必修 实验九 长度的测量及其测量工具的选用-2022高考理化生必备实验图表（必修+选择性必修）

高中理化生必备实验图表 GAOZHONG LIHUASHENG BIBEI SHIYAN TUBIAO 实验九 长度的测量及其测量工具的选用 实 验 目 的 1. 理解游标卡尺的测量原理并掌握其使用方法 。 2． 理解螺旋测微器的测量原理并掌握其使用方法 。 3． 会选择恰当的工具测量长度 。 实 验 原 理 1. 差值法 ： 利用游标分度值与主尺分度值的差值进行长度测量 。 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 1 毫米的长度 。 主尺和游标尺上对应的一等份差值 ， 叫作 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之差 ， 来达到提高精确度的目的 。 2. 放大法 ： 将 0.5 mm 放大为螺旋测微器螺母的周长 。 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 0.5 mm ， 可动刻度有 50 个等 分刻度 ， 可动刻度旋转 1 周 ， 测微螺杆可前进或后退 0.5 mm ， 因此旋转每个小分度 ， 相 当于测微螺杆前进或后退 0.5/50=0.01 mm 。 可见 ， 可动刻度每一小分度表示 0.01 mm ， 所以螺旋测微器可准确到 0.01 mm 。 由于还能再估读一位 ， 可读到毫米的千分位 ， 故又 名千分尺 。 实 验 器 材 1. 游标卡尺 。 2. 螺旋测微器 。 3. 待测物体 ： 圆筒 、 圆球 、 导线 。 1. 在理解游标卡尺工作原理的基础上 ， 了解游标卡尺的结构与功能 。 2. 在理解螺旋测微器工作原理的基础上 ， 了解螺旋测微器的结构与功能 。 3. 用游标卡尺测量圆筒的外径为 ， 内径为 ， 深度为 。 4. 用螺旋测微器测量圆球的直径为 ， 导线的直径为 。 实 验 步 骤 0 5 10 0 15 0 10 锁定旋钮 内测量爪 ——— 测内径 游标尺 深度尺 ——— 测深度 外测 量爪 ——— 测 直径 主尺 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 小砧 测微螺杆 固定刻度 框架 可动刻度 旋钮 微调旋钮 26 物 理 1. （ 2018 · 新课标全国 I 卷 ） 如图 （ a ）， 一弹簧上端固定在支架顶 端 ， 下端悬挂一托盘 ； 一标尺由游标和主尺构成 ， 主尺竖直固定在弹簧 左边 ； 托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置 ， 简化为图中 的指针 。 现要测量图 （ a ） 中弹簧的劲度系数 ， 当托盘内没有砝码时 ， 移动游标 ， 使其零刻度线对准指针 ， 此时标尺读数为 1.950 cm ； 当托盘 内放有质量为 0.100 kg 的砝码时 ， 移动游标 ， 再次使其零刻度线对准指 针 ， 标尺示数如图 （ b ） 所示 ， 其读数为 cm 。 当地的重力加速 度大小为 9.80 m/s 2 ， 此弹簧的劲度系数为 N/m （ 保留 3 位有效 数字 ）。 解析：本题主要考查游标卡尺的读数， 弹簧劲度系数的测量、 胡克定律及其相关的知识点， 意在考 查考生灵活运用教材上游标卡尺的使用和探究弹簧的伸长与形变量的关系实验知识的能力 。 实验所用的游标卡尺精度为 0.05 mm ， 游标卡尺上游标第 15 条刻度线与主尺刻度线对齐 ， 根据游标 卡尺的读数规则 ， 图 （ b ） 所示的游标卡尺读数为 3.7 cm+15×0.05 mm=3.7 cm+0.075 cm=3.775 cm 。 托盘中放有质量为 m=0.100 kg 的砝码时 ， 弹簧受到的拉力 F=mg=0.100×9.8 N=0.980 N ， 弹簧伸长 x= 3.775 cm-1.950 cm=1.825 cm=0.01825 m ， 根据胡克定律 ， F=kx ， 解得此弹簧的劲度系数 k=F/x≈53.7 N/m 。 答案 ： 3.775 53.7 2． （ 2019 · 江苏卷 ） 某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率 。 实验 操作如下 ： （ 1 ） 螺旋测微器如图 1 所示 。 在测量电阻丝的直径时 ， 先将电阻丝轻 轻地夹在测砧与测微螺杆之间 ， 再旋动 （ 填 “ A ” “ B ” 或 “ C ”）， 直到听见 “ 喀喀 ” 的声音 ， 以保证压力适当 ， 同时防止螺旋测微器的损坏 。 直击高考 要点提示 1. 游标卡尺 （ 1