人教版2024-2025学年八年级物理上册举一反三系列1.1长度和时间的测量(原卷版+解析)

1.1 长度和时间的测量（原卷版）本节学习目标1.了解物质世界的尺度；2.知道长度的单位，以及国际单位与常用单位之间的换算关系；3.知道时间的单位，以及国际单位与常用单位的换算关系；4.会使用刻度尺进行长度的测量；5.了解秒表使用与读数；6.初步了解误差的概念；7.能根据日常生活经验估测长度和时间。要点一 长度与时间的概念1.长度：长度是物理学中的基本物理量。（1）长度单位：在国际单位制中，长度的单位是米（用m表示）。常用的长度单位还有千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）等。千米（km）、米（m）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）相邻之间都是千进位（103），1km=103m，1m=103mm=106μm=109nm；米（m）、分米（dm）、厘米（cm）相邻之间都是十进位，1m=10dm=100cm。（2）长度的估测：在平时，大家应多积累生活方面的知识，估测物体长度也是生活积累的一个方面。如黑板的长度大概2.5m、课桌高0.7m、课本高30cm,篮球直径24cm、铅笔芯的直径1mm 、一只新铅笔长度20cm 、手掌宽度1dm 、墨水瓶高度6cm等等。2.时间：时间也是物理学中的基本物理量。(1)在国际单位制中，时间的单位是秒（s），常用单位还有分钟（min）、小时（h）等。1h=60min=3600s(1h=60min)。（2）时间的测量常用工具是钟表、秒表。在现代生活中，通常用钟表测量时间，实验室和运动场常用秒表测量时间。3.国际单位制（1）单位：是用来比较某个物理量大小的标准量。（2）国际单位制：国际计量组织制定的一套国际统一的单位，叫国际单位制（简称SI）。是国际上统一使用的单位。（3）我国的法定计量单位是以国际单位制为基础的，物理学中各物理量的单位都采用国际单位制。【例】身高160cm的小明，利用自己的身体特征进行了以下估测，接近真实值的是（　　）。A．教室宽5臂展，约8m（臂展：两臂左右平伸时，两手中指尖之间的距离）；B．教室长10步幅，约30m（步幅：走路时，两脚尖之间的距离）；C．课桌长4拃，约2.8m（拃：张开手，拇指尖到中指尖之间的距离）；D．物理课本厚1指宽，约10cm【变式1】图中，物体的长度为 cm。【变式2】如图所示，工作人员手托的是“越王勾践剑”。这把剑历经两千多年，出土时仍锋利无比，剑身丝毫不见锈斑，令世人对古人的铸造技术惊叹不已。根据图片信息，对这把剑的长度估测合理的是（　　）。A．0.5m B．1.5m C．2m D．2.5m【变式3】某同学测得一物体的长度为1.8dm，这物体可能是（　　）。A．“220V，40W”的日光灯管 B．一只普通的热水瓶高度C．课桌的高度 D．物理课本的宽度要点二 长度与时间的测量1.长度测量（1）测量工具：长度的测量是最基本的测量。测量长度的常用测量工具有刻度尺、三角板、卷尺等。用于精密测量的，还有游标卡尺、千分尺等。（2）正确使用刻度尺a. 使用前要注意观察零刻度线、量程和分度值。量程是指测量工具的测量范围；分度值是指相邻两刻度线之间的长度，零刻线是否被磨损。如图（1）所示。图(1)刻度尺b. 正确放置刻度尺。零刻度线对准被测长度的一端，有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测长度保持平行，不能歪斜；如因零刻度线磨损而取另一整刻度线作为零刻度线时，切莫忘记最后读数中减掉所取代零刻线的刻度值。c. 读数时，视线应与尺面垂直。d. 记录数据要由数字和单位组成，没有单位的记录是毫无意义的；要估读到最小刻度的下一位（如图（3）所示，上图读数为3.80cm,下图读数为3.38cm）。图(2)标尺的读取图（3）刻度尺的读数2.时间的测量：时间的测量常用工具是钟表、秒表。在现代生活中，通常用钟表测量时间，实验室和运动场常用秒表测量时间。【要点诠释】 1.凭感觉判断物体的长度往往是不准确的，甚至可能是错觉。因此就要借助长度的测量工具来测量物体的长度。2.对于无法直接测量的长度，需要采用特殊方法。①化曲为直法(棉线法)测量曲线长度时，可让无伸缩性的棉线与曲线完全重合，作好两端的记号，然后把线轻轻拉直，用刻度尺测量出长度，就等于曲线的长度。②累积法：对于无法直接测量的微小量的长度，可以把数个相同的微小量叠放在一起测量，再将测量结果除以被测量的个数，就可得到一个微小量的长度。③滚轮法：用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动，记下滚动的圈数，则被测路段的长度等于圈数乘以周长，例如测量池塘的周长，某段道路的长度等。④截取法(化整为零)：被测物体的长度很大时，可先测出其中一小段，然后找出它们之间的倍数关系，从而算出物体的总长度。⑤替代法：当一个物体的长度无法直接测量时，可用与它长度相等的物体来代替。3.长度测量结果必须由准确数字和一位估读数字组成。【例】下列各刻度尺中不能使用的刻度尺是 ( )。A．分度值为1 cm的刻度尺；B．零刻度线已经磨损的刻度尺；C．量程只有10 cm的刻度尺；D．刻度不均匀的刻度尺【变式1】小文用刻度尺测量铅笔的长度（如图），请指出读数时的错误　 　，如按照正确读数方法读数，则铅笔的长度为　 　cm。【变式2】如图所示，圆形物体的直径是 cm；秒表的读数为 s。【变式3】小亮在“长度的测量”实验中：（1）图1中圆的直径是 cm。（2）一条纸带厚薄均匀，他把纸带紧密地环绕在圆柱形铅笔上，直至恰好能套进一个圆环中，如图2所示，纸带环绕了n圈，则纸带厚度是 （选填“A”或“B”）。A. B. 要点三 误差测量值和真实值总会有些差异，这种差异叫做误差。要点诠释：（1）引起误差的原因：测量工具不够准确、测量方法不够完善、观察不够细致等，都会影响测量结果，所以误差是不可避免的。（2）减小误差的方法：可以通过选用精密仪器，改进测量方法来减小误差，而多次测量取平均值是我们常用的减小误差的方法。（3）错误不叫误差，误差也不是错误；错误可以避免，但误差是不可以避免的。【例】判断下列说法的正确与错误：（1）不遵守测量的操作规则会造成误差 （ ）（2）零刻线磨损的尺也可以使用 （ ）（3）测量中，误差和错误都是不允许的 （ ）（4）求平均值时，小数点后保留的位数越多越好 （ ）【变式1】关于误差，下列说法正确的是 ( )。A．选用精密仪器测量可以避免误差；B．认真细致地测量可以避免误差；C．多次测量取平均值可以减小误差；D．测量时未遵守操作规则会引起误差【变式2】某同学用同一把刻度尺对同一物体的长度进行了4次测量，结果如下：12.34cm、12.36cm、12.35cm、12.95cm，则该物体的长度应记为（　　）。A．12.35cm B．12.34cm C．12.50cm D．12.36cm 【变式3】用一把尺子测量某物体的长度，一般要测量三次或更多次。这样做的目的是（　　）。A.减小由于估测而产生的误差；B.避免测量中可能出现的错误；C.避免由于刻度尺不精密而产生的误差；D.避免由于观察时视线倾斜而产生的误差 1.1 长度和时间的测量（解析版）本节学习目标1.了解物质世界的尺度；2.知道长度的单位，以及国际单位与常用单位之间的换算关系；3.知道时间的单位，以及国际单位与常用单位的换算关系；4.会使用刻度尺进行长度的测量；5.了解秒表使用与读数；6.初步了解误差的概念；7.能根据日常生活经验估测长度和时间。要点一 长度与时间的概念1.长度：长度是物理学中的基本物理量。（1）长度单位：在国际单位制中，长度的单位是米（用m表示）。常用的长度单位还有千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）等。千米（km）、米（m）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）相邻之间都是千进位（103），1km=103m，1m=103mm=106μm=109nm；米（m）、分米（dm）、厘米（cm）相邻之间都是十进位，1m=10dm=100cm。（2）长度的估测：在平时，大家应多积累生活方面的知识，估测物体长度也是生活积累的一个方面。如黑板的长度大概2.5m、课桌高0.7m、课本高30cm,篮球直径24cm、铅笔芯的直径1mm 、一只新铅笔长度20cm 、手掌宽度1dm 、墨水瓶高度6cm等等。2.时间：时间也是物理学中的基本物理量。(1)在国际单位制中，时间的单位是秒（s），常用单位还有分钟（min）、小时（h）等。1h=60min=3600s(1h=60min)。（2）时间的测量常用工具是钟表、秒表。在现代生活中，通常用钟表测量时间，实验室和运动场常用秒表测量时间。3.国际单位制（1）单位：是用来比较某个物理量大小的标准量。（2）国际单位制：国际计量组织制定的一套国际统一的单位，叫国际单位制（简称SI）。是国际上统一使用的单位。（3）我国的法定计量单位是以国际单位制为基础的，物理学中各物理量的单位都采用国际单位制。【例】身高160cm的小明，利用自己的身体特征进行了以下估测，接近真实值的是（　　）。A．教室宽5臂展，约8m（臂展：两臂左右平伸时，两手中指尖之间的距离）；B．教室长10步幅，约30m（步幅：走路时，两脚尖之间的距离）；C．课桌长4拃，约2.8m（拃：张开手，拇指尖到中指尖之间的距离）；D．物理课本厚1指宽，约10cm【答案】A。【解析】教室的宽一般接近10m；故8m符合生活实际；故A正确；教室的长度一般在15m左右，达不到30m；故B错误；单人课桌长在1m以内，双人课桌长在1.5m左右，不会达到2.8m；故C错误；物理课本厚约1cm，达不到10cm；故D错误。【考点分析】题目考查了学生对生活中常见物体长度的估测，结合对生活的了解和对长度单位的认识，选出符合实际的选项即可。【变式1】图中，物体的长度为 cm。【答案】3.55。【解析】由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与0刻度线对齐，右侧在3.5cm和3.6cm之间，估读为3.55cm，所以物体的长度为L=3.55cm。【点睛】使用刻度尺时要明确其分度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位。【考点分析】解答这道题目要注意三点：1、被测物体没有和零刻度线对齐，而是和整刻度对齐，读数时要注意；2、看清楚分度值，必须估读到分度值的下一位；3、最后记录数据时要带上单位。【变式2】如图所示，工作人员手托的是“越王勾践剑”。这把剑历经两千多年，出土时仍锋利无比，剑身丝毫不见锈斑，令世人对古人的铸造技术惊叹不已。根据图片信息，对这把剑的长度估测合理的是（　　）。A．0.5m B．1.5m C．2m D．2.5m【答案】A。【解析】根据图片信息，这把剑的长度接近人身体的宽度，大约是0.5m。故BCD错误、A正确。故选：A。【变式3】某同学测得一物体的长度为1.8dm，这物体可能是（　　）。A．“220V，40W”的日光灯管 B．一只普通的热水瓶高度C．课桌的高度 D．物理课本的宽度【答案】D。【解析】A、“220V，40W”的日光灯管约为60cm到70cm，远大于1.8dm，故A错误；B、一只普通的热水瓶高度：30cm到40cm，与题中数据不相符，故B错误；C、课桌的高度约为：70cm到80cm之间，不符合题意，故C错误；D、物理课本的宽约为：18cm到20cm之间，符合题意，故D正确。故选D。要点二 长度与时间的测量1.长度测量（1）测量工具：长度的测量是最基本的测量。测量长度的常用测量工具有刻度尺、三角板、卷尺等。用于精密测量的，还有游标卡尺、千分尺等。（2）正确使用刻度尺a. 使用前要注意观察零刻度线、量程和分度值。量程是指测量工具的测量范围；分度值是指相邻两刻度线之间的长度，零刻线是否被磨损。如图（1）所示。图(1)刻度尺b. 正确放置刻度尺。零刻度线对准被测长度的一端，有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测长度保持平行，不能歪斜；如因零刻度线磨损而取另一整刻度线作为零刻度线时，切莫忘记最后读数中减掉所取代零刻线的刻度值。c. 读数时，视线应与尺面垂直。d. 记录数据要由数字和单位组成，没有单位的记录是毫无意义的；要估读到最小刻度的下一位（如图（3）所示，上图读数为3.80cm,下图读数为3.38cm）。图(2)标尺的读取图（3）刻度尺的读数2.时间的测量：时间的测量常用工具是钟表、秒表。在现代生活中，通常用钟表测量时间，实验室和运动场常用秒表测量时间。【要点诠释】 1.凭感觉判断物体的长度往往是不准确的，甚至可能是错觉。因此就要借助长度的测量工具来测量物体的长度。2.对于无法直接测量的长度，需要采用特殊方法。①化曲为直法(棉线法)测量曲线长度时，可让无伸缩性的棉线与曲线完全重合，作好两端的记号，然后把线轻轻拉直，用刻度尺测量出长度，就等于曲线的长度。②累积法：对于无法直接测量的微小量的长度，可以把数个相同的微小量叠放在一起测量，再将测量结果除以被测量的个数，就可得到一个微小量的长度。③滚轮法：用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动，记下滚动的圈数，则被测路段的长度等于圈数乘以周长，例如测量池塘的周长，某段道路的长度等。④截取法(化整为零)：被测物体的长度很大时，可先测出其中一小段，然后找出它们之间的倍数关系，从而算出物体的总长度。⑤替代法：当一个物体的长度无法直接测量时，可用与它长度相等的物体来代替。3.长度测量结果必须由准确数字和一位估读数字组成。【例】下列各刻度尺中不能使用的刻度尺是 ( )。A．分度值为1 cm的刻度尺；B．零刻度线已经磨损的刻度尺；C．量程只有10 cm的刻度尺；D．刻度不均匀的刻度尺【答案】D。【解析】选用刻度尺时分度值的大小与测量要求有关，故A可以使用；零刻度线已磨损的刻度尺可以从其他刻度量起，故B也可使用；量程的选择取决于被测物体的长短，故C也可使用；刻度不均匀的刻度尺是不能使用的。【变式1】小文用刻度尺测量铅笔的长度（如图），请指出读数时的错误　 　，如按照正确读数方法读数，则铅笔的长度为　 　cm。【答案】视线没有正对刻度线；2.55。【解析】读数时视线没有与铅笔右侧所对刻线相垂直；图中刻度尺一个大格是1cm，一个大格里面有10个小格，所以分度值是1mm，该铅笔的长度是2.55cm。故答案为：视线没有正对刻度线；2.55。【点睛】刻度尺是初中物理中基本的测量工具，使用前要观察它的量程和分度值，使用时刻度要紧贴被测物体，读数时视线与刻度垂直，估读到分度值的下一位。【考点分析】本题考查了刻度尺的使用和读数，是一道基础题．【变式2】如图所示，圆形物体的直径是 cm；秒表的读数为 s。【答案】1.20；140。【详解】(1) 刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm；即此刻度尺的分度值为1mm；圆形物体左侧与2.00cm对齐，物体右侧与3.20cm对齐，则圆形物体的直径d＝3.20cm﹣2.00cm＝1.20cm；(2)在秒表的中间表盘上，分针指示的时间为2min；在秒表的大表盘上，分钟表盘没有过半，所以秒针示数不可能多余30秒，指针在20s处，所以秒针指示的时间为20s，即秒表的读数2min20s＝140s。【变式3】小亮在“长度的测量”实验中：（1）图1中圆的直径是 cm。（2）一条纸带厚薄均匀，他把纸带紧密地环绕在圆柱形铅笔上，直至恰好能套进一个圆环中，如图2所示，纸带环绕了n圈，则纸带厚度是 （选填“A”或“B”）。A. B. 【答案】（1）1.54；（2）B。【解析】（1）由图知：刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；圆的左侧与1.00cm对齐，右侧与2.54cm对齐，所以圆的直径为d=2.54cm-1.00cm=1.54cm；（2）由于纸带的厚度太小，所以无法直接用刻度尺来进行测量，因此要用累积法来完成实验；可将纸带紧密绕在铅笔上，直到刚好套入圆环中，然后数出纸带的圈数n；n圈纸带的厚度为圆环内径与圆柱形铅笔的内径差的二分之一，即，故B正确。要点三 误差测量值和真实值总会有些差异，这种差异叫做误差。要点诠释：（1）引起误差的原因：测量工具不够准确、测量方法不够完善、观察不够细致等，都会影响测量结果，所以误差是不可避免的。（2）减小误差的方法：可以通过选用精密仪器，改进测量方法来减小误差，而多次测量取平均值是我们常用的减小误差的方法。（3）错误不叫误差，误差也不是错误；错误可以避免，但误差是不可以避免的。【例】判断下列说法的正确与错误：（1）不遵守测量的操作规则会造成误差 （ ）（2）零刻线磨损的尺也可以使用 （ ）（3）测量中，误差和错误都是不允许的 （ ）（4）求平均值时，小数点后保留的位数越多越好 （ ）【答案】①×；②√；③×；④×。【解析】（1）不遵守测量的操作规则会造成错误，而不是误差。故（1）错误。（2）零刻线磨损的尺也可以使用，只是在测量的时候，从其它的整数刻度测起。故（2）正确。（3）测量中，错误都是不允许的，误差，是不可避免的。故（3）错误。（4）求平均值时，小数点后面的位数和测量值相同，多余的用四舍五入的方法取舍，而不是越多越好。故（4）错误。【点睛】不遵守测量的操作规则会造成错误，错误不叫误差，误差也不是错误；错误可以避免，但误差是不可以避免的。多次测量取平均值是我们常用的减小误差的方法。【考点分析】本题主要考查学生对减小误差的方法以及刻度尺的正确使用的了解和掌握，是一道基础题。【变式1】关于误差，下列说法正确的是 ( )。A．选用精密仪器测量可以避免误差；B．认真细致地测量可以避免误差；C．多次测量取平均值可以减小误差；D．测量时未遵守操作规则会引起误差【答案】C。【解析】测量时不遵守操作规则引起的是错误，而非误差。误差是无论怎样细致测量、选用精密仪器也不能避免的，而错误是可以避免的，但误差可以通过多次测量取平均值的方法来减小。【变式2】某同学用同一把刻度尺对同一物体的长度进行了4次测量，结果如下：12.34cm、12.36cm、12.35cm、12.95cm，则该物体的长度应记为（　　）。A．12.35cm B．12.34cm C．12.50cm D．12.36cm 【答案】A。【解析】从题中提供数据可知，12.95cm与其它数据相差较大，所以12.95cm是错误的，应该去掉；为减小长度测量的误差，通常采用的方法是取多次测量的平均值；故物体的长度最终应记录为：L=；故选A。【变式3】用一把尺子测量某物体的长度，一般要测量三次或更多次。这样做的目的是（　　）。A.减小由于估测而产生的误差；B.避免测量中可能出现的错误；C.避免由于刻度尺不精密而产生的误差；D.避免由于观察时视线倾斜而产生的误差【答案】A。【解析】A.估测产生的误差，每次测量可能不同，多次测量取平均值有利于减小由此而产生的误差，故 A 符合题意；B.错误是在测量过程中产生的，多次测量取平均值不会避免错误的出现，故 B 不合题意；C.误差只能减小、不能避免，刻度尺的精密程度固定的情况下，对每次测量来讲它的影响都是一样的，多次测量取平均值与刻度尺的精密程度没有直接关系，故 C 不合题意；D.观察时如果视线倾斜，属于错误的操作，应及时改正，而不是通过多次测量取平均值来减小，故 D 不合题意。故选A。