内容正文:
2025年人教版初中物理新教材
第一章《机械运动》第一节《长度和时间的测量》课后作业题(适用全国地区)
一、知识梳理
1.长度的单位
国际单位:在国际单位制(SI)中,长度的基本单位是米(m) 。
常用单位:除米之外,常用长度单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。这些单位与米之间存在明确的换算关系,例如 1 km = 1000 m = 10³ m ,1 m = 10 dm = 100 cm = 1000 mm = 10³ mm ,1 mm = 10³ μm ,1 μm = 10³ nm 。
单位符号规范:在进行单位换算和书写测量结果时,单位要用规定的字母符号规范书写,避免使用不规范或错误的符号,如千米应写为 “km”,而不是 “Km” 或 “kM” 等错误形式。
2.长度的测量
常见工具类型:长度测量工具种类繁多,常见的有刻度尺、卷尺、三角尺、游标卡尺、螺旋测微器等 。不同工具适用于不同的测量场景和精度要求,刻度尺是最基础且应用广泛的工具,一般用于日常生活和普通实验中的长度测量;卷尺常用于测量较长距离,如教室长度、操场跑道长度等;三角尺在测量角度相关长度或辅助测量直角边等场景中发挥作用;游标卡尺和螺旋测微器则属于精密测量工具。
刻度尺正确使用方法
选:根据实际测量要求,综合考虑量程和分度值来选择合适的刻度尺 。若测量教室长度,对精度要求不高,选择分度值为 1 cm、量程为几米的卷尺即可满足需求;而在测量机械手表零件尺寸时,因对精度要求极高,需选用分度值为 0.01 mm 甚至更小的游标卡尺或螺旋测微器。
放:测量时,零刻度线要准确对准被测物体的一端,若零刻度线磨损,选择其他清晰整数刻度线对准;有刻度线的一边必须紧贴被测物体,且与被测物体保持平行,不能歪斜,否则测量结果会产生较大偏差,导致测量不准确。
看:读数时,视线要与尺面垂直,不能斜视或仰视。错误的视线角度会造成视觉误差,使读取的刻度值不准确。例如,斜视时可能会多读或少读刻度,从而影响测量结果的真实性。
读:读数需估读到分度值的下一位 。以分度值为 1 mm 的刻度尺测量物体长度为例,若测量结果显示物体末端位于 2.3 cm 到 2.4 cm 之间,且更靠近 2.3 cm,此时准确值为 2.3 cm,而估读值可能为 0.05 cm(这只是示例,具体估读值根据实际观测情况而定),那么测量结果应记录为 2.35 cm 。估读位虽然存在一定不确定性,但它能提高测量的精确程度,使测量结果更接近真实值。
记:记录测量结果时,必须同时包含数字和单位 。仅有数字而无单位,无法明确该测量值所代表的物理量实际大小,例如 “10”,不清楚是 10 米、10 厘米还是其他单位,毫无物理意义。只有完整记录如 “10 cm”,才能准确表达测量结果。
3.长度测量特殊方法
累积法:当被测物体长度小于刻度尺分度值,难以直接准确测量时,采用累积法 。如测量一张纸的厚度,由于一张纸太薄,直接测量误差极大,可先测量 100 张纸的总厚度,假设总厚度为 1 cm,那么一张纸的厚度 = 1 cm÷100 = 0.01 cm;测量细铜丝直径时,将细铜丝紧密缠绕在铅笔上若干圈(如 20 圈),测量出缠绕部分的总长度,假设为 4 cm,那么细铜丝直径 = 4 cm÷20 = 0.2 cm 。通过累积多个相同微小长度,再进行平均计算,有效提高测量精度。
化曲为直法:对于测量曲线长度,可采用化曲为直法 。将棉线与待测曲线完全重合,在棉线两端做好标记,然后把棉线拉直,用刻度尺测量棉线长度,该长度即为曲线长度。例如测量地图上铁路线长度,就可利用棉线沿着铁路线摆放,重合后拉直测量;测量圆形花坛周长时,也可通过软绳绕花坛一周,再测量软绳长度得到花坛周长。
滚轮法:滚轮法适用于测量较长的曲线或直线距离 。用已知周长的轮子沿曲线或直线滚动,记下轮子滚动的圈数,通过轮子周长乘以圈数得到被测长度。如测量操场跑道长度,已知轮子周长为 0.5 m,沿跑道滚动 1000 圈,那么跑道长度 = 0.5 m×1000 = 500 m 。在实际应用中,工人常使用专门的滚轮测量道路长度,方便快捷。
平移法:平移法用于测量一些形状不规则或难以直接测量的物体长度,如测量硬币直径、圆柱体直径等 。以测量硬币直径为例,使用两个三角板和一把刻度尺,将三角板的直角边与硬币两侧紧密贴合,再用刻度尺测量两个三角板之间的距离,该距离就是硬币的直径。此方法通过巧妙借助辅助工具,将不可直接测量的长度转化为可测量的长度,解决测量难题。
4.时间的单位
基本单位:在国际单位制中,时间的基本单位是秒(s) 。
常用单位:常用时间单位还包括时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)等 。它们与秒之间的换算关系为:1 h = 60 min = 3600 s ,1 min = 60 s ,
5.时间的测量工具
日晷:日晷是一种古老的计时工具,历史悠久 。它由晷针和晷面组成,利用太阳的投影方向来测定并划分时刻。随着太阳在天空中位置的变化,晷针在晷面上的影子也会相应移动,人们根据影子在晷面上的位置就能知道当前的大致时间。
沙漏:沙漏也是古代常用计时工具之一 。它通过沙子从一个容器漏到另一个容器的数量来计量时间,一般由两个玻璃容器和一个狭窄的连接管道组成.
钟表与电子表:钟表和电子表是现代生活中常见的计时工具 。
停表:停表分为机械停表和电子停表,在物理实验和体育赛事等需要精确测量时间间隔的场景中应用广泛 。机械停表一般有两个表盘,小盘表示分钟,大盘表示秒 。使用时,按下开始 / 启动键,表针开始转动;再次按下该键,表针停止转动,此时进行读数;最后按下复位键,表针弹回零点 。读数时,先读小盘分针示数,注意分针是否过半格(若过半格,大盘秒针读 31 - 60 s 这一圈示数;未过半格,则读 0 - 30 s 这一圈示数),再读大盘秒针示数,两者相加即为停表读数。电子停表读数直接显示在屏幕上,一般精确到 0.01 s 或 0.001 s ,使用时按相应按钮进行开始、停止和复位操作,操作简便,读数直观准确。在物理实验中测量物体运动时间,或体育比赛中测量运动员跑步、游泳等项目的比赛用时,停表都能发挥重要作用。
6.误差
误差的定义:误差指的是测量值和真实值之间的差异 。在任何实验测量中,由于受到所用测量仪器本身精度限制、测量方法的不完善以及测量环境等多种因素影响,测量结果都不可能绝对准确地等同于真实值,误差总是客观存在的。例如使用刻度尺测量物体长度,即使操作规范,由于刻度尺刻度不可能绝对均匀,测量人读取数据时眼睛分辨能力有限等原因,测量值与物体真实长度之间总会存在一定差异,这个差异就是误差。
7.误差产生的原因
测量仪器因素:测量仪器本身的精密程度是影响误差的重要因素之一 。
测量人因素:测量人在读取测量数据时,由于眼睛的分辨能力有限,不可避免地会产生估读误差 。
测量环境因素:测量环境中的温度、湿度、气压等因素可能对测量仪器或被测物体产生影响,从而导致误差 。
8.误差与错误的区别
错误可避免性:错误是由于测量方法不正确、违反测量操作规范等原因导致的,只要严格按照正确的测量方法和操作规范进行测量,错误是可以完全避免的 。
误差不可避免性:误差则是由于测量仪器精度、测量环境等客观因素限制,以及测量人主观分辨能力局限等原因造成的,是不可避免的 。
9.减小误差的方法
多次测量取平均值:多次测量取平均值是减小误差最常用且有效的方法之一 。以测量物体长度为例,对同一物体进行 5 次测量,得到数据分别为 1.23 cm、1.25 cm、1.24 cm、1.26 cm、1.24 cm ,将这些数据相加后除以测量次数 5,即 (1.23 + 1.25 + 1.24 + 1.26 + 1.24)÷5 = 1.244 cm ,这个平均值比单次测量结果更接近真实值。通过多次测量,不同次测量中产生的误差可能相互抵消一部分,从而使平均值的误差相对单次测量误差更小。
使用精密测量工具:使用精度更高的测量工具能有效减小误差 。
改进测量方法:不断改进测量方法也是减小误差的重要途径 。
二、练习题
1.一支未使用过的2B铅笔的长度最接近于( )
A.10cm
B.20cm
C.30cm
D.40cm
2.下面关于刻度尺的使用,说法正确的是( )
A.使用刻度尺前,没必要观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值
B.没有零刻度线的刻度尺,不能用来测量物体
C.读数时,视线要与尺面垂直
D.测量时,刻度尺必须与被测物体的左端对齐
3.如图所示,用刻度尺测量铅笔的长度,测量方法正确的是( )
A B C D
4. 测得某同学身高为1.580m,下列说法中正确的是 ( )
A.所用刻度尺的最小刻度是1m
B. 测量结果准确到1cm
C.测量结果准确到1mm
D. 最后一位数字是准确数字
5. 实验小组的四位同学,分别用一把分度值是1mm的刻度尺,先后测量物理课本的长度,下列测量结果中,记录正确的是 ( )
A.25.81
B.25.82dm
C.25.82cm
D.25.816cm
6.关于测量,下面说法中正确的是( )
A.选用更精密的测量仪器,就可以避免误差
B.多次测量取平均值可以消除误差
C.零刻线磨损的刻度尺不能测量任何物体的长度
D.使用测量工具时不能超过量程,否则有可能损坏测量工具
7.在运动会跳远比赛中,用皮卷尺测量比赛成绩,如在测量时将皮卷尺拉得太紧,则测量值会( )
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 都有可能
8.天文学上光年是 ( )
A. 速度单位
B. 长度单位
C. 时间单位
D. 以上答案都不对
9.要测量一元硬币的厚度,为使测量结果的误差较小,下列方法中最佳的是( )
A.用刻度尺仔细地测量硬币的厚度
B.用刻度尺多次测量硬币的厚度,求平均值
C.用刻度尺分别测出10个一元硬币的厚度,求平均值
D.用刻度尺测出10个一元硬币叠加起来的总厚度,再除以10,求得一元硬币的厚度
10.现要测量某圆柱体的直径,如图所示的几种测量方法中,正确的是( )
11.下列单位换算正确的是( )
A.12.56 cm=12.56×10-2 m=0.125 m
B.12.56 cm=12.56 cm×10-2 m=0.125 m
C.12.56 cm=12.56÷102 m=0.125 m
D.12.56 cm=12.56×10-2 cm=0.125 m
12.给下列各数据填上适当的单位:
(1) 一张纸的厚度约70_______
(2)学校学生课桌的高度80 _______
(3)一支新铅笔的长度是1.75
(4)一枚壹元硬币的厚度是2.2
(5)一个中学生的身高1.65
(6)物理课本的长度大约是2.59
13.如图所示的刻度尺,其分度值为 mm,小红用该刻度尺对实际长度为70.0 cm的课桌进行测量,测得数据约为66.7 cm,经过分析,导致该测量结果错误的原因可能是 ,纠正错误后,为了减小实验误差,还要进行 .
13题图 14题图
14.如图1所示,所测物体的长度是 cm.如图2所示,停表显示的时间是 s.
15.某同学用一把刻度均匀的米尺量得一桌边长为0.980m,然后发现该米尺与标准尺相比,此米尺的实际长度为1.002m,则桌边的实际长度是 。
16.有的同学认为多次测量求平均值,平均值取的数字位数越多越好,你认为这种说法对吗?为什么?假如有甲、乙两位同学用相同的刻度尺(其分度值为厘米)测量物理课本的长度时,甲测出的结果是26.35cm,乙测得结果是26.3cm,你认为谁测的结果较合理?
17.某同学用以下步骤和方法来测算物理课本内页每张纸的厚度.
① 将从封面开始的10页纸叠紧;
②用刻度尺量出这叠纸的厚度记为L;
③算出每张纸的厚度为d=L/10.
该同学在以上做法中有三个错误,这三个错误分别是:
2 __________________ ;
②________________________;
③__________________ ___;
18. 小丽欲测量一根长为L的细铜丝的直径,她的实验步骤如下:
A.将细铜丝拉直,用刻度尺测出细铜丝的长度L1;
B.用刻度尺测出圆铅笔杆上铜丝绕圈总长度L2
C.用铜丝的长度除以铜丝的圈数n,即得细铜丝的直径d
D.将细铜丝紧密排绕在圆铅笔杆上
E.数出排绕在圆铅笔杆上的细铜丝的圈数n
(1)以上步骤中,没有必要的步骤是 ,错误的步骤是 ,还缺少的步骤F是 。
(2)实验步骤的合理顺序应是 。
一、知识梳理
1.米 m 1 000 10 000 100 000
2.精确 估计
3.秒 s 60 3 600
4.测量值 真实值
二、练习题
1.B
2.C
3.C
4.B
5.C
6.D
7.B
8.B
9.D
10.C
11.A
12.(1)µm(2)cm(3)dm(4)mm(5)1.65 m(6)dm
13. 2.1;将刻度尺的总长度看成它的量程,累积测量所得;多次测量求平均值
14. 2.50;50
15. 0.982m
16. 答:这种说法不对.因为估读数字处在最小刻度值的下一位,且估读数字只有一位,取多了失去意义.
乙测的结果较合理.
17. (1)封面与内页厚度不同; (2)选用页数太少,不便测量;(3)1张纸2页,应用总厚度除以张数.
18. (1)AC 用细铜丝线圈的长度L2除以细铜丝的圈数n,即得细铜丝直径(2)DEBF
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