名校物理之高考专题十五 基本仪器的使用及数据处理问题
文档属性
| 名称 | 名校物理之高考专题十五 基本仪器的使用及数据处理问题 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 880.9KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2008-03-14 19:28:00 | ||
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文档简介
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专题十五 基本仪器的使用及数据处理问题(1课时)
【考纲要求】
内 容 要求 说 明
刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等． I
认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差． I
知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果．间接测量的有效数字运算不作要求． I
【重点知识梳理】
1、 游标卡尺
1、刻度原理
游标卡尺的精度是以游标上的分度相对于主尺上最小分度的大小来确定的。
⑴精度是0.1mm的游标卡尺(常称为10分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上10个等分刻度的总长度等于9mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.1mm。则游标刻度总长度为（1－1/10）×10=9mm；
⑵精度是0.05mm的游标卡尺(常称为20分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上20个等分刻度的总长度等于19mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.02mm。则游标刻度总长度为（1－1/20）×20=19mm；
⑶精度是0.02mm的游标卡尺(常称为50分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上10个等分刻度的总长度等于49mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.02mm。则游标刻度总长度为（1－1/50）×50=49mm。
三种游标尺比较
游标尺(mm) 精度(mm) 测量结果(游标尺上第n个格与主尺上的刻度线对正时)(mm)
刻度格数 刻度总长度 每小格与1mm差
10 9 0.1 0.1 主尺上读的毫米数 + 0.1n
20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数 + 0.05n
50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数 + 0.02n
1、 螺旋测微器
1、刻度原理
螺旋测微器又叫千分尺，它是一种比游标卡尺更精密的测量长度的仪器。用它测量长度可以准确到0.01mm。螺旋测微器的螺距等于0.5mm，每转一周长，螺杆前进或后退0.5mm。把周长分为50等份，每一小格表示0.01mm。
2、读数方法
测量时被测物长度的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分由可动刻度读出。读数时，要注意固定刻度上表示半毫米刻度线是否已经露出。
三、电表
1．电表的读数
凡最小分度值是2或5个单位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数），若无估读不需补“0”。若用0~0.6安量程，其精度为0.02安，说明测量时只能准确到0.02安，不可能准确到0.01安，因此误差出现在安培的百分位（0.01安），读数只能读到安培的百分位，以估读最小分度半小格为宜，当指针指在小于半小格位置则舍去，指针正对半小格则取为0.01安，指针超过半小格时则算一小格即0.02安
２．电流表和电压表
量程和内阻：直流电流表的量程0-0.6A-3A,内阻一般在1Ω以下,直流电压表的量程为0-3V-15V,内电阻一般在几千欧到十几千欧
注意事项:选择适当的量程正确接入电路正确读数注意内阻的影响
３．欧姆表
注意电流的流向:电流从黑表笔流出,从红表笔流进.区分机械零点和欧姆零点：每次换挡都要欧姆调零。选择合适的倍率:使指针偏转在()
四、有效数字
从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字为止，包括末位的零都是有效数字。
１．有效数字的位数与小数点的位置无关。如21.65cm、216.5mm、0.2165m均为四位数字。
２．乘方不是有效数学。如3.6×103kg，不是5位有效数学，而是2位有效数字。5400m与5.4×103m所表示的有效数字位数是不同的，前者为4位有效数字，而后者为2位有效数字，所表示的意义也不相同，前者末位的“0”是估读的，后者“4”是估读的。前者所用的测量工具的最小单位为10m，后者所用的测量工具的最小单位为1000m。
注意：作为有效数字“0”，无论是在数字之间，还是数字的末尾，均不能随意省略。例如：1.0cm和1.00cm的意义是不同的，1.0cm为两位有效数字，1.00cm为三位有效数字。两者的误差不同，前者厘米为准确位，毫米为估读位；后者毫米为准确位，0.1mm为估读位，因此其准确度不同。
【分类典型例题】
［例1］(2004春季高考题)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1毫米,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一工件的长度,如图1所示,图示的读数是________.
［解析］：读数方法
测量值＝主尺读数＋游标尺读数
L=x+ns,以mm为单位，整数部分由主尺读出，与一般刻度尺读数方法一样。小数部分由游标尺读出，其中n为与主尺上某刻度线对齐的游标尺刻度线的格数，s为此种卡尺的准确度。本题的主尺的刻度为104mm，游标尺的第一个格子与主尺对齐。所以应当是104mm+0.05mm，即为104.05mm；
［例2］ 2004理综（甘肃、青海）图2中给出的是螺旋测微器测量一金属板厚度时的示数，读数应为 mm。
解析：测量时被测物长度的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分由可动刻度读出。读数时，要注意固定刻度上表示半毫米刻度线是否已经露出。螺旋测微器的最后一位是估读的。本题中固定刻度为7mm，可动刻度上对应的是32。5个格子，所以螺旋测微器的读数为7mm+32.5*0.01=7.325，所以读数为7.325mm。
［例3］(1992全国，23)一量程为0.6安的电流表,其刻度盘如图3所示.今在此电流表的两端间并联一电阻,其阻值等于该电流表内阻的1/2,使之成为一新的电流表,则图示的刻度盘上的每一小格表示_________安培.
［解析］：在电流表的两端并联一个
其阻值等于该电流表内阻的1/2
的电阻，电流表的量程将扩大为
原来的3倍，所以改装后的电流
表每个小格子表示的数值为：
0.02*3=0.06A
［例4］如图所示是万用表头刻度盘指针所示位置。
若旋钮在“10V”档时，读数为 ；
若旋钮拨在“50mA”档时，读数为 ；
若旋钮拨在“×10Ω”档时，读数为 。
［
解析］：电流表和电压表的挡位是量程，是刻度表盘上的最大值，读数不能大于这个数值；而欧姆表测电阻的挡位为倍率，表盘上读出的刻度的数值要乘以倍率。所以测电流时读数为5.2V，测电流时的读数为26mA，测电阻时的读数为135Ω
【能力训练】
1、(1993全国，15)一游标卡尺的主尺最小分度为1毫米,游标上有10个小等分间隔,现用此卡尺来测量工件的直径，如图4所示.该工件的直径为_______毫米.
图 5 图 6
2、（2003年全国卷）
待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图5、图6所示。由图可知其长度为 ，直径为 。
3、如图7游标卡尺的读数为______。
图 7
4、（2004年全国理综丙）图8中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为 mm。
5、(1990全国，28)图8中给出的是用螺旋测微器测量一小钢球的直径时的示数,此读数应是_____毫米。
6、图9中螺旋测微器的读数为_______。
7、下图中电流表和电流表的读数
图 1 电流表的读数为_____； 图11电压表的读数为______。
图 2 电压表的读数为____ 图 3电流表的读数为____
8、(1993全国，9)图16为万用表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300 A,内阻rg=100 ,调零电阻最大阻值R=50k ,串联的固定电阻R0=50 ,电池电动势 =1.5V.用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是
A．30k ～80k ； B．3k ～8k ； C．300 ～800 ； D．30 ～80
9、(1990全国，27)用万用表欧姆挡(×100)测试三只晶体二极管,其结果依次如图17①、②、③所示.由图可知,图______中的二极管是好的,该二极管的正极是_____端。
10、（2003广西高考题）图18中如果是用直流10V档测量电压，则读数为______V；如果是用×100档测量电阻，则读数为______；如果是用5mA档测量电流，则读数为______mA.
图 4
11、(1995全国，26)某人用万用电表按正确步骤测量一电阻阻值,
指针指示位置如图19,则这电阻值是_______.如果要用这万用
电表测量一个约200欧的电阻,为了使测量比较精确,选择开关
应选的欧姆挡是_______.
13、（2003年全国春季高考题）
（1）图20中左图为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20～30的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：
①调节可调部件 ，使电表指针停在 位置；
②调节可调部件K，使它的尖端指向 位置；
③将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件 ，使电表指针指向 位置。
（2）在用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图20的右图所示，该电阻的阻值为 。
答案： 1、29.8；2、8.00mm,1.90mm；3、10.55mm；4、6.125； 5、8.599mm；6、8.205mm：7、图11：0.28A；1.25V；图12：2.60V；图13：0.52A。８、B；９、②，a，10、7.2，600,3.60；11、1.2×103欧(或写成1.2×103欧或1200欧)×10，13、（1）①S，左边电压或电流零刻度，②×1，③T，右边电阻为零的刻度。（2）20欧。
图20
图19
图16
图 3
eq \o\ac(○,3)
eq \o\ac(○,2)
eq \o\ac(○,1)
图 9
图 8
10
15
0 5
图8
图 4
图3
V
3
2
1
0
图2
图1
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专题十五 基本仪器的使用及数据处理问题(1课时)
【考纲要求】
内 容 要求 说 明
刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计时器、弹簧秤、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等． I
认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差． I
知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果．间接测量的有效数字运算不作要求． I
【重点知识梳理】
1、 游标卡尺
1、刻度原理
游标卡尺的精度是以游标上的分度相对于主尺上最小分度的大小来确定的。
⑴精度是0.1mm的游标卡尺(常称为10分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上10个等分刻度的总长度等于9mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.1mm。则游标刻度总长度为（1－1/10）×10=9mm；
⑵精度是0.05mm的游标卡尺(常称为20分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上20个等分刻度的总长度等于19mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.02mm。则游标刻度总长度为（1－1/20）×20=19mm；
⑶精度是0.02mm的游标卡尺(常称为50分游标)，主尺的最小分度是1mm，游标上10个等分刻度的总长度等于49mm，游标上每一分度比主尺的一分度少0.02mm。则游标刻度总长度为（1－1/50）×50=49mm。
三种游标尺比较
游标尺(mm) 精度(mm) 测量结果(游标尺上第n个格与主尺上的刻度线对正时)(mm)
刻度格数 刻度总长度 每小格与1mm差
10 9 0.1 0.1 主尺上读的毫米数 + 0.1n
20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数 + 0.05n
50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数 + 0.02n
1、 螺旋测微器
1、刻度原理
螺旋测微器又叫千分尺，它是一种比游标卡尺更精密的测量长度的仪器。用它测量长度可以准确到0.01mm。螺旋测微器的螺距等于0.5mm，每转一周长，螺杆前进或后退0.5mm。把周长分为50等份，每一小格表示0.01mm。
2、读数方法
测量时被测物长度的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分由可动刻度读出。读数时，要注意固定刻度上表示半毫米刻度线是否已经露出。
三、电表
1．电表的读数
凡最小分度值是2或5个单位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数），若无估读不需补“0”。若用0~0.6安量程，其精度为0.02安，说明测量时只能准确到0.02安，不可能准确到0.01安，因此误差出现在安培的百分位（0.01安），读数只能读到安培的百分位，以估读最小分度半小格为宜，当指针指在小于半小格位置则舍去，指针正对半小格则取为0.01安，指针超过半小格时则算一小格即0.02安
２．电流表和电压表
量程和内阻：直流电流表的量程0-0.6A-3A,内阻一般在1Ω以下,直流电压表的量程为0-3V-15V,内电阻一般在几千欧到十几千欧
注意事项:选择适当的量程正确接入电路正确读数注意内阻的影响
３．欧姆表
注意电流的流向:电流从黑表笔流出,从红表笔流进.区分机械零点和欧姆零点：每次换挡都要欧姆调零。选择合适的倍率:使指针偏转在()
四、有效数字
从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字为止，包括末位的零都是有效数字。
１．有效数字的位数与小数点的位置无关。如21.65cm、216.5mm、0.2165m均为四位数字。
２．乘方不是有效数学。如3.6×103kg，不是5位有效数学，而是2位有效数字。5400m与5.4×103m所表示的有效数字位数是不同的，前者为4位有效数字，而后者为2位有效数字，所表示的意义也不相同，前者末位的“0”是估读的，后者“4”是估读的。前者所用的测量工具的最小单位为10m，后者所用的测量工具的最小单位为1000m。
注意：作为有效数字“0”，无论是在数字之间，还是数字的末尾，均不能随意省略。例如：1.0cm和1.00cm的意义是不同的，1.0cm为两位有效数字，1.00cm为三位有效数字。两者的误差不同，前者厘米为准确位，毫米为估读位；后者毫米为准确位，0.1mm为估读位，因此其准确度不同。
【分类典型例题】
［例1］(2004春季高考题)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1毫米,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一工件的长度,如图1所示,图示的读数是________.
［解析］：读数方法
测量值＝主尺读数＋游标尺读数
L=x+ns,以mm为单位，整数部分由主尺读出，与一般刻度尺读数方法一样。小数部分由游标尺读出，其中n为与主尺上某刻度线对齐的游标尺刻度线的格数，s为此种卡尺的准确度。本题的主尺的刻度为104mm，游标尺的第一个格子与主尺对齐。所以应当是104mm+0.05mm，即为104.05mm；
［例2］ 2004理综（甘肃、青海）图2中给出的是螺旋测微器测量一金属板厚度时的示数，读数应为 mm。
解析：测量时被测物长度的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分由可动刻度读出。读数时，要注意固定刻度上表示半毫米刻度线是否已经露出。螺旋测微器的最后一位是估读的。本题中固定刻度为7mm，可动刻度上对应的是32。5个格子，所以螺旋测微器的读数为7mm+32.5*0.01=7.325，所以读数为7.325mm。
［例3］(1992全国，23)一量程为0.6安的电流表,其刻度盘如图3所示.今在此电流表的两端间并联一电阻,其阻值等于该电流表内阻的1/2,使之成为一新的电流表,则图示的刻度盘上的每一小格表示_________安培.
［解析］：在电流表的两端并联一个
其阻值等于该电流表内阻的1/2
的电阻，电流表的量程将扩大为
原来的3倍，所以改装后的电流
表每个小格子表示的数值为：
0.02*3=0.06A
［例4］如图所示是万用表头刻度盘指针所示位置。
若旋钮在“10V”档时，读数为 ；
若旋钮拨在“50mA”档时，读数为 ；
若旋钮拨在“×10Ω”档时，读数为 。
［
解析］：电流表和电压表的挡位是量程，是刻度表盘上的最大值，读数不能大于这个数值；而欧姆表测电阻的挡位为倍率，表盘上读出的刻度的数值要乘以倍率。所以测电流时读数为5.2V，测电流时的读数为26mA，测电阻时的读数为135Ω
【能力训练】
1、(1993全国，15)一游标卡尺的主尺最小分度为1毫米,游标上有10个小等分间隔,现用此卡尺来测量工件的直径，如图4所示.该工件的直径为_______毫米.
图 5 图 6
2、（2003年全国卷）
待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图5、图6所示。由图可知其长度为 ，直径为 。
3、如图7游标卡尺的读数为______。
图 7
4、（2004年全国理综丙）图8中给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为 mm。
5、(1990全国，28)图8中给出的是用螺旋测微器测量一小钢球的直径时的示数,此读数应是_____毫米。
6、图9中螺旋测微器的读数为_______。
7、下图中电流表和电流表的读数
图 1 电流表的读数为_____； 图11电压表的读数为______。
图 2 电压表的读数为____ 图 3电流表的读数为____
8、(1993全国，9)图16为万用表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300 A,内阻rg=100 ,调零电阻最大阻值R=50k ,串联的固定电阻R0=50 ,电池电动势 =1.5V.用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是
A．30k ～80k ； B．3k ～8k ； C．300 ～800 ； D．30 ～80
9、(1990全国，27)用万用表欧姆挡(×100)测试三只晶体二极管,其结果依次如图17①、②、③所示.由图可知,图______中的二极管是好的,该二极管的正极是_____端。
10、（2003广西高考题）图18中如果是用直流10V档测量电压，则读数为______V；如果是用×100档测量电阻，则读数为______；如果是用5mA档测量电流，则读数为______mA.
图 4
11、(1995全国，26)某人用万用电表按正确步骤测量一电阻阻值,
指针指示位置如图19,则这电阻值是_______.如果要用这万用
电表测量一个约200欧的电阻,为了使测量比较精确,选择开关
应选的欧姆挡是_______.
13、（2003年全国春季高考题）
（1）图20中左图为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20～30的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：
①调节可调部件 ，使电表指针停在 位置；
②调节可调部件K，使它的尖端指向 位置；
③将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件 ，使电表指针指向 位置。
（2）在用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图20的右图所示，该电阻的阻值为 。
答案： 1、29.8；2、8.00mm,1.90mm；3、10.55mm；4、6.125； 5、8.599mm；6、8.205mm：7、图11：0.28A；1.25V；图12：2.60V；图13：0.52A。８、B；９、②，a，10、7.2，600,3.60；11、1.2×103欧(或写成1.2×103欧或1200欧)×10，13、（1）①S，左边电压或电流零刻度，②×1，③T，右边电阻为零的刻度。（2）20欧。
图20
图19
图16
图 3
eq \o\ac(○,3)
eq \o\ac(○,2)
eq \o\ac(○,1)
图 9
图 8
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0 5
图8
图 4
图3
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图2
图1
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