物理竞赛辅导(1)测量问题.doc

测量问题一
1．一个同学正确测得铅笔的长度是16．34厘米。从这个数据看，他所用刻度尺的最小刻度( )
A．分米。 B．厘米。 C．毫米 D．微米。
思路点拨
用刻度尺测量长度时，正确的读法是读数的末位数字是估读的(注意：估读数字只能有一位)，例如，如图,以最小刻度为1cm的米尺量一个长约为12 cm的物体的长度时，若该物体的一端与刻度尺的零刻度线对齐，而另一端超过12cm刻度线，其超过部分用目测若约为一个最小刻度长的南，则该长度应读为12．4cm，其中0．4cm的4这一位就是估读的，它不一定很准，也可能超过0．4cm，也可能少于0．4cm．对于这一数值，若只读为12cm或者读为12．43cm，则都是不对的．前者没有进行估读，会使人误以为12cm的2这一位是估读的；后者则由于4这一位就是估读的，若再在其更下一位估读一个数字，显然是没有意义的．
由上可见，本题读得的长度是16．34cm，其中最末位的0．04cm即0．4mm是估读的，可见该刻度尺的最小刻度为毫米．
答案：C

2．为了比较准确地测出一堆相同规格的小橡胶垫圈的数量（估计为1000个），最好采用下列哪种方法？ [ ]
A．将这些垫圈叠在一起，用刻度尺量出总厚度L，再量出一个垫圈

B．将这些垫圈叠在一起，用刻度尺量出总厚度L，再量出10个垫

C．用天平测出这些垫圈的总质量M，再测出一个垫圈的质量M1，

D．用天平测出这些垫圈的总质量M，再测出10个垫圈的质量M10。

思路点拨
要将近千个小橡胶垫圈一个接一个地叠起来，实际上很难做到的，更不要说叠起来还要测量其总厚度了．因此，选项A和B所用的方法实际上是不可能的．
用天平测出这些垫圈的总质量M是简易可行的．理论上说，只要再测出一个垫圈的质量M1，则M/M1等就是这些垫圈的总数了．但实际上测一个垫圈的质量却有两个问题：一是这些垫圈可能不很均匀，只取一个垫圈，则其质量可能偏大或偏小，这会使最后得出总数误差较大；二是一个垫圈质量很小，用天平测它的质量时相对误差会较大，也会导致最后结果误差较大．而如果是取10个垫圈测出其质量M10，再以M10/10为一个垫圈的质量，这样显然可以使上述的误差减小，并且也是可行的，故本题的最好办法是选项D提供的办法．
答案：D

测量问题二
1下图是根据广西北海市一家宾馆中所挂钟表的照片绘制的示意图，图中秒针、分针和标有24个数字的转盘都沿顺时针方向转动。根据钟表的示数，这张照片是在北京时间（按24小时制计时）______时______分______秒拍摄的。

思路点拨
图中数字圈0～23表示小时数，图中每个城市所在位置对应的数字就是此刻该城市时间的小时数；而内圈数字5～60则是表示时间的分数或者秒数，按照习惯，图中的短针为“分针”，所指示的数值为时间的分数；图中的长针为“秒针”，所指示的数值为时间的秒数．例如，北京所在位置此时所对小时数为20，而钟面上的分数为24min，秒数为57s．故此时刻的北京时间为20h24min57s．
此钟表的功能是显示同一时刻世界上一些主要城市的时间，由表可见．当北京时间为20h24min57s时，莫斯科时间则为15h24rnin57s，而纽约时间才是7h24min57s．
答案:20，24，57
2．量筒做得细而高（图所示），不做成粗而矮的形状，这主要是因为 [ ]

A．实验中，细高的量筒便于操作。
B．细高的量筒可以做出相对较大的底座，增加稳度。
C．细高的量筒与粗矮的相比，相应的刻度间隔较大，便于准确地读数。
D．粗矮量筒中的液体较多，筒壁所受压强较大，需用较厚的玻璃，因而不便读数。
思路点拨
以S表示量简的截面积，则体积为V的水，在量筒中形成的水柱的高度h为

在V一定时，S越小则h越大．因此，如以同样一个体积单位(如1cm3)在量筒上刻度，则量筒截面积S越小，其相邻刻度线间距离就越大，测量读数时就能越准确．可见量筒做得细而高，是为了便于准确地读数．
答案：C

测量问题三
图是一张上海市地图的示意图．该地图的原始尺寸是27×38ｃｍ２．现有型号为ＷＬ－1000型的物理天平（最大称量1　000克，感量0.05克）一架，透明描图纸一张，大小为27×38ｃｍ２质量为8克的白纸若干张及剪刀一把等器材．
　　（1）请你设计一个测量上海市实际面积（图15中阴影部分，不包含崇明、长兴、横的方法．（要求测量过程中不损坏原图）
　　（2）若要求测量值与图示面积之差不大于20平方公里（地图比例尺1厘米∶600000厘米）．则测量过程中，至少要用几张白纸．

思路点拨
利用天平可测出地图上表示上海市区部分的纸的质量，而这一质量与整张地图纸的质量之比也就等于上海市区面积与整张地图所表示的面积之比，由地图的比例尺和地图的实际尺寸可求得整张地图所表示的面积，再利用前述比值便可求得上海市区的面积了．
答案: (1)可以用如下方法来测量上海市的实际面积：
a)将地图上表示上海市区域(图中的阴影部分)描在描图纸上；
b)用剪刀将描图纸所描出的表示上海市区域的部分剪下，然后再按描图纸的形状剪下若干张白纸；
c)利用天平称出表示上海市区域面积白纸的质量；
d)利用地图比例尺，求出上海市区域的实际面积．
(2)设称得表示上海市区面积的白纸每张的质量为m，白纸每平方厘米的质量为σ，地图比例尺为n，则计算上海市区域的实际面积公式为

根据题中条件和上式计算可得：每平方厘米白纸的质量为

而20km2的实际面积对应的白纸面积为

面积为S1的白纸的质量为
m1=σS1=7．8×10-3×0．56g=4．36×10-3g
由于天平感量m0=0．05g，对应的每张纸的误差质量又不能超过m1=4．36×10-3g，所以至少需要白纸张数为

即至少需要12张白纸．

测量问题四
1.小刚利用一台测体重的台秤、一张纸、一盆水就粗略地测出了排球击在地面上时对地面作用力的大小。你能说出他是怎样做的吗？
答案：(1)把纸铺在地上，把球用水沾湿。
(2)用球击纸，留下图形湿迹。
(3)把被球沾湿的纸铺在台秤上。
(4)用力把球按在纸上，当球和纸上的圆形湿迹完全接触时，台秤示数即为球击地时对地的作用力。

2．弹簧拉力器的说明书上写着，把每一根弹簧拉长10厘米需要要10牛顿的力。王刚把图中的拉力器拉长0.4米，他的拉力是______牛顿。

思路点拨
由胡克定律知，在弹性限度内，弹簧的伸长量与对弹簧所加的拉力成正比，在图中，王刚把每条弹簧都拉长了40cm，由此，每条弹簧产生的弹力都是40N，而一共有4条弹簧，故王刚所需用的拉力大小应为
40N×4=160N
答案：160