3.5长度的测量及测量工具的选用练习（word版含答案）

3.5长度的测量及测量工具的选用练习
一、实验题
1．在某次实验时甲同学用游标卡尺测量一工件长度（如图），示数为______cm。乙同学用螺旋测微器测量该工件宽度（如图），示数为______mm。
2．（1）游标卡尺的读数为_______mm。
（2）某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值；
现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0～50Ω，额定电流2A）、开关和导线若干，以及下列电表：
A．电流表（0～3A，内阻约0.025Ω）
B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）
C．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）
为减小测量误差，在实验中，电流表应选用______，电压表应选用______（选填器材前的字母）；实验电路应采用图中的______（选填“甲”或“乙”）。
3．（1）如图甲所示为某同学用20分度的游标卡尺测量一个圆柱体的高度的示意图，由图可知，该圆柱体的高为________ cm
（2）螺旋测微器（千分尺）的旋钮每旋转一周，测微螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退________mm。可动刻度上的刻度为50等份，每一小格表示________mm，用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图乙所示，其读数应为________mm。
4．利用图（a）所示的装置测量滑块运动的加速度，将木板水平固定在桌面上，光电门A固定在木板上靠近物块处，光电门B的位置可移动，利用一根压缩的短弹簧来弹开带有遮光片的滑块。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图（b）所示，d=_________cm；
（2）两个光电门同时连接计时器，让滑块从O位置弹开并沿木板向右滑动，用计时器记录遮光片从光电门A运动至B所用的时间t，再用米尺测量A、B之间的距离s．则表示滑块在A至B段的_______的大小；
（3）若用图象处理数据，所得图象如图（c）所示，该图线在轴上的截距表示滑块经过_____速度的大小；用作图法算出滑块运动的加速度a=_______。（保留2位有效数字）
5．（1）在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示。可知该金属丝的直径d＝______×10-3米。
（2）一量程为的电流表，内阻为，表盘刻度均匀，现串联一个的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程是_____V。用它来测量电压时，表盘指针位置如图所示。此时电压表的读数大小为_______V。
6．（1）某同学分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和如图(b)所示，长度为______cm，直径为______mm；
（2）某次实验中，电阻箱的旋钮如图(c)所示，电阻箱的读数是：______Ω。
7．图甲中游标卡尺的读数为___________mm。图乙中秒表的读数为_____________s。
8．某试验小组测量滑块与桌面间的动摩擦因数，其装置如图（a）所示。
(1)用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d，读数如图（b）所示，则___________。
(2)压缩弹簧后释放滑块（滑块与弹簧不栓接），滑块与弹簧分离后经过光电门的正下方的A点时，光电门自动记录下遮光时间t，则滑块通过A点的速度的表达式___________（用d、t表示）；最终滑块停在B点，用刻度尺测量出距离为x。
(3)改变弹簧压缩的长度，测出多组不同的t和x的值，做出图像，如图（c）所示。已知图像斜率为k，重力加速度为g，则滑块与桌面间的动摩擦因数___________（用k、d、g表示）。
9．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：
(1)如图甲所示，用游标为20 分度的卡尺测量其长度，可知其长度为___________mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径，如图乙所示，可知其直径为___________mm。
(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测量此圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值约为___________Ω。
10．在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：
（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属体的有效长度，图中读数为______。用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d，其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为______。
（2）采用如图所示的电路测量金属丝A．相的电阻，调节滑动变阻器，若其中一次两电表读数分别如图中（a）、（b）所示，则电阻的测量值为______Ω（保留一位小数），根据所连接的电路可知，该电阻的测量值比真实值______（填“偏大”或“偏小”）。
（3）根据以上测量值，求出电阻率______（结果保留两位有效数字）
11．某学习小组用图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”实验。
(1)为了测小车的瞬时速度，先用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，遮光条的宽度d=_____cm。
(2)本实验中，为了让小车受到的合力等于细线对小车的拉力，应_____。（选填“平衡小车受到的摩擦力”或“增加砝码个数”）
(3)该同学正确安装实验器材后，让小车由静止释放，测出遮光条通过光电门A、B的时间分为t1、t2，测出遮光条的宽度为d，A、B之间的距离为x，则小车的加速度a=_____。（用题目中所给物理量的字母表示）
(4)本实验采用控制变量法，保持砝码和砝码盘的总质量m不变，改变小车的质量M，则作出的图象为_____。（填正确答案标号）
A． B．
C． D．
12．“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。
①如图乙所示，移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的读数。转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数x2如图丙所示，则读数________mm；
②已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。计算波长的公式λ=________；（用题目中给出的字母表示）
③在此实验中，下列说法正确的是________
A．用白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹
B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑条纹
C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上仍将呈现等间距的条纹
D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上仍将呈现等间距的条纹
13．小妮同学利用如图甲所示的实验装置验证系统机械能守恒。A、B是两个质量均为m的相同小球，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下∶
(1)用游标卡尺测得小球B的直径d如图乙所示，则d=______mm；
(2)用毫米刻度尺测得AO长为l， BO长为2l；
(3)由静止释放两小球，当小球B通过光电门时，测得光线被小球挡住的时间为t，则在杆由水平转至竖直的过程中两小球组成的系统增加的动能Ek=___， 减少的重力势能Ep=____ （用m、g、l、d、t表示）。
(4)若在误差允许的范围内Ek=Ep，则小球A、B组成的系统机械能守恒。
14．(1)读出图中游标卡尺与螺旋测微器的读数，游标卡尺读数为_____mm，螺旋测微器读数为________mm．
(2)要测量某电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2kΩ．实验室提供的器材有：
电流表A，量程0.6A，内阻约为0.1Ω；
电压表V2，量程5V，内阻约为5 kΩ；
定值电阻R1，阻值为30Ω；
定值电阻R2，阻值为3kΩ；
滑动变阻器R3，最大阻值10Ω，额定电流1.5A；
电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；
开关S一个，导线若干．
①请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路．要求测量尽量准确，试画出符合要求的实验电路图，并标出所选元件的相应字母代号．
（_______）
②写出电压表V1内阻RV的表达式________，式中各符号的物理意义是__________．
15．某同学研究小滑块与水平长木板之间的动摩擦因数，查阅资料得知当地的重力加速度为g．选用的实验器材是：长木板、小滑块(可安装挡光片)、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、螺旋测微器、刻度尺．器材安装如图甲所示．
(1)主要的实验过程如下：
①用螺旋测微器测量挡光片宽度d，读数如图乙所示，则d=___________mm；
②让小滑块从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t；
③用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L；
④求出小滑块与木板间动摩擦因数μ=___________(用物理量g、d、L、t表示)
(2)为了减小测量动摩擦因数的误差，可采用的方法是___________．
试卷第1页，共3页
参考答案
1．10.405 8.074
【详解】
[1]游标卡尺的固定刻度读数为10.4cm，游标读数为
所以最终读数为
[2]螺旋测微器的固定刻度读数为8mm，可动刻度读数为
所以最终读数为
2．50.90 B C 甲
【详解】
（1）游标卡尺的读数为50mm+0.05mm×18=50.90mm
（2）在实验中，电源电压为4V，则电压表应该选择量程为3V的C；电路中可能出现的最大电流为
则电流表应选用B；因为电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，则应该采用电流表外接，即实验电路应采用图中的甲。
3．6.170 0.5 0.01 5.666/5.664/5.665/5.667/5.668/5.669
【详解】
（1） 圆柱体的高为
（2）螺旋测微器（千分尺）的旋钮每旋转一周，测微螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退0.5mm 。可动刻度上的刻度为50等份，每一小格表示0.01mm
其读数
4．0.860 平均速度 光电门A -2.4
【详解】
（1）宽度d的读数为
（2）表示滑块在A至B段的平均速度的大小；
（3）表示的是A至B段的平均速度的大小，而图线的纵截距则对应t=0时的速度，即滑块经过光电门A时的速度；
因滑块做减速运动由
知
即图像中图线的斜率
5．0.900 1 0.80
【详解】
（1）金属丝的直径
d＝0.5mm+0.01mm×40.0=0.900mm=0.900×10-3m
（2）该电压表的量程是
用它来测量电压时，表盘指针位置如图所示。此时电压表的读数大小为0.80V。
6．5.03 5.315(5.314~5.137) 86.3
【详解】
（1）游标卡尺是10分度的卡尺，其精确度为0.1mm，主尺读数为：5cm=50mm，游标上第3个刻度与上面对齐，读数为：3×0.1mm=0.3mm，故最终读数为
50mm+3×0.1mm=50.3mm=5.03cm
螺旋测微器：固定刻度为5mm，可动刻度为31.5×0.01mm，则读数为
5mm+31.5×0.01mm=5.315mm(5.314~5.137)
（2）电阻箱的读数是
7．11.30 57.0
【详解】
(1)游标卡尺的读数
11mm+6×0.05mm=11.30mm
(2)从小表盘上可知接近1min，因此秒表的读数57.0s
8．1.220
【详解】
(1)滑块上遮光条的宽度为
(2)滑块通过A点的速度的表达式
(3)根据牛顿第二定律得
根据运动学公式得
化简得
其斜率为
解得
9．50.15 4.700 220
【详解】
（1）主尺读数为50mm；游标为20分度，其上第3条刻度线与主尺对齐，故游标的读数为3×0.05mm=0.15mm，则圆柱体长度为主尺读数+游标读数=50.15mm。
（2）螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm；旋转刻度为20.0格，每格0.01mm，故可动刻度读数为0.200mm。则直径为4.5mm+0.200mm =4.700mm。
（3）表盘指针指向刻度20，则电阻的阻值R=22×10Ω=220Ω
10．24.13 0.518 13.6 偏小
【详解】
(1)刻度尺的最小分度是，故金属丝的测量长度为。
螺旋测微器中固定刻度上半毫米刻度线已露出，故金属丝的直径为
(2)从电路实物图可知，电压表量程为0～3V，读数为2.17V，电流表量程为0~0.6A，故读数为0.16A，故
由于电流表采用外接法，电压表的内阻不是无穷大，存在电压表分流，故电流表的测量值大于真实值，由可知，电阻的测量值偏小。
(3)由电阻定律及欧姆定律可得
又有
联立解得
11．1.030 平衡小车受到的摩擦力 C
【详解】
(1)由题图乙所示的游标卡尺可知，主尺示数为10mm，游标尺示数为6×0.05mm=0.30mm，
则游标卡尺的示数
d=10mm+0.30mm=10.30mm=1.030cm
(2)为了使细线对小车的拉力等于小车受到的合力，则首先要做的重要步骤是平衡摩擦力。
(3)小车经过光电门A时的瞬时速度的表达式
小车经过光电门B时的瞬时速度的表达式
根据
可得
(4)设细线的拉力为T，对砝码及砝码盘整体分析可知
对小车分析可知T=Ma，联立整理可得
即
图象为一次函数关系图象，故C项正确。
故选C。
12． AB
【详解】
(1)测微器的读数x2
(2)条纹间距
根据
解得
(3)A．由于白光是复合光，故当光程差为紫光波长的整数倍的位置表现为紫色亮条纹，当光程差为红光波长的整数倍位置表现红色亮条纹，故屏上呈现明暗相间的彩色条纹，A正确；
B．用红光作为光源，当光程差为红光波长的整数倍是时表现红色亮条纹，当光程差为红光半个波长的奇数倍时，呈现暗条纹，屏上将呈现红黑相间、间距相等的条纹，B正确；
C．两狭缝用不同的光照射，由于两列光的频率不同，所以是非相干光，故不会发生干涉现象，C错误；
D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽，两侧窄，间距越来越大的衍射条纹，D错误。
故选AB。
13．12.40 mgl
【详解】
(1)游标卡尺的主尺读数为12mm，游标读数为
则游标卡尺的最终读数为
(3)小球B通过光电门的瞬时速度
A、B转动的半径之比为1：2，A、B的角速度相等，根据知A、B的速度之比为1：2，所以A的瞬时速度
系统动能增加量
系统重力势能的减小量
14．50.15 5.693(5.691—5.695) 表示的电压，表示和串联的总电压；
【详解】
(1)游标卡尺的主尺读数为50mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为3×0.05mm=0.15mm，所以最终读数为：
50mm+0.15mm=50.15mm
螺旋测微器的固定刻度为5.5mm，可动刻度为19.3×0.01mm=0.193mm，所以最终读数为：
5.5mm+0.193mm=5.693mm
由于需要估读，最后的结果可以在5.691～5.695mm之间；
(2)①2V的电压表的满偏电流：
电流表的量程是0.6A，二者相差太大，所以不能使用电流表测量，要使用电压表，根据串联电阻的分压原理来测量；滑动变阻器的最大电阻是10Ω，在电路中不能分担太大的电压，所以滑动变阻器要采用分压式接法；所以选择的器材有电压表、定值电阻、滑动变阻器、电源，开关、导线，电路原理图如图：
②电压表与定值电阻上电压的和等于电压表的电压，根据串联电阻的分压关系得：
解得：
式中表示电压表的读数，表示和串联的总电压（或电压表的读数）．
15．2.950 多次测量取平均值;采用图像法;增大释放高度
【详解】
（1）①螺旋测微器的读数规则可知；
④因小球通过光电门的时间很短，因此可以将小球通过光电门的平均速度当成小球通过光电门的瞬时速度，则小球的速度，由匀变速运动的速度和位移关系可知；
由牛顿第二定律可知，
联立解得；
（2）可以用多次做实验取平均值消除该实验的偶然误差，也可以采用图像发拟合数据进行求解小球偶然误差，增大小球的释放高度可以使小球通过光电门的速度增加，时间减小，使平均速度接近小球的瞬时速度来减小误差．
答案第1页，共2页
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