11.3 游标卡尺及螺旋测微器原理和使用讲义（含答案）

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游标卡尺及螺旋测微器原理和使用讲义（含答案）
高中阶段长度测量的基本仪器有三种，也就是我们通常所说的三大尺。分别是刻度尺，游标卡尺和螺旋测微器。该类问题在高考中的考查难度不大，着重对读数和原理的考查，多以实验题中的填空形式进行考查。
一、游标卡尺
1．结构
2．原理
以10分度游标卡尺为例说明。如图所示，将主尺的9小格9毫米长度平均分成10份，做成游标尺，游标尺的每小格即为0.9毫米,比主尺相应小0.1毫米,根据游标尺和主尺的刻度错位可测量不足一毫米的长度。主尺和游标尺上对应的一等份差值，叫做精确度，它体现了测量的准确程度。游标卡尺正是利用主尺和游标尺上每一小格只差，来达到提高精确度的目的，这种方法叫做示差法。
3.读数
（1）确认游标格数,算出游标卡尺精确度：
10分度游标卡尺精确度为；
20分度游标卡尺精确度为；
50分度游标卡尺精确度为；
（2）从主尺读出游标尺零刻线前的毫米数；
（3）看游标尺上第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,毫米以下的读数就是,得游标尺示数L2；
（4）测量结果
4.注意事项
（1）不同分度的游标卡尺，应由精确度确定有效数字的位数。
（2）主尺读数应以毫米为单位来读，再按要求进行单位换算。
（3）不需估读，支持读数一定要读游标零刻度线左边最近的主尺刻度线的值。
二、螺旋测微器
1.结构
2.原理
螺旋测微器是依据螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。因此，沿轴线方向移动的微小距离，就能用圆周上的读数表示出来。螺旋测微器的精密螺纹的螺距是0.5mm，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或后退这0.5/50=0.01mm。可见，可动刻度每一小分度表示0.01mm，所以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。
3．读数
（1）先读固定刻度。即为0.5mm的整数倍，记作n×
0.5mm；
（2）再读可动刻度（注意估读）。记作m×0.001mm；
（3）读数结果为：固定刻度+可动刻度；
4.
注意事项
（1）测量时，再测微螺杆快靠近被测物体时应停止使用旋钮，而改用微调旋钮。
（2）读数时，要注意固定刻度上表示半毫米的刻线是否已经露出。
（3）读数时，千分位有一位估读数字，不能随便丢掉。
（4）当小砧和测微螺旋杆并拢时，可动刻度的零点与固定刻度的零点不相重合，将出现零误差，应加以修正。
三、专项训练
1．（2010安徽卷）（1）在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为__________________mm。
（2）在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。
2.（2004?江苏）（1）某实验中需要测量一根钢丝的直径（约0.5mm）．为了得到尽可能精确的测量数据，应从实验室提供的米尺、螺旋测微器和游标卡尺（游标尺上有10个等分刻度）中，选择_____进行测量
用游标卡尺（游标尺上有50个等分刻度）测定某工件的宽度时，示数如图所示，此工件的宽度为_____mm
3．在一些用来测量角度的仪器上，有一个可转动的圆盘，圆盘的边缘标有角度刻度．为了较准确地测量出圆盘转动的角度，在圆盘外侧有一个固定不动的游标，上面共有10个分度，游标总角度为9度．右图画出游标和圆盘的一部分．读出此时圆盘的零刻度线相对于游标零刻度线转过的角度为_____度。
4.市场上新出现了一种新式的游标卡尺，这种“新式”游标卡尺上的刻度与传统的旧式游标卡尺明显不同，新式游标卡尺的刻度看起来很稀疏，使得读数时清晰明了，便于正确读数．已知某“新式”游标卡尺的10分度总长39mm，用这种“新式”游标卡尺测某物体的厚度，示数如图，则该物体的厚度为_____cm
5.有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个等分刻度．用它测量一工件的长度，如图所示，读数是_____mm
6.常用螺旋测微器的精度是0.01mm，在右图中的螺旋测微器的读数为6.620mm，请在刻度线旁边的方框内标出相应的数以符合给出的数，若另制一个螺旋测微器，使其精度提高到0.005mm，而螺旋测微器的螺矩仍保持0.5mm不变，可采用的方法是______。
7.某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图（a）所示，测量金属板厚度时的示数如图（b）所示．图（a）所示读数为______mm，图（b）所示读数为______mm，所测金属板的厚度为_____mm。
8.甲同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径，测微器的示数如图所示，该铜丝的直径为
mm．有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．乙同学用它测量一工件的长度，游标卡尺的示数如图所示，该工件的长度为
_____mm．
四、专项训练答案
1.
答案：0.628
6.065
2．解：（1）米尺精确到1mm，游标卡尺（游标尺上有10个等分刻度）精确到0.1mm，螺旋测微器精确到0.001mm．为了得到尽可能精确的测量数据，应选用螺旋测微器．
（2）游标卡尺主尺读数为23mm，游标读数为0.02×11=0.22mm，所以最终读数为23.22mm．
答案：（1）螺旋测微器
（2）23.22
3.解：主尺精确到1°，游标卡尺（游标尺上有10个等分刻度）精确到0.1°
游标卡尺主尺读数为20°，游标读数为0.1°×1=0.5°，所以最终读数为20.1°．
答案：20.1
4.解：新式游标卡尺的测量原理和传统的游标卡尺相同，新式游标卡尺其游标尺上10个分度只有39mm，比主尺上的40个分度短1mm，
它的测量精确度是：0.1mm，
用它测得物体厚度为：31mm+0.1×5=31.5mm=3.15cm．
答案：3.15．
5.解：游标卡尺的主尺读数为100mm，游标尺上第3个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.05×3mm=0.15mm，
所以最终读数为：100mm+0.15mm=100.15mm；
答案：100.15
6.解：由读数的方法就可以在方框中填入数字．读数是6.620mm，所以固定刻度是5.5，可动刻度是12，所以下面和上面的刻度分别是10和15．
如果知道了螺旋测微器的基本原理即它的螺距为0.5
mm，即每转一周，螺杆就前进或后退0.5
mm，将它分成50等份的圆周，则每旋转一份即表示0.01
mm，因此，它可精确到0.01
mm．如果要使其精确度提高到0.005
mm，那么就可采取将螺距分成100等份即可．方框内数字为：5、15、10（顺序为从左向右，从上到下）．
答案：将可动刻度100等份．
7.答案：0.010，6.870，6.860
8.解：螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×33.2mm=0.332mm，所以最终读数为：4.5mm+0.332mm=4.832mm．
游标卡尺的主尺读数为101mm，游标尺上第4个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.05×4mm=0.20mm，所以最终读数为：101mm+0.20mm=101.20mm；
答案：4.831mm--4.834mm；
101.20mm