数据；4.将直尺折弯，重复步骤1，记录数据；5.分析数据，得出结论。实验数据如下表所示：测量次数第1次测量长度（cm）第2次测量长度（cm）第3次测量长度（cm）第4次测量长度（cm）第5次测量长度（cm）130.230.130.030.330.4230.030.130.230.330.1329.930.030.130.230.3请回答以下问题：（1）根据实验数据，分析直尺长度测量的准确度；（2）提出改进实验方案的建议，以提高长度测量的准确度。第五题题目：有一根钢管，其直径约为2厘米，但人们对其真实直径产生了争议。为了准确测量钢管直径，你认为应该选用哪种测量工具，并简述理由。如果选择的工具无法直接测量，应如何间接测量钢管的直径？《第5节科学测量：长度的测量及测量工具的选用》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在测量物体长度时，以下哪种测量工具的精确度最高？（）A.刻度尺B.卷尺C.游标卡尺D.塑料直尺答案：C解析：游标卡尺是一种高精度的测量工具，其精确度可以达到0.02mm，而刻度尺和卷尺的精确度通常为1mm或0.5mm，塑料直尺的精确度则更低。因此，游标卡尺是这四种工具中精确度最高的。2、在测量一根细铜丝的直径时，以下哪种方法最合适？（）A.直接用刻度尺测量B.将铜丝绕在细木棒上，数出圈数和总长度，再计算直径C.将铜丝拉直，用刻度尺测量D.用显微镜观察铜丝的横截面答案：B解析：由于铜丝直径非常细，直接用刻度尺或拉直后测量都很难保证精度。使用显微镜观察铜丝的横截面可以精确测量直径，但这种方法较为复杂。将铜丝绕在细木棒上，数出圈数和总长度，再计算直径是一种简单且较为准确的方法。因此，选择B选项。3、下列关于长度测量的工具选用，说法正确的是（）。A、使用1米长的钢尺可以测量1000米的跨栏赛道长度。B、在实验室中测量金属丝的直径时，可以使用学生尺进行测量。C、为了提高长度测量的精度，应选择量程和分度值都较小的测量工具。D、在精密实验室中，使用游标卡尺可以测量比较精确的长度。答案：D解析：在实际测量中，选择合适的测量工具至关重要。A选项中的1米钢尺显然无法用于测量1000米的长度；B选项中，学生尺的分度值通常为1毫米，对于测量金属丝的直径而言不够精确，而实验室中常用千分尺来测量较小的精确值；C选项虽然在理论上分度值越小精度越高，但过小的量程和分度值可能会增加测量的不便性，因此需要综合考虑；D选项是正确的，游标卡尺因其较小的分度值和较高的精度，适用于实验室中对长度进行较为精细的测量。4、使用刻度尺测量物体长度时，下列哪种做法是正确的？（）A、每次读数时，应先让刻度尺的刻线部分紧靠被测物体，视线应正对刻度尺的刻度线，且视线需与尺面垂直。B、读数时，可以随意选取靠近目标的数字作为读数依据。C、可以直接使用经过零刻度破损的刻度尺测量，只需避开该部分即可。D、只要得到一个测量结果，便无需多次测量，以节约时间。答案：A解析：正确的测量方法是确保刻度尺的零刻度线对准被测物体的一端，然后读取另一端所对应的刻度，且每一位读数应尽可能精确到最小分度值，视线需与尺面垂直以减少视觉误差。B选项中的做法可能导致测量数据不准确，不符合精度要求；C选项直接使用有破损刻度尺是不科学的，可能会导致测量结果出错；D选项忽略重复测量的重要性，合理的测量通常需要多次测量取平均值来减小随机误差，因此D选项不正确。5、在选择刻度尺进行长度测量时，以下哪个因素不属于测量误差的主要来源？（）A、刻度尺的精度B、刻度尺的校准情况C、观察者的主观判断D、被测量物体的形状答案：D解析：测量误差的主要来源包括刻度尺的精度和校准情况（A、B选项），以及观察者的主观判断（C选项）。被测量物体的形状（D选项）虽然可能会影响测量的难度，但不是导致测量误差的主要来源。因此，正确答案是D。6、使用精密刻度尺测量物体长度时，为了保证测量精度，以下哪种做法是不正确的？（）A、视线应与刻度尺紧贴B、测量前要检查刻度尺的零刻度是否磨损C、测量时使用最佳估读法提高读数准确性D、多次测量取平均值以减小随机误差答案：A解析：在测量长度时，视线应垂直于刻度尺，以避免视差带来的读数误差，而不是紧贴刻度尺（A选项错误）。检查刻度尺的零刻度是否磨损（B选项）、使用最佳估读法（C选项）以及多次测量取平均值（D选项）都是保证测量精度的正确做法。因此，正确答案是A。7、在下列测量长度的工具中，哪一个工具的精确度最高？A、刻度尺B、螺旋测微器C、游标卡尺D、卷尺答案：B解析：在给出的测量工具中，螺旋测微器的精确度最高。螺旋测微器可以测量到0.01毫米的精度，而刻度尺、游标卡尺和卷尺的精确度通常为0.1毫米或更高。因此，在需要高精度测量的情况下，螺旋测微器是最佳选择。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在选择测量工具进行长度测量时，以下哪些因素需要考虑？A、测量工具的精度B、测量工具的耐用性C、测量工具的量程D、测量工具的使用环境E、测量工具的价格答案：A、C、D解析：在进行长度测量时，选择测量工具需要考虑的因素包括：测量工具的精度（准确度和分辨率），以确保测量结果的准确性；量程，以确保测量工具能够覆盖所需测量范围；使用环境，因为不同的环境条件（如温度和湿度）可能会影响测量工具的性能；耐用性和价格虽然是重要的考虑因素，但对于长度测量更具体的选择上并不是最优先考虑的。2、选用测量工具测量狭小或曲折地方的长度时，可以考虑哪些特殊测量工具？A、米尺B、测量带C、游标卡尺D、钢卷尺E、光学量角器答案：B解析：在测量狭小或曲折地方的长度时，可以选择使用测量带，因为它具有一定的柔韧性和可弯曲性，方便贴近复杂的形状进行测量。其他选项中的测量工具并不适合这种特殊场合：米尺和钢卷尺长度固定，不便于弯曲；游标卡尺适合精确测量少量的距离，而非曲折长度；光学量角器主要用于测量角度而非长度。3、以下哪些说法正确描述了测量长度的基本要求？（）A、测量结果应尽可能精确B、选择适当的测量工具C、注意测量工具的最小刻度D、重复测量并取平均值E、对测量结果进行单位转换【答案】ABCD【解析】测量长度的基本要求包括以下几点：A、测量结果应尽可能精确。这意味着我们应该选择合适的测量工具或者采用更精确的测量方法，以确保结果的准确度。B、选择适当的测量工具。不同的测量对象和测量需求需要选择不同的测量工具，以确保测量结果的可靠性。C、注意测量工具的最小刻度。最小刻度是测量工具标度的最小单位，了解并注意最小刻度有助于提高测量的精度。D、重复测量并取平均值。重复测量可以减少偶然误差，取多次测量的平均值可以进一步提高测量结果的可靠性。E、对测量结果进行单位转换。在现代科学研究中，常常需要将测量结果转换为自己的研究单位，因此这一选项并不属于测量长度的基本要求。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：下列关于长度测量的说法中，正确的是：A.使用刻度尺测量长度时，应尽量使刻度尺紧贴被测物体，并保证视线与尺面垂直。B.在使用游标卡尺测量长度时，可以直接读取游标尺上的读数，不需要再加上主尺上的读数。C.在使用螺旋测微器测量微小长度时，应先调整到最小刻度，再进行测量。D.量角器是用来测量角度的工具，不能用于测量长度。答案：A解析：选项A正确。使用刻度尺测量长度时，确保刻度尺紧贴被测物体并且视线与尺面垂直，可以减少视差误差，提高测量的准确性。选项B错误。使用游标卡尺测量长度时，需要将游标尺上的读数与主尺上的读数相加，得到最终的测量值。选项C错误。在使用螺旋测微器测量微小长度时，应先调整到适当的位置，使测量范围与被测物体的尺寸相匹配，然后进行测量。选项D错误。虽然量角器主要用于测量角度，但在某些情况下，如测量物体边缘的斜度等，也可以间接用来测量长度。第二题题目要求：某同学使用一把游标卡尺测量一个圆柱体的直径，测量结果为1.540厘米。但是，该同学在记录读数时，没有注意到游标卡尺的零误差为-0.02厘米。请计算实际的圆柱体直径，并指出本题中零误差对测量结果的影响。答案：（1）实际的圆柱体直径为1.540厘米+(-0.02厘米)=1.520厘米（2）零误差对测量结果的影响是：零误差使得测量结果偏小。这次测量中，小数点后的第二位数是0，所以零误差直接影响到测量结果的小数点第二位，从而导致实际直径比测量值小0.02厘米。解析：（1）游标卡尺测量的结果还需要结合游标的零误差进行修正。题目中给出的零误差是-0.02厘米，表示游标卡尺的测量值较实际值偏小0.02厘米。因此，为了得到正确的圆柱体直径，需要将测量值加上零误差。所以，实际圆柱体直径=1.540厘米+(-0.02厘米)=1.520厘米。（2）零误差对测量结果的影响是关键点。在这里，零误差使得测量结果比实际值偏小2个毫米。因为在实际测量情境中，如果不会考虑到零误差，那么测量结果会比实际值偏大。因此，在使用游标卡尺或其他测量工具时，要特别注意检查是否有零误差，并进行修正，确保测量结果的准确性。这道题旨在让学生理解游标卡尺零误差的概念及其对测量结果的影响，培养学生严谨的测量态度和科学的测量方法。第三题题目：下列关于长度测量工具及其选用原则的说法正确的是：A.精确到毫米的刻度尺应选用最小分度值为1mm的钢制刻度尺；B.在进行课后实验时，需要测量一根玻璃管的长度，考虑到玻璃管的透明性，应选用最小分度值为1mm的钢制刻度尺进行测量；C.若需测量一张桌面的长度，可使用从书桌到讲台的步数乘以每步的长度进行估算，估算结果精确到0.2m；D.当被测物体的长度较长，超出了一个刻度尺的量程，应使用两把刻度尺重叠测量。答案：C解析：A选项错误，因为刻度尺的最小分度值为1mm，只能精确到小数点后第一位，为1cm，而精确到毫米一般需要使用最小分度值为0.1mm的刻度尺。B选项错误，因为玻璃管的透明性并不会影响刻度尺的选用，即使在玻璃管中进行测量，也应使用能精确到1mm的钢制刻度尺。C选项正确，使用步数估算的方法是一种常见的长度测量方法，当无法使用精确的测量工具时，可用步数估算。这种方法虽然不够精确，但能给出一个大致的数值，通常精确到小数点后一位，即0.1m，在本题中可以实现精确到0.2m的要求。D选项错误，当被测长度超过一个刻度尺的量程时，可以通过分段测量和使用三角法等方法来测得整个长度，而不一定需要使用多把刻度尺重叠测量。重叠测量只能适用于能够将整个被测物体放入测量工具的范围内的情形。第四题一、实验探究题某实验小组为了探究长度测量的准确度，设计了一个实验方案，如下所示：实验步骤：1.使用刻度尺分别测量一根直尺的长度，记录数据；2.将直尺平移，重复步骤1，记录数据；3.将直尺旋转一定角度，重复步骤1，记录数据；4.将直尺折弯，重复步骤1，记录数据；5.分析数据，得出结论。实验数据如下表所示：测量次数第1次测量长度（cm）第2次测量长度（cm）第3次测量长度（cm）第4次测量长度（cm）第5次测量长度（cm）130.230.130.030.330.4230.030.130.230.330.1329.930.030.130.230.3请回答以下问题：（1）根据实验数据，分析直尺长度测量的准确度；（2）提出改进实验方案的建议，以提高长度测量的准确度。答案：（1）根据实验数据，可以观察到，在多次测量中，直尺的长度测量结果都集中在30cm左右，说明直尺的长度大约为30cm。但是由于每次测量都有一定的误差，可以得出结论：直尺长度测量的准确度在0.1cm左右。（2）为了提高长度测量的准确度，可以提出以下改进建议：使用更高精度的测量工具，如游标卡尺或螺旋测微器；在测量时，尽量保持直尺与被测物体的平行，避免因角度偏差引起误差；多次测量取平均值，减少随机误差的影响；在测量过程中，尽量减少直尺与被测物体的接