内容正文:
第一章 走进物理世界
课时1.2 测量长度和时间
2022年课程标准
物理素养
2.2.1 会选用适当的工具测量长度和时间
物理观念:知道长度和时间的测量结果是由数值和单位组成的;知道测量有误差及减小误差的方法。
科学思维:使用适当的工具测量长度和时间、单位换算、长度的测量方法、误差的理解及减小误差的方法。
科学探究:认识比较法来鉴别物体;掌握刻度尺和停表的使用方法;会利用图表来处理数据。
科学态度与责任:知道测量是公平的比较,单位是比较的标准。在测量的过程中,培养严谨求实的科学态度。
知识点一、国际单位制和长度的单位
为了科学地进行测量,必须有一个公认的标准量作为比较的依据,这个标准量叫做单位。
为了便于各国间的科技、文化交流,国际上规定了统一的单位,叫做____________。在国际单位制中,长度的基本单位是______,符号______。
特别提醒
计量单位制的形成和发展,与科学技术的进步、经济和社会的发展、国际间的贸易发展和科技交流,以及人们生活等紧密相关。
国际单位制,简称SI制,规定有七个基本量,分别是长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度,对应的国际单位名称(符号)为:米(m),千克(kg),秒(s),安培(A),开尔文(K),摩尔(mol),坎德拉(cd)。
知识点二、用刻度尺测量长度
1.有一个T形工件,如图所示,根据你的观察,上面一横(ab)的长度______(选填“大于”“小于”或“等于”)下面一竖(cd)的长度;你用什么来检验观察结论是否正确?
答:____________________________________;检验结果是:上面一横的长度______(选填“大于”“小于”或“等于”)下面一竖的长度。
从以上的经历中,你能悟出什么道理?答:________________________。
2.在国际单位制中,长度的基本单位为______,比它大的单位为______,换算关系:1m=______km=______mm。
3.测量值与真实值之间的______叫误差,多次测量取____________是减小误差的最有效的方法。
4.如图所示刻度尺的分度值是______cm,所测物体长度为______cm,数据中的准确值是______cm,估计值是______cm。
典例01如图所示,读数方法正确的是______(选填“a”“b”或“c”),所测铅笔的长度为______。
知识点三、测量时间
1.国际单位制中,时间的基本单位是______,符号为______。常用单位有:时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)。
时间单位的换算如下:
2.停表的示数如图所示,该停表所示的时间为____________。
典例02 如图所示的秒表,大表盘的分度值是_______;小表盘的分度值是_______;秒表的读数是_______s。
问题一:刻度尺的使用
【典例1】如图所示,木块的长度为_____________cm。
【变式1-1】为了增强身体素质,很多学校都在校园中增加了各种锻炼器材。图是某校新增的摸高器,它的分度值是 ,测量范围是 。
【变式1-2】如图甲所示,西班牙制造的新式列车车厢的宽度,为判断新式列车车厢能否通过一处老式隧道,技术人员分别测量了隧道内部三处的宽度,如图乙所示,测量结果为:.技术人员使用的刻度尺分度值为 ,新式列车车厢 (能/不能)通过该隧道。
问题二:停表的使用
【典例1】如图所示,秒表的读数为 s。
【变式2-1】如图所示,是用秒表记录的某同学跑400m的成绩,该同学的成绩是 min s。
【变式2-2】图中的停表记录了小红跑800m所用的时间,应记为 s。
【基础强化】
1.关于误差,下列说法中正确的是( )
A.选用更精密的测量仪器,可以消除实验误差
B.不遵守测量仪器的使用规则,会造成实验的误差
C.利用多次测量取平均值的方法,可以减小测量中的错误
D.误差是测量值与真实值的差异,在测量中,误差是无法消除的
2.图中为甲、乙两把刻度尺同时测量一个木块的长度,则甲、乙两刻度尺的读数分别为( )
A.甲3.80cm,乙3.80cm B.甲2.80cm,乙2.8cm
C.甲2.80cm,乙2.80cm D.甲2.8cm,乙2.8cm
3.以下单位是国际制单位的是( )
A.h B.s C.km D.mm
4.如图是用刻度尺测物体长度的实验,下列描述正确的是( )
A.该刻度尺的分度值是1.0cm B.物体的长度应记录为5.5cm
C.物体的长度应记录为5.50cm D.物体的长度应记录为5.84cm
5.甲、乙都测量同一本书的长度,甲测量的结果是18.5cm,乙测量的结果是18.48cm,那么( )
A.甲用塑料卷尺测量长度时,如果用力拉卷尺进行测量,那么测量的结果将会偏大
B.甲、乙使用的刻度尺的分度值分别是1cm和1mm
C.甲、乙测量的结果不同,必定有一个是错误的
D.甲、乙测量的结果都是正确的,都没有误差
6.下列有关长度单位换算正确的是( )
A.
B.
C.
D.
7.如图所示,秒表的示数为 s,物体的长度为 cm。
8.如图所示,用两刻度尺A、B分别测量同一物体的长度, 尺精密些,A尺的分度值是 ,其示数是 cm。
9.如图所示,体育老师用停表记录小高某次短跑的成绩,则小高的成绩是 min s。
【素养提升】
10.如图是一种测量身高的仪器,该仪器上刻度尺的数字对应的单位是 (选填“cm”或“mm”),刻度尺的分度值是 ,图中测量对象的身高为 cm。
11.长度测量是最基本的测量,如图是某同学使用刻度尺测量某一物体长度的情景,则该刻度尺的分度值是 mm,被测物体的长度是 cm。
12.某同学用钢卷尺测得自己的身高为1.714m,那么此钢卷尺的分度值是 ,数据中的准确值是 ,如果改用cm作单位,该同学的身高应记为 cm。
13.在“用刻度尺测量长度”的实验中,甲、乙两位同学用刻度尺测量同一木块的长度,如图甲、乙所示。
(1)所用刻度尺的量程是 cm,分度值是 ;
(2)从刻度尺的放置而言, 同学的测量方法不正确;
(3)测得木块的长度为 cm。
【能力培优】
14.(1)小冬同学用手中的刻度尺测量一支铅笔的长度,下图中关于刻度尺使用方法正确的是 。
(2)小冬先后测量了4次,测得的结果分别为4.49cm,4.50cm,4.16cm,4.52cm,这把刻度尺的分度值是 ,其中错误的数据是 ,用多次测量求平均值的方法目的是 ,这支铅笔的长度为 cm。
15.长度的测量
(1)如图甲所示,用刻度尺和三角板测量的硬币直径是 (要求估读到分度值的下一位)。
(2)如图乙所示,游标卡尺可以直接、更精确地测量出圆柱体的直径。如图丙所示,世界上最早的游标卡尺,公元初年,王莽变法改制,制作的一种铜卡尺,它同现代的游标卡尺十分相似,比西方科学家制成的游标卡尺早1700多年。
请从下面A、B两个问题中任选一个回答:
A.简述长度测量工具的变化历史;
B.请你从性能、用途等角度分析,找出图乙中游标卡尺的优势和劣势各一条,并对劣势提出改进建议。
选择的问题字母编号 ,回答: 。
16.在某次测量活动中,学成同学对一个圆的直径进行了测量,并将五次测量的数据记录如下∶
实验次数
1
2
3
4
5
测量值(cm)
17.72
17.69
17.7
17.18
17.71
(1)请在图中画出一种测量圆直径的方法。
(2)他的测量数据中是否存在错误,如果有请写出错误数据有哪些。
(3)他这次测量的结果应该为多少?
17.如图甲、乙所示:
(1)在测物体的长度时,两种使用方法中正确的是 图,不正确的图对测量结果 (选填“偏大”或“偏小”),此刻度尺的分度值为 cm,此笔的长度为 m。
(2)用刻度尺测物理课本的长度需要多次测量,其目的是 ;若四次读数分别为25.98cm、26.00cm、26.02cm、26.42cm,其中错误的数据是 ,该物理课本的长度应为 cm。
(3)若有一把由金属制成的刻度尺,且这种金属材料随温度的变化很明显,那么在严寒冬季用它测物体的长度时,其测量结果将 (选填“偏大”或“偏小”)。
18.请阅读《误差与有效数字》并回答问题
误差与有效数字
测量值与被测物体的真实值总会有差异,这种差异叫作误差。所谓的真值是一个物理量在一定的条件下具有客观的真实数值。实验时由于仪器本身的不准确,测量方 法不够完善,测量者的粗心大意(或不良习惯)和无法预计的偶然因素等原因,使得 测量值往往偏离真值。误差和错误不同,误差是不可能避免的,但是可以想办法减小。测量误差可用绝对误差表示,也可用相对误差表示。绝对误差是测量值与被测量真值 之差。相对误差是绝对误差与真值之比,可用百分数表示。
测量误差按其性质不同可分为系统误差和偶然误差。系统误差是按确定方向变化的,它不会在同一条件下时大时小,时正时负。系统误差的来源为:仪器本身的不准确、实验条件未满足和测量方法不完善等。使测量结果单一偏大或偏小。偶然误差是一种时大时小,时正时负按统计规律变化的。偶然误差的来源为:判断误差,测量条件不稳定,仪器受某些偶然因素的制约以及外界干扰等。用多次测量取算术平均值的方法可以减小偶然误差。
测量结果一般都用有效数字表示。如刻度尺的最小分度值是1mm ,用这只尺子测量一铅笔的长度是4.25 cm,由于尺子的分度值是1mm,所以数据中的4和 2是从尺子上准确读出来的,而数字5只能通过目测估计得出。这样由准确数字和一位估计数字组成的数字,叫作有效数字。有效数字就是一个数从左边第一位非零数字直到误差所在的最后一位数字的总称。有效数字的最后一位是有误差的。我们在用刻度尺测量长度读数时,应读到最小分度值的下一位,最小分度值的下一位数值就是估读值。如图所示,是用刻度A尺测量木条长度示意图,刻度尺的分度值是1mm ,应先读出准确值为3.9 cm,在读出估读值 0.05 cm。木条的长度是3.95cm 。这个有效数字有4位。由于最后一位是估读的,所以最后一位是有误差的。
(1)有效数字0.5862 是 位有效数字;
(2)有一石英钟总是偏快一些,这种误差属于 误差;(选填“偶然”或“系统”)
(3)水的密度真实值是1.0 × 103 kg/m3,小玲用天平和量筒测量水的密度值为0.98×103kg/m3,则这个测量值的绝对误差是 ;相对误差是 。
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第一章 走进物理世界
课时1.2 测量长度和时间
2022年课程标准
物理素养
2.2.1 会选用适当的工具测量长度和时间
物理观念:知道长度和时间的测量结果是由数值和单位组成的;知道测量有误差及减小误差的方法。
科学思维:使用适当的工具测量长度和时间、单位换算、长度的测量方法、误差的理解及减小误差的方法。
科学探究:认识比较法来鉴别物体;掌握刻度尺和停表的使用方法;会利用图表来处理数据。
科学态度与责任:知道测量是公平的比较,单位是比较的标准。在测量的过程中,培养严谨求实的科学态度。
知识点一、国际单位制和长度的单位
为了科学地进行测量,必须有一个公认的标准量作为比较的依据,这个标准量叫做单位。
为了便于各国间的科技、文化交流,国际上规定了统一的单位,叫做国际单位制。在国际单位制中,长度的基本单位是米,符号m。
特别提醒
计量单位制的形成和发展,与科学技术的进步、经济和社会的发展、国际间的贸易发展和科技交流,以及人们生活等紧密相关。
国际单位制,简称SI制,规定有七个基本量,分别是长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度,对应的国际单位名称(符号)为:米(m),千克(kg),秒(s),安培(A),开尔文(K),摩尔(mol),坎德拉(cd)。
知识点二、用刻度尺测量长度
1.有一个T形工件,如图所示,根据你的观察,上面一横(ab)的长度小于(选填“大于”“小于”或“等于”)下面一竖(cd)的长度;你用什么来检验观察结论是否正确?
答:用刻度尺测量ab和cd的长度,并比较;检验结果是:上面一横的长度等于(选填“大于”“小于”或“等于”)下面一竖的长度。
从以上的经历中,你能悟出什么道理?答:人的视觉不可靠。
2.在国际单位制中,长度的基本单位为m,比它大的单位为km,换算关系:1m=10-3km=103mm。
3.测量值与真实值之间的差异叫误差,多次测量取平均值是减小误差的最有效的方法。
4.如图所示刻度尺的分度值是0.1cm,所测物体长度为2.15cm,数据中的准确值是2.1cm,估计值是0.05cm。
典例01如图所示,读数方法正确的是______(选填“a”“b”或“c”),所测铅笔的长度为______。
【答案】 b 3.50cm
【解析】[1]刻度尺读数时,视线应该与刻度垂直,所以图中b方法正确,a方法会造成读数偏大,c方法会造成读数偏小。
[2]铅笔左边缘正对0刻线,右边缘正对3.5cm刻线,由于刻度尺分度值是1mm,读数要估读到分度值下一位,所以读作3.50cm。
知识点三、测量时间
1.国际单位制中,时间的基本单位是秒,符号为s。常用单位有:时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)。
时间单位的换算如下:
2.停表的示数如图所示,该停表所示的时间为3min38.3s。
典例02 如图所示的秒表,大表盘的分度值是_______;小表盘的分度值是_______;秒表的读数是_______s。
【答案】 0.1s 0.5min 337.5
【解析】[1]秒表的大表盘代表的是秒,把1s平均分成10份,每一份是0.1s,所以大表盘的分度值是0.1s。
[2]小表盘代表的是分,把1min平均分成2份,每一份是0.5min,所以小表盘的分度值是0.5min。
[3]图中秒表的示数为5min37.5s,即337.5s。
问题一:刻度尺的使用
【典例1】如图所示,木块的长度为_____________cm。
【答案】3.80
【解析】如题图所示,刻度尺的分度值为 0.1cm,物体的左端在刻度尺6.00 cm处,右端在9.80cm处,则物体的长度为
l=9.80 cm-6.00cm=3.80 cm
【变式1-1】为了增强身体素质,很多学校都在校园中增加了各种锻炼器材。图是某校新增的摸高器,它的分度值是 ,测量范围是 。
【答案】 1cm 1.78cm~3.02m
【解析】[1][2]由题图可知,摸高器一个大格为0.1m=1dm,一个大格均分为10个小格,一个小格为0.1dm=1cm,所以此摸高器的分度值是1cm,此摸高器的最下端为1.78m,最上端为3.02m,所以测量范围为1.78~3.02m。
【变式1-2】如图甲所示,西班牙制造的新式列车车厢的宽度,为判断新式列车车厢能否通过一处老式隧道,技术人员分别测量了隧道内部三处的宽度,如图乙所示,测量结果为:.技术人员使用的刻度尺分度值为 ,新式列车车厢 (能/不能)通过该隧道。
【答案】 1cm 不能
【解析】[1]刻度尺读数时需估读到分度值下一位,因此宽度为3.500米,合350.0厘米,其分度值为1厘米。
[2]列车宽度3.500米略宽于隧道某处的3.480米,因此列车不能通过该隧道。
问题二:停表的使用
【典例1】如图所示,秒表的读数为 s。
【答案】337.5
【解析】由图知,在秒表的中间小表盘上,一个小格代表0.5min,指针在“5”和“6”之间,偏向“6”一侧,在秒表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,指针在37.5s处,所以秒针指示的时间为37.5s,即秒表的读数为
300s+37.5s=337.5s
【变式2-1】如图所示,是用秒表记录的某同学跑400m的成绩,该同学的成绩是 min s。
【答案】 1 22
【解析】[1][2]如图所示,大表盘的分度值为1s,小表盘的分度值为1min,小表盘的指针超出了刻度1,大于1min,大表盘的指针指向22s,故该同学的成绩是1min22s。
【变式2-2】图中的停表记录了小红跑800m所用的时间,应记为 s。
【答案】222
【解析】停表小盘的分度值是0.5min,指针在3min和4min之间,偏向4min一侧,读数3min,大盘的分度值是0.1s,而大盘指针在42s,因此秒表读数为
t=3min+42s=222s
【基础强化】
1.关于误差,下列说法中正确的是( )
A.选用更精密的测量仪器,可以消除实验误差
B.不遵守测量仪器的使用规则,会造成实验的误差
C.利用多次测量取平均值的方法,可以减小测量中的错误
D.误差是测量值与真实值的差异,在测量中,误差是无法消除的
【答案】D
【解析】A.在测量中,误差是不可避免的,选用更精密的测量仪器,可以减小实验误差,但不能消除误差,故A错误;
B.不遵守测量仪器的使用规则,会造成实验结果出现错误,而不是误差,是可以避免的,故B错误;
C.利用多次测量取平均值的方法,可以减小测量中的误差,而错误是可以避免的,故C错误;
D.误差是测量值与真实值的差异,由于测量工具、方法及测量者的原因,在测量中,误差是不可避免的,故D正确。
故选D。
2.图中为甲、乙两把刻度尺同时测量一个木块的长度,则甲、乙两刻度尺的读数分别为( )
A.甲3.80cm,乙3.80cm B.甲2.80cm,乙2.8cm
C.甲2.80cm,乙2.80cm D.甲2.8cm,乙2.8cm
【答案】B
【解析】刻度尺甲的分度值是1mm,估读一位,记作
80cm-1.00cm=2.80cm
刻度尺乙的分度值是1cm,估读一位,记作
3.8cm-1.0cm=2.8cm
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.以下单位是国际制单位的是( )
A.h B.s C.km D.mm
【答案】B
【解析】AB.国际单位制中时间的基本单位为秒,符号为s,故A不符合题意,B符合题意;
CD.国际单位制中长度的基本单位为米,符号为m,故CD不符合题意.
故选B。
4.如图是用刻度尺测物体长度的实验,下列描述正确的是( )
A.该刻度尺的分度值是1.0cm B.物体的长度应记录为5.5cm
C.物体的长度应记录为5.50cm D.物体的长度应记录为5.84cm
【答案】C
【解析】A.由图可知,最小一个的长度为0.1cm,因此刻度尺的分度值为0.1cm,故A错误;
BCD.读数时视线应与刻度相平,应该在A的位置读数,刻度尺读数时估读到分度值下一位,物体从零刻度开始测量,因此长度为5.50cm。故BD错误,C正确。
故选C。
5.甲、乙都测量同一本书的长度,甲测量的结果是18.5cm,乙测量的结果是18.48cm,那么( )
A.甲用塑料卷尺测量长度时,如果用力拉卷尺进行测量,那么测量的结果将会偏大
B.甲、乙使用的刻度尺的分度值分别是1cm和1mm
C.甲、乙测量的结果不同,必定有一个是错误的
D.甲、乙测量的结果都是正确的,都没有误差
【答案】B
【解析】A.用被拉长了的塑料卷尺测量物体长度,物体的真实值不变,被拉长的塑料卷尺上的分度值的真实长度变大,但分度值的示数没有变化,因此其测得的结果比真实值偏小,故A不符合题意;
B.甲测得的结果是18.5cm,最后的一个5是估计值,倒数第二位是8,表示8cm,所以这把刻度尺的分度值是1cm;乙测得的结果是18.48cm,最后一个8也是估计值,倒数第二位是4,表示4mm,所以这把刻度尺的分度值是1mm,故B符合题意;
CD.两名同学使用了分度值不同的刻度尺,由于测量总是存在误差,在误差范围内,两人的测量结果都是正确的,但都有误差,故CD不符合题意。
故选B。
6.下列有关长度单位换算正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.“169.8cm×10-2m”得到的单位不存在,故A错误;
B.“169.8×10-2”得到的数据没有单位,故B错误;
C.进率及过程正确,故C正确;
D.“169.8cm×10-2”不等于1.698m,故D错误。
故选C。
7.如图所示,秒表的示数为 s,物体的长度为 cm。
【答案】 337.5 2.50
【解析】[1]秒表大盘的分度值是0.1s,指针在37.5s;小盘的分度值是0.5min,指针在5min和6min之间,偏向6min,所以时间读数为:5min37.5s=337.5s。
[2]刻度尺的分度值是1mm,读数时,物体的起始端对应的刻度值是1.00cm,末端对应的刻度值是3.50cm,物体长度为
3.50cm-1.00cm=2.50cm
8.如图所示,用两刻度尺A、B分别测量同一物体的长度, 尺精密些,A尺的分度值是 ,其示数是 cm。
【答案】 A 1mm 2.18
【解析】[1][2]由图知,刻度尺A的每一大格为1cm,且每一大格被分成十份,所以分度值是
刻度尺B的每一小格为1cm,其分度值是1cm;刻度尺A的分度值小于刻度尺B的分度值,故A尺精密些。
[3]如图所示,A刻度尺的分度值是0.1cm,右侧读数精确值为2.1cm,估读值为0.08cm,所以其示数是为
9.如图所示,体育老师用停表记录小高某次短跑的成绩,则小高的成绩是 min s。
【答案】 1 21
【解析】[1][2]停表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,停表读数是两个表盘的示数之和。图中秒表小盘的分度值是1min,大盘的分度值是0.5s,因此秒表读数为1min21s。
【素养提升】
10.如图是一种测量身高的仪器,该仪器上刻度尺的数字对应的单位是 (选填“cm”或“mm”),刻度尺的分度值是 ,图中测量对象的身高为 cm。
【答案】 cm 1 cm 165.0
【解析】[1]中学生的身高在160 cm左右,由图知,测量对象身高对应的是“165”,故推知该刻度尺数字对应的单位是“cm”。
[2][3]“160”和“170”之间有10个小格,所以1个小格代表1 cm,即该刻度尺的分度值是1 cm,测量对象的身高为165.0 cm。
11.长度测量是最基本的测量,如图是某同学使用刻度尺测量某一物体长度的情景,则该刻度尺的分度值是 mm,被测物体的长度是 cm。
【答案】 1 3.50
【解析】[1]刻度尺每1cm之间有10个小格,所以每小格表示1mm,刻度尺的最小分度值是1mm。
[2]物体左边对齐2.00cm刻度线,右侧对齐5.50cm刻度线,相减为物体的长度读数,为3.50cm。
12.某同学用钢卷尺测得自己的身高为1.714m,那么此钢卷尺的分度值是 ,数据中的准确值是 ,如果改用cm作单位,该同学的身高应记为 cm。
【答案】 1cm 1.71 m 171.4
【解析】[1]为了减小误差,读数时估读到分度值的下一位,即读数的最后一位是估读的。由身高1.714m可知数字1是倒数第二位,即厘米位,对应于刻度尺的分度值,所以该刻度尺的分度值为1cm。
[2]测量数据由准确值和估读值组成,最末一位数值为估读值,其余的为准确值,所以准确值为1.71m。
[3]单位换算
1.714m = 1.714× 100cm= 171.4cm
所以该同学的身高应记为171.4cm。
13.在“用刻度尺测量长度”的实验中,甲、乙两位同学用刻度尺测量同一木块的长度,如图甲、乙所示。
(1)所用刻度尺的量程是 cm,分度值是 ;
(2)从刻度尺的放置而言, 同学的测量方法不正确;
(3)测得木块的长度为 cm。
【答案】 0~10 0.1cm 乙 3.80
【解析】(1)[1]由图知道,刻度尺最小示数是0cm,刻度尺最大示数是10cm,所以量程为0~10cm;
[2]由图知道,刻度尺1cm之间分为10个小格,每个小格表示0.1cm,即分度值为0.1cm。
(2)[3]使用刻度尺测量物体长度时,刻度尺有刻度的一面紧贴被测部分,始端与0刻度线对齐。由图知道,甲同学测量方法正确,乙同学测量方法不正确。
(3)[4]木块左侧与0.00cm对齐,右侧与3.80cm对齐,所以木块的长度为
L=3.80cm-0.00cm=3.80cm
【能力培优】
14.(1)小冬同学用手中的刻度尺测量一支铅笔的长度,下图中关于刻度尺使用方法正确的是 。
(2)小冬先后测量了4次,测得的结果分别为4.49cm,4.50cm,4.16cm,4.52cm,这把刻度尺的分度值是 ,其中错误的数据是 ,用多次测量求平均值的方法目的是 ,这支铅笔的长度为 cm。
【答案】 C 1mm 4.16cm 减小误差 4.50
【解析】(1)[1]由图知:A.铅笔左端没有与刻度线对齐,故A错误;
B.刻度尺有刻线的一侧没有靠近被测物体,故B错误;
C.刻度尺放置及读数方法正确,故C正确;
D.铅笔左侧既没有与刻度线对齐,也没有与整格刻度线对齐,读数时视线没有与铅笔右侧所对刻线相垂直,故D错误。
故选C。
(2)[2]刻度尺读数时要读到分度值的下一位,由四次的测量结果可以看出所用刻度尺的分度值为1mm。
[3]四次测量数据中,第三次的实验数据4.16cm与其余三次测量数据的准确值不同,为错误数据。
[4][5]用多次测量求平均值的方法可以为了减小测量误,则物体的长度是
15.长度的测量
(1)如图甲所示,用刻度尺和三角板测量的硬币直径是 (要求估读到分度值的下一位)。
(2)如图乙所示,游标卡尺可以直接、更精确地测量出圆柱体的直径。如图丙所示,世界上最早的游标卡尺,公元初年,王莽变法改制,制作的一种铜卡尺,它同现代的游标卡尺十分相似,比西方科学家制成的游标卡尺早1700多年。
请从下面A、B两个问题中任选一个回答:
A.简述长度测量工具的变化历史;
B.请你从性能、用途等角度分析,找出图乙中游标卡尺的优势和劣势各一条,并对劣势提出改进建议。
选择的问题字母编号 ,回答: 。
【答案】 2.52cm 见解析 见解析
【解析】(1)[1]甲图中刻度尺的分度值为0.1cm,对硬币两边读数分别为2.00cm、4.52cm,则硬币的直径为
d=4.52cm-2.00cm=2.52cm
(2)[2][3]A:最早在机械制造中使用的是一些机械式测量工具,例如角尺、卡钳等。16世纪,在火炮制造中已开始使用光滑量规。1772年和1805年,英国的J.瓦特和H.莫兹利等先后制造出利用螺纹原理测长度的瓦特千分尺和校准用测长机。19世纪中叶以后,先后出现了类似于现代机械式外径千分尺和游标卡尺的测量工具。19世纪末期,出现了成套量块。继机械测量工具出现的是一批光学测量工具。19世纪末,出现立式测长仪,20世纪初,出现测长机。到20年代,已经在机械制造中应用投影仪、工具显微镜、光学测微仪等进行测量。1928年出现气动量仪,它是一种适合在大批量生产中使用的测量工具。电学测量工具是30年代出现的。最初出现的是利用电感式长度传感器制成的界限量规和轮廓仪。50年代后期出现了以数字显示测量结果的坐标测量机。60年代中期,在机械制造中已应用带有电子计算机辅助测量的坐标测量机。至70年代初,又出现计算机数字控制的齿轮量仪,至此,测量工具进入应用电子计算机的阶段。
B:图乙中游标卡尺使用时由两侧卡钳将被测物体卡住后进行读数,方便测量不规则物体或立体空间的长度,是一种比较精密的测量仪器,精度可达到0.02mm,但使用过程较为复杂,读数也较刻度尺复杂,日常使用后需进行维护保养,读数可改为数码显示较为方便使用。
16.在某次测量活动中,学成同学对一个圆的直径进行了测量,并将五次测量的数据记录如下∶
实验次数
1
2
3
4
5
测量值(cm)
17.72
17.69
17.7
17.18
17.71
(1)请在图中画出一种测量圆直径的方法。
(2)他的测量数据中是否存在错误,如果有请写出错误数据有哪些。
(3)他这次测量的结果应该为多少?
【答案】(1);(2)存在错误;错误数据有17.7cm、17.18cm;(3)17.71cm
【解析】(1)采用“化圆为方”思想,在圆的两侧各用一把三角直尺紧贴,通过测量三角直尺间的距离即可,如图所示:
(2)他的测量数据中存在错误,错误数据有17.7cm、17.18cm,前者分度值不对,后者差异较大。
(3)这次测量的结果应该为各正确数据的平均值,即
17.如图甲、乙所示:
(1)在测物体的长度时,两种使用方法中正确的是 图,不正确的图对测量结果 (选填“偏大”或“偏小”),此刻度尺的分度值为 cm,此笔的长度为 m。
(2)用刻度尺测物理课本的长度需要多次测量,其目的是 ;若四次读数分别为25.98cm、26.00cm、26.02cm、26.42cm,其中错误的数据是 ,该物理课本的长度应为 cm。
(3)若有一把由金属制成的刻度尺,且这种金属材料随温度的变化很明显,那么在严寒冬季用它测物体的长度时,其测量结果将 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 甲 偏大 0.1 0.0340 取平均值减小误差 26.42cm 26.00 偏大
【解析】(1)[1][2][3][4]读图可知,乙图中刻度尺在读数时,视线并未与尺面末端刻度垂直,因此乙是错误的,乙图的读数偏大,甲是正确的;图甲中刻度尺的分度值为0.1cm,其示数为3.40cm=0.0340m。
(2)[5][6][7]用刻度尺测物理课本的长度需要多次测量,多次测量的目的是取平均值减小误差;四次读数中,26.42cm与其他数据相差较大,属错误数据,应去除,则物理课本的长度为
(3)[8]由于金属的热胀冷缩,严冬季节,尺子实际长度收缩变小,而刻度依然是原来标注的刻度,所以用其测量物体的长度时,其测量结果会偏大。
18.请阅读《误差与有效数字》并回答问题
误差与有效数字
测量值与被测物体的真实值总会有差异,这种差异叫作误差。所谓的真值是一个物理量在一定的条件下具有客观的真实数值。实验时由于仪器本身的不准确,测量方 法不够完善,测量者的粗心大意(或不良习惯)和无法预计的偶然因素等原因,使得 测量值往往偏离真值。误差和错误不同,误差是不可能避免的,但是可以想办法减小。测量误差可用绝对误差表示,也可用相对误差表示。绝对误差是测量值与被测量真值 之差。相对误差是绝对误差与真值之比,可用百分数表示。
测量误差按其性质不同可分为系统误差和偶然误差。系统误差是按确定方向变化的,它不会在同一条件下时大时小,时正时负。系统误差的来源为:仪器本身的不准确、实验条件未满足和测量方法不完善等。使测量结果单一偏大或偏小。偶然误差是一种时大时小,时正时负按统计规律变化的。偶然误差的来源为:判断误差,测量条件不稳定,仪器受某些偶然因素的制约以及外界干扰等。用多次测量取算术平均值的方法可以减小偶然误差。
测量结果一般都用有效数字表示。如刻度尺的最小分度值是1mm ,用这只尺子测量一铅笔的长度是4.25 cm,由于尺子的分度值是1mm,所以数据中的4和 2是从尺子上准确读出来的,而数字5只能通过目测估计得出。这样由准确数字和一位估计数字组成的数字,叫作有效数字。有效数字就是一个数从左边第一位非零数字直到误差所在的最后一位数字的总称。有效数字的最后一位是有误差的。我们在用刻度尺测量长度读数时,应读到最小分度值的下一位,最小分度值的下一位数值就是估读值。如图所示,是用刻度A尺测量木条长度示意图,刻度尺的分度值是1mm ,应先读出准确值为3.9 cm,在读出估读值 0.05 cm。木条的长度是3.95cm 。这个有效数字有4位。由于最后一位是估读的,所以最后一位是有误差的。
(1)有效数字0.5862 是 位有效数字;
(2)有一石英钟总是偏快一些,这种误差属于 误差;(选填“偶然”或“系统”)
(3)水的密度真实值是1.0 × 103 kg/m3,小玲用天平和量筒测量水的密度值为0.98×103kg/m3,则这个测量值的绝对误差是 ;相对误差是 。
【答案】 4 系统 20kg/m3 2%
【解析】(1)[1] 0.5862从左到右,第一个不为零的数字起是4位有效数字。
(2)[2]石英钟总是偏快一些,不是一两次偏快,没有偶然性,属于系统误差。
(3)[3][4]绝对误差=测量值-真实值,则这个测量值的绝对误差是
1.0×103kg/m3-0.98×103kg/m3=20kg/m3
相对误差是
=2%
(
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