人教版2024-2025學(xué)年八年級物理上冊舉一反三系列1.1長度和時間的測量(原卷版+解析)

1.1 長度和時間的測量（原卷版） 本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解物質(zhì)世界的尺度； 2.知道長度的單位，以及國際單位與常用單位之間的換算關(guān)系； 3.知道時間的單位，以及國際單位與常用單位的換算關(guān)系； 4.會使用刻度尺進(jìn)行長度的測量； 5.了解秒表使用與讀數(shù)； 6.初步了解誤差的概念； 7.能根據(jù)日常生活經(jīng)驗估測長度和時間。 要點一 長度與時間的概念 1.長度：長度是物理學(xué)中的基本物理量。 （1）長度單位：在國際單位制中，長度的單位是米（用m表示）。常用的長度單位還有千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、納米（nm）等。 千米（km）、米（m）、毫米（mm）、微米（μm）、納米（nm）相鄰之間都是千進(jìn)位（103），1km=103m，1m=103mm=106μm=109nm； 米（m）、分米（dm）、厘米（cm）相鄰之間都是十進(jìn)位，1m=10dm=100cm。 （2）長度的估測：在平時，大家應(yīng)多積累生活方面的知識，估測物體長度也是生活積累的一個方面。如黑板的長度大概2.5m、課桌高0.7m、課本高30cm,籃球直徑24cm、鉛筆芯的直徑1mm 、一只新鉛筆長度20cm 、手掌寬度1dm 、墨水瓶高度6cm等等。 2.時間：時間也是物理學(xué)中的基本物理量。 (1)在國際單位制中，時間的單位是秒（s），常用單位還有分鐘（min）、小時（h）等。 1h=60min=3600s(1h=60min)。 （2）時間的測量常用工具是鐘表、秒表。在現(xiàn)代生活中，通常用鐘表測量時間，實驗室和運動場常用秒表測量時間。 3.國際單位制 （1）單位：是用來比較某個物理量大小的標(biāo)準(zhǔn)量。 （2）國際單位制：國際計量組織制定的一套國際統(tǒng)一的單位，叫國際單位制（簡稱SI）。是國際上統(tǒng)一使用的單位。 （3）我國的法定計量單位是以國際單位制為基礎(chǔ)的，物理學(xué)中各物理量的單位都采用國際單位制。 【例】身高160cm的小明，利用自己的身體特征進(jìn)行了以下估測，接近真實值的是（　?。?。 A．教室寬5臂展，約8m（臂展：兩臂左右平伸時，兩手中指尖之間的距離）； B．教室長10步幅，約30m（步幅：走路時，兩腳尖之間的距離）； C．課桌長4拃，約2.8m（拃：張開手，拇指尖到中指尖之間的距離）； D．物理課本厚1指寬，約10cm 【變式1】圖中，物體的長度為 cm。 【變式2】如圖所示，工作人員手托的是“越王勾踐劍”。這把劍歷經(jīng)兩千多年，出土?xí)r仍鋒利無比，劍身絲毫不見銹斑，令世人對古人的鑄造技術(shù)驚嘆不已。根據(jù)圖片信息，對這把劍的長度估測合理的是（　?。? A．0.5m B．1.5m C．2m D．2.5m 【變式3】某同學(xué)測得一物體的長度為1.8dm，這物體可能是（　　）。 A．“220V，40W”的日光燈管 B．一只普通的熱水瓶高度 C．課桌的高度 D．物理課本的寬度 要點二 長度與時間的測量 1.長度測量 （1）測量工具：長度的測量是最基本的測量。測量長度的常用測量工具有刻度尺、三角板、卷尺等。用于精密測量的，還有游標(biāo)卡尺、千分尺等。 （2）正確使用刻度尺 a. 使用前要注意觀察零刻度線、量程和分度值。量程是指測量工具的測量范圍；分度值是指相鄰兩刻度線之間的長度，零刻線是否被磨損。如圖（1）所示。 圖(1)刻度尺 b. 正確放置刻度尺。零刻度線對準(zhǔn)被測長度的一端，有刻度線的一邊要緊靠被測物體且與被測長度保持平行，不能歪斜；如因零刻度線磨損而取另一整刻度線作為零刻度線時，切莫忘記最后讀數(shù)中減掉所取代零刻線的刻度值。 c. 讀數(shù)時，視線應(yīng)與尺面垂直。 d. 記錄數(shù)據(jù)要由數(shù)字和單位組成，沒有單位的記錄是毫無意義的；要估讀到最小刻度的下一位（如圖（3）所示，上圖讀數(shù)為3.80cm,下圖讀數(shù)為3.38cm）。 圖(2)標(biāo)尺的讀取 圖（3）刻度尺的讀數(shù) 2.時間的測量：時間的測量常用工具是鐘表、秒表。在現(xiàn)代生活中，通常用鐘表測量時間，實驗室和運動場常用秒表測量時間。 【要點詮釋】 1.憑感覺判斷物體的長度往往是不準(zhǔn)確的，甚至可能是錯覺。因此就要借助長度的測量工具來測量物體的長度。 2.對于無法直接測量的長度，需要采用特殊方法。 ①化曲為直法(棉線法)測量曲線長度時，可讓無伸縮性的棉線與曲線完全重合，作好兩端的記號，然后把線輕輕拉直，用刻度尺測量出長度，就等于曲線的長度。 ②累積法：對于無法直接測量的微小量的長度，可以把數(shù)個相同的微小量疊放在一起測量，再將測量結(jié)果除以被測量的個數(shù)，就可得到一個微小量的長度。 ③滾輪法：用已知周長的滾輪在待測的較長的直線或曲線上滾動，記下滾動的圈數(shù)，則被測路段的長度等于圈數(shù)乘以周長，例如測量池塘的周長，某段道路的長度等。 ④截取法(化整為零)：被測物體的長度很大時，可先測出其中一小段，然后找出它們之間的倍數(shù)關(guān)系，從而算出物體的總長度。 ⑤替代法：當(dāng)一個物體的長度無法直接測量時，可用與它長度相等的物體來代替。 3.長度測量結(jié)果必須由準(zhǔn)確數(shù)字和一位估讀數(shù)字組成。 【例】下列各刻度尺中不能使用的刻度尺是 ( )。 A．分度值為1 cm的刻度尺； B．零刻度線已經(jīng)磨損的刻度尺； C．量程只有10 cm的刻度尺； D．刻度不均勻的刻度尺 【變式1】小文用刻度尺測量鉛筆的長度（如圖），請指出讀數(shù)時的錯誤　 　，如按照正確讀數(shù)方法讀數(shù)，則鉛筆的長度為　 　cm。 【變式2】如圖所示，圓形物體的直徑是 cm；秒表的讀數(shù)為 s。 【變式3】小亮在“長度的測量”實驗中： （1）圖1中圓的直徑是 cm。 （2）一條紙帶厚薄均勻，他把紙帶緊密地環(huán)繞在圓柱形鉛筆上，直至恰好能套進(jìn)一個圓環(huán)中，如圖2所示，紙帶環(huán)繞了n圈，則紙帶厚度是 （選填“A”或“B”）。 A. B. 要點三 誤差 測量值和真實值總會有些差異，這種差異叫做誤差。 要點詮釋： （1）引起誤差的原因：測量工具不夠準(zhǔn)確、測量方法不夠完善、觀察不夠細(xì)致等，都會影響測量結(jié)果，所以誤差是不可避免的。 （2）減小誤差的方法：可以通過選用精密儀器，改進(jìn)測量方法來減小誤差，而多次測量取平均值是我們常用的減小誤差的方法。 （3）錯誤不叫誤差，誤差也不是錯誤；錯誤可以避免，但誤差是不可以避免的。 【例】判斷下列說法的正確與錯誤： （1）不遵守測量的操作規(guī)則會造成誤差 （ ） （2）零刻線磨損的尺也可以使用 （ ） （3）測量中，誤差和錯誤都是不允許的 （ ） （4）求平均值時，小數(shù)點后保留的位數(shù)越多越好 （ ） 【變式1】關(guān)于誤差，下列說法正確的是 ( )。 A．選用精密儀器測量可以避免誤差； B．認(rèn)真細(xì)致地測量可以避免誤差； C．多次測量取平均值可以減小誤差； D．測量時未遵守操作規(guī)則會引起誤差 【變式2】某同學(xué)用同一把刻度尺對同一物體的長度進(jìn)行了4次測量，結(jié)果如下：12.34cm、12.36cm、12.35cm、12.95cm，則該物體的長度應(yīng)記為（　　）。 A．12.35cm B．12.34cm C．12.50cm D．12.36cm 【變式3】用一把尺子測量某物體的長度，一般要測量三次或更多次。這樣做的目的是（　　）。 A.減小由于估測而產(chǎn)生的誤差； B.避免測量中可能出現(xiàn)的錯誤； C.避免由于刻度尺不精密而產(chǎn)生的誤差； D.避免由于觀察時視線傾斜而產(chǎn)生的誤差  1.1 長度和時間的測量（解析版） 本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解物質(zhì)世界的尺度； 2.知道長度的單位，以及國際單位與常用單位之間的換算關(guān)系； 3.知道時間的單位，以及國際單位與常用單位的換算關(guān)系； 4.會使用刻度尺進(jìn)行長度的測量； 5.了解秒表使用與讀數(shù)； 6.初步了解誤差的概念； 7.能根據(jù)日常生活經(jīng)驗估測長度和時間。 要點一 長度與時間的概念 1.長度：長度是物理學(xué)中的基本物理量。 （1）長度單位：在國際單位制中，長度的單位是米（用m表示）。常用的長度單位還有千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、納米（nm）等。 千米（km）、米（m）、毫米（mm）、微米（μm）、納米（nm）相鄰之間都是千進(jìn)位（103），1km=103m，1m=103mm=106μm=109nm； 米（m）、分米（dm）、厘米（cm）相鄰之間都是十進(jìn)位，1m=10dm=100cm。 （2）長度的估測：在平時，大家應(yīng)多積累生活方面的知識，估測物體長度也是生活積累的一個方面。如黑板的長度大概2.5m、課桌高0.7m、課本高30cm,籃球直徑24cm、鉛筆芯的直徑1mm 、一只新鉛筆長度20cm 、手掌寬度1dm 、墨水瓶高度6cm等等。 2.時間：時間也是物理學(xué)中的基本物理量。 (1)在國際單位制中，時間的單位是秒（s），常用單位還有分鐘（min）、小時（h）等。 1h=60min=3600s(1h=60min)。 （2）時間的測量常用工具是鐘表、秒表。在現(xiàn)代生活中，通常用鐘表測量時間，實驗室和運動場常用秒表測量時間。 3.國際單位制 （1）單位：是用來比較某個物理量大小的標(biāo)準(zhǔn)量。 （2）國際單位制：國際計量組織制定的一套國際統(tǒng)一的單位，叫國際單位制（簡稱SI）。是國際上統(tǒng)一使用的單位。 （3）我國的法定計量單位是以國際單位制為基礎(chǔ)的，物理學(xué)中各物理量的單位都采用國際單位制。 【例】身高160cm的小明，利用自己的身體特征進(jìn)行了以下估測，接近真實值的是（　　）。 A．教室寬5臂展，約8m（臂展：兩臂左右平伸時，兩手中指尖之間的距離）； B．教室長10步幅，約30m（步幅：走路時，兩腳尖之間的距離）； C．課桌長4拃，約2.8m（拃：張開手，拇指尖到中指尖之間的距離）； D．物理課本厚1指寬，約10cm 【答案】A。 【解析】教室的寬一般接近10m；故8m符合生活實際；故A正確；教室的長度一般在15m左右，達(dá)不到30m；故B錯誤；單人課桌長在1m以內(nèi)，雙人課桌長在1.5m左右，不會達(dá)到2.8m；故C錯誤；物理課本厚約1cm，達(dá)不到10cm；故D錯誤。 【考點分析】題目考查了學(xué)生對生活中常見物體長度的估測，結(jié)合對生活的了解和對長度單位的認(rèn)識，選出符合實際的選項即可。 【變式1】圖中，物體的長度為 cm。 【答案】3.55。 【解析】由圖知：刻度尺上1cm之間有10個小格，所以一個小格代表的長度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值為1mm；物體左側(cè)與0刻度線對齊，右側(cè)在3.5cm和3.6cm之間，估讀為3.55cm，所以物體的長度為L=3.55cm。 【點睛】使用刻度尺時要明確其分度值，起始端從0開始，讀出末端刻度值，就是物體的長度；起始端沒有從0刻度線開始的，要以某一刻度線為起點，讀出末端刻度值，減去起始端所對刻度即為物體長度，注意刻度尺要估讀到分度值的下一位。 【考點分析】解答這道題目要注意三點：1、被測物體沒有和零刻度線對齊，而是和整刻度對齊，讀數(shù)時要注意；2、看清楚分度值，必須估讀到分度值的下一位；3、最后記錄數(shù)據(jù)時要帶上單位。 【變式2】如圖所示，工作人員手托的是“越王勾踐劍”。這把劍歷經(jīng)兩千多年，出土?xí)r仍鋒利無比，劍身絲毫不見銹斑，令世人對古人的鑄造技術(shù)驚嘆不已。根據(jù)圖片信息，對這把劍的長度估測合理的是（　?。? A．0.5m B．1.5m C．2m D．2.5m 【答案】A。 【解析】根據(jù)圖片信息，這把劍的長度接近人身體的寬度，大約是0.5m。故BCD錯誤、A正確。 故選：A。 【變式3】某同學(xué)測得一物體的長度為1.8dm，這物體可能是（　?。?A．“220V，40W”的日光燈管 B．一只普通的熱水瓶高度 C．課桌的高度 D．物理課本的寬度 【答案】D。 【解析】A、“220V，40W”的日光燈管約為60cm到70cm，遠(yuǎn)大于1.8dm，故A錯誤； B、一只普通的熱水瓶高度：30cm到40cm，與題中數(shù)據(jù)不相符，故B錯誤； C、課桌的高度約為：70cm到80cm之間，不符合題意，故C錯誤； D、物理課本的寬約為：18cm到20cm之間，符合題意，故D正確。故選D。 要點二 長度與時間的測量 1.長度測量 （1）測量工具：長度的測量是最基本的測量。測量長度的常用測量工具有刻度尺、三角板、卷尺等。用于精密測量的，還有游標(biāo)卡尺、千分尺等。 （2）正確使用刻度尺 a. 使用前要注意觀察零刻度線、量程和分度值。量程是指測量工具的測量范圍；分度值是指相鄰兩刻度線之間的長度，零刻線是否被磨損。如圖（1）所示。 圖(1)刻度尺 b. 正確放置刻度尺。零刻度線對準(zhǔn)被測長度的一端，有刻度線的一邊要緊靠被測物體且與被測長度保持平行，不能歪斜；如因零刻度線磨損而取另一整刻度線作為零刻度線時，切莫忘記最后讀數(shù)中減掉所取代零刻線的刻度值。 c. 讀數(shù)時，視線應(yīng)與尺面垂直。 d. 記錄數(shù)據(jù)要由數(shù)字和單位組成，沒有單位的記錄是毫無意義的；要估讀到最小刻度的下一位（如圖（3）所示，上圖讀數(shù)為3.80cm,下圖讀數(shù)為3.38cm）。 圖(2)標(biāo)尺的讀取 圖（3）刻度尺的讀數(shù) 2.時間的測量：時間的測量常用工具是鐘表、秒表。在現(xiàn)代生活中，通常用鐘表測量時間，實驗室和運動場常用秒表測量時間。 【要點詮釋】 1.憑感覺判斷物體的長度往往是不準(zhǔn)確的，甚至可能是錯覺。因此就要借助長度的測量工具來測量物體的長度。 2.對于無法直接測量的長度，需要采用特殊方法。 ①化曲為直法(棉線法)測量曲線長度時，可讓無伸縮性的棉線與曲線完全重合，作好兩端的記號，然后把線輕輕拉直，用刻度尺測量出長度，就等于曲線的長度。 ②累積法：對于無法直接測量的微小量的長度，可以把數(shù)個相同的微小量疊放在一起測量，再將測量結(jié)果除以被測量的個數(shù)，就可得到一個微小量的長度。 ③滾輪法：用已知周長的滾輪在待測的較長的直線或曲線上滾動，記下滾動的圈數(shù)，則被測路段的長度等于圈數(shù)乘以周長，例如測量池塘的周長，某段道路的長度等。 ④截取法(化整為零)：被測物體的長度很大時，可先測出其中一小段，然后找出它們之間的倍數(shù)關(guān)系，從而算出物體的總長度。 ⑤替代法：當(dāng)一個物體的長度無法直接測量時，可用與它長度相等的物體來代替。 3.長度測量結(jié)果必須由準(zhǔn)確數(shù)字和一位估讀數(shù)字組成。 【例】下列各刻度尺中不能使用的刻度尺是 ( )。 A．分度值為1 cm的刻度尺； B．零刻度線已經(jīng)磨損的刻度尺； C．量程只有10 cm的刻度尺； D．刻度不均勻的刻度尺 【答案】D。 【解析】選用刻度尺時分度值的大小與測量要求有關(guān)，故A可以使用；零刻度線已磨損的刻度尺可以從其他刻度量起，故B也可使用；量程的選擇取決于被測物體的長短，故C也可使用；刻度不均勻的刻度尺是不能使用的。 【變式1】小文用刻度尺測量鉛筆的長度（如圖），請指出讀數(shù)時的錯誤　 　，如按照正確讀數(shù)方法讀數(shù)，則鉛筆的長度為　 　cm。 【答案】視線沒有正對刻度線；2.55。 【解析】讀數(shù)時視線沒有與鉛筆右側(cè)所對刻線相垂直； 圖中刻度尺一個大格是1cm，一個大格里面有10個小格，所以分度值是1mm，該鉛筆的長度是2.55cm。 故答案為：視線沒有正對刻度線；2.55。 【點睛】刻度尺是初中物理中基本的測量工具，使用前要觀察它的量程和分度值，使用時刻度要緊貼被測物體，讀數(shù)時視線與刻度垂直，估讀到分度值的下一位。 【考點分析】本題考查了刻度尺的使用和讀數(shù)，是一道基礎(chǔ)題． 【變式2】如圖所示，圓形物體的直徑是 cm；秒表的讀數(shù)為 s。 【答案】1.20；140。 【詳解】(1)?刻度尺上1cm之間有10個小格，所以一個小格代表的長度是0.1cm＝1mm； 即此刻度尺的分度值為1mm；圓形物體左側(cè)與2.00cm對齊，物體右側(cè)與3.20cm對齊，則圓形物體的直徑d＝3.20cm﹣2.00cm＝1.20cm； (2)在秒表的中間表盤上，分針指示的時間為2min；在秒表的大表盤上，分鐘表盤沒有過半，所以秒針示數(shù)不可能多余30秒，指針在20s處，所以秒針指示的時間為20s，即秒表的讀數(shù)2min20s＝140s。 【變式3】小亮在“長度的測量”實驗中： （1）圖1中圓的直徑是 cm。 （2）一條紙帶厚薄均勻，他把紙帶緊密地環(huán)繞在圓柱形鉛筆上，直至恰好能套進(jìn)一個圓環(huán)中，如圖2所示，紙帶環(huán)繞了n圈，則紙帶厚度是 （選填“A”或“B”）。 A. B. 【答案】（1）1.54；（2）B。 【解析】（1）由圖知：刻度尺上1cm之間有10個小格，所以一個小格代表的長度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值為1mm； 圓的左側(cè)與1.00cm對齊，右側(cè)與2.54cm對齊，所以圓的直徑為d=2.54cm-1.00cm=1.54cm； （2）由于紙帶的厚度太小，所以無法直接用刻度尺來進(jìn)行測量，因此要用累積法來完成實驗；可將紙帶緊密繞在鉛筆上，直到剛好套入圓環(huán)中，然后數(shù)出紙帶的圈數(shù)n；n圈紙帶的厚度為圓環(huán)內(nèi)徑與圓柱形鉛筆的內(nèi)徑差的二分之一，即，故B正確。 要點三 誤差 測量值和真實值總會有些差異，這種差異叫做誤差。 要點詮釋： （1）引起誤差的原因：測量工具不夠準(zhǔn)確、測量方法不夠完善、觀察不夠細(xì)致等，都會影響測量結(jié)果，所以誤差是不可避免的。 （2）減小誤差的方法：可以通過選用精密儀器，改進(jìn)測量方法來減小誤差，而多次測量取平均值是我們常用的減小誤差的方法。 （3）錯誤不叫誤差，誤差也不是錯誤；錯誤可以避免，但誤差是不可以避免的。 【例】判斷下列說法的正確與錯誤： （1）不遵守測量的操作規(guī)則會造成誤差 （ ） （2）零刻線磨損的尺也可以使用 （ ） （3）測量中，誤差和錯誤都是不允許的 （ ） （4）求平均值時，小數(shù)點后保留的位數(shù)越多越好 （ ） 【答案】①×；②√；③×；④×。 【解析】（1）不遵守測量的操作規(guī)則會造成錯誤，而不是誤差。故（1）錯誤。 （2）零刻線磨損的尺也可以使用，只是在測量的時候，從其它的整數(shù)刻度測起。故（2）正確。 （3）測量中，錯誤都是不允許的，誤差，是不可避免的。故（3）錯誤。 （4）求平均值時，小數(shù)點后面的位數(shù)和測量值相同，多余的用四舍五入的方法取舍，而不是越多越好。故（4）錯誤。 【點睛】不遵守測量的操作規(guī)則會造成錯誤，錯誤不叫誤差，誤差也不是錯誤；錯誤可以避免，但誤差是不可以避免的。多次測量取平均值是我們常用的減小誤差的方法。 【考點分析】本題主要考查學(xué)生對減小誤差的方法以及刻度尺的正確使用的了解和掌握，是一道基礎(chǔ)題。 【變式1】關(guān)于誤差，下列說法正確的是 ( )。 A．選用精密儀器測量可以避免誤差； B．認(rèn)真細(xì)致地測量可以避免誤差； C．多次測量取平均值可以減小誤差； D．測量時未遵守操作規(guī)則會引起誤差 【答案】C。 【解析】測量時不遵守操作規(guī)則引起的是錯誤，而非誤差。誤差是無論怎樣細(xì)致測量、選用精密儀器也不能避免的，而錯誤是可以避免的，但誤差可以通過多次測量取平均值的方法來減小。 【變式2】某同學(xué)用同一把刻度尺對同一物體的長度進(jìn)行了4次測量，結(jié)果如下：12.34cm、12.36cm、12.35cm、12.95cm，則該物體的長度應(yīng)記為（　?。?。 A．12.35cm B．12.34cm C．12.50cm D．12.36cm 【答案】A。 【解析】從題中提供數(shù)據(jù)可知，12.95cm與其它數(shù)據(jù)相差較大，所以12.95cm是錯誤的，應(yīng)該去掉； 為減小長度測量的誤差，通常采用的方法是取多次測量的平均值； 故物體的長度最終應(yīng)記錄為：L=；故選A。 【變式3】用一把尺子測量某物體的長度，一般要測量三次或更多次。這樣做的目的是（　?。?。 A.減小由于估測而產(chǎn)生的誤差； B.避免測量中可能出現(xiàn)的錯誤； C.避免由于刻度尺不精密而產(chǎn)生的誤差； D.避免由于觀察時視線傾斜而產(chǎn)生的誤差 【答案】A。 【解析】A.估測產(chǎn)生的誤差，每次測量可能不同，多次測量取平均值有利于減小由此而產(chǎn)生的誤差，故?A?符合題意； B.錯誤是在測量過程中產(chǎn)生的，多次測量取平均值不會避免錯誤的出現(xiàn)，故?B?不合題意； C.誤差只能減小、不能避免，刻度尺的精密程度固定的情況下，對每次測量來講它的影響都是一樣的，多次測量取平均值與刻度尺的精密程度沒有直接關(guān)系，故?C?不合題意； D.觀察時如果視線傾斜，屬于錯誤的操作，應(yīng)及時改正，而不是通過多次測量取平均值來減小，故?D?不合題意。故選A。