初高中物理衔接教材：衔接点15 相关实验仪器及知识(原卷版)

衔接点15 相关实验仪器及知识
一、误差
1、误差：测量值与真实值的差异称为误差。

误差存在于一切测量之中，而且贯穿测量过程的始终。

2、系统误差与偶然误差：从误差来源看，误差根据其性质分为系统误差和偶然误差。

（1） 系统误差：系统误差主要是由于实验原理不够完备、实验仪器精度不够或实验方法粗略而产生的。

系统误差的基本特点是：实验结果对真实值偏差总是具有相同的倾向性，即总是偏大或偏小。

减小系统误差的方法有：改善实验原理、提高实验仪器的测量精度、设计更精巧的实验方法。

（2）偶然误差：偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的。

偶然误差的特点是：有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的机会相等。

减小偶然误差的方法有：多次实验取平均值。

通常将足够多次数的测量结果的平均值取为该待测量的真实值。

3、绝对误差与相对误差：从分析数据看，误差分为绝对误差和相对误差。

（1）绝对误差：绝对误差是测量值与真实值之差。

即绝对误差真实值测量值-=∆x ，它反映测量值偏离真实值的大小。

（2）相对误差：相对误差等于绝对误差x ∆与真实值0x 之比。

常用百分数表示：
%1000
⨯∆=
x x
η。

相对误差反映了实验结果的精确程度。

（3）对于两个测量值的评估，必须考虑其相对误差。

绝对误差大者，其相对误差不一
定大。

二、测量仪器
1．游标卡尺 （1）游标卡尺的结构
游标卡尺的构造如图1所示，它的做测量爪固定在主尺上并与住尺垂直，右测量爪与左测量爪平行，固定在游标尺上，可以随同游标尺一起沿主尺移动。

知识点梳理
图1
（2）游标卡尺的测量原理
主尺上的最小分度与游标尺上的最小分度不一样长，有一个差值，差值不同，尺的精确度就不同。

常用的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的。

主尺上的每一小等分刻度都是1 mm，而游标尺上的每一个小等分刻度比1 mm要小一些。

（3）游标卡尺的读书方法
2．螺旋测微器
（1）构造：如图2所示是常用的螺旋测微器，它的小砧A和固定刻度B固定在框架C 上，旋钮D、微调旋钮D'、可动刻度E与测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上。

图2
（2）原理：精密螺纹的螺距是0.5 mm，即每旋转一周，F前进或后退0.5 mm，把这一周分成50等分，每一等分对应固定刻度上的0.01 mm，即可动刻度每转过一等分，F前进或后退0.01 mm，因此，从可动刻度旋转了多少等分就知道长度变化了多少个0.01 mm，用它测量长度，可以精确到0.01 mm，还可以估读到0.001 mm（即毫米的千分位），因此
螺旋测微器又称为千分尺，它是把前后方向的微小变化和圆周上的旋转变化对应起来，放大了这种变化。

（3）读数变化：先从固定刻度B上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度上的轴向线重合，从而读出可动刻度示数（注意估读）。

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3．电流表和电压表
学生实验中用的直流电流表的量程为0~0.6A、0~3A。

直流电压表的量程为0~3V、0~1 5V，读数时，首先要看清每大格及每小格所表示的数值。

（1）最小分度是“1”的仪表，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读。

（2）最小分度是“2”或“5”的仪表，测量误差出现在同一位上，同一位分别按二分之一或五分之一估读。

1．小文根据如图所示的情况，把它们的示数、测量结果分别记录在了每个图的下面。

其中记录正确的是
A．B．
C．D．
2．一同学在某次实验中测量一物体长度，记录结果为1.247cm，则该同学所使用的测量工具
A．可能为最小刻度为毫米的刻尺
B．可能为20分度的游标卡尺
C．一定不是50分度的游标卡尺
D．可能为螺旋测微器
3．对于误差下面说法不正确的是
A．天平两臂不完全等长会造成系统误差
B．在空气中测量重力加速度会带来系统误差
C．电表指针由于轴上的摩擦停下来的位置可能一次偏大一次偏小属于系统误差
D．人读仪表时，眼睛的位置可能一次向左偏，一次向右偏属于偶然误差
4．学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法.下图是我们学习过的几个实验，其中所用的物理思想与方法表述正确的是：
①螺旋测微器测长度
②验证力平行四边定则
③探究加速度与力质量的关系
④观察桌面微小形变
A．①用到了控制变量法
B．①用到了等效思想
C．①用到了微元法
D．①用到了归纳法
5．下列游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为
A．1.22cm、6.86mm
B．1.220cm、6.860mm
C．12.20mm、6.360mm
D．12.20cm、6.36cm
6．在“用托盘天平测量物体质量”时，某同用已调节好的天平在测物体质量过程中，通过增、减砝码后，发现指针指在分度盘的中央刻度线左边一点，这时他应该
A．把横梁右端螺母向右旋出一些
B．把横梁右端螺母向左旋进一些
C．向右移动游码
D．把天平右盘的砝码减少一些
7．甲、乙两位同学用刻度尺测量同一竹竿的长度时记录的数量分别是，甲为5.65m，乙为5.650m．根据你学过的物理知识判断下列说法正确的是
A．甲同学使用的是最小刻度为厘米的刻度尺进行测量
B．乙同学使用的是最小刻度为厘米的刻度尺进行测量
C．甲同学的记录数准确到厘米
D．乙同学使用的是最小刻度为毫米的刻度尺进行测量
8．关于实验器材，下列说法正确的是
A．游标卡尺可以测杯子的深度
B．电容相同的电容器，其储存的电量必相同
C．打点计时器只能接低压交流电源
D．定值电阻的阻值与其两端电压成正比，与其通过的电流成反比
9．用打点计时器研究物体运动时，接通电源和让纸带随物体开始运动，这两个操作的时间关系应当是
A．先接通电源，后释放纸带
B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带的同时接通电源
D．先释放纸带或先接通电源都可以
10．如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动
记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为x，用
x
t
∆
∆
近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度．为
使
x
t
∆
∆
更接近瞬时速度，正确的措施是
A．换用宽度更窄的遮光条
B．提高测量遮光条宽度的精确度
C．使滑块的释放点更靠近光电门
D．增大气垫导轨与水平面的夹角
11．一个实验小组在做“探究弹簧形变与弹力的关系”的实验中，使用了两根不同的轻质弹簧M和N，他们得到弹力与弹簧长度的关系图象如图所示，则由图可知
A．M的原长比N的长
B．M的劲度系数比N的大
C．实验过程中两弹簧都已超过了弹性限度
D．弹力与弹簧长度成正比
12．关于游标卡尺和螺旋测微器的读数，下列说法正确的是
A．游标卡尺读数为5.45cm
B．游标卡尺读数为5.45mm
C．螺旋测微器读数为6.726cm
D．螺旋测微器读数为0.6726cm
13．下列关于误差及有效数字的认识正确的是
A．0.0680是两位有效数字
B．0.0680是三位有效数字
C．多次测量取平均值的办法只能减小偶然误差
D．多次测量取平均值的办法可以消除系统误差
14．关于测量，下列说法正确的是
A．测量长度要有估计数字，估计数字的位数越多，误差就越小
B．在记录测量结果时，只写数值，不写单位是毫无意义的
C．记录测量的结果，所用单位不同时，不会影响测量结果的准确程度D．为了减少误差，进行任何一个测量，都要采取多次测量求平均值的方法15．下列说法正确的是
A．从来源上看，误差可分为系统误差和偶然误差
B．系统误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的概率相同C．测量结果184.2mm和18.42cm是相同的
D．测量结果中，小数点后面的0都是有效数字
16．关于测量误差问题，以下说法正确的是
A．即使仔细地多测量几次，也不能避免误差
B．系统误差的特点是测量值比真实值总是偏大或偏小
C．偶然误差总是有时偏大有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同
D．要减小系统误差就得多次测量取平均值
17．图中游标卡尺的读数为________mm，螺旋测微器的读数为________mm。