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例题精讲 · 第 00653 题 · 闭合时读到的数,就是每次读数里多出来的那一份

以五次自编示意读数与一个零误差为材料,现算修正值、反向误修正偏差与多次测量平均值,训练「主尺 + 微分筒 × 0.01 mm − 零误差」的读数链,并回代闭合。

00653题号全 1000 篇 · 第 第109轮 / 第109册 轮
方向物理·实验六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 物理实验

一、考点定位与做题顺序

螺旋测微器的读数链只有三步:固定套筒读出半毫米位,微分筒格数乘 0.01 mm 读出百分位,再估读一位;最后减掉零误差。零误差是两测砧闭合时仪器自己读出的那个数——闭合时该是 0 却读到 +0.020 mm,说明每次测量都多带了 0.020 mm,必须减。

自编示意:主尺露到 5.5 mm,微分筒第 15.0 格与主尺基线对齐,闭合时零误差 0.020 mm。器件与读数均为自编示意,不代表真实测量记录。

二、逐题精讲

题1

题1 写出这次读数,并分别给出正确修正值与「反向误加」的值。

解析

未修正读数 = 主尺 + 微分筒 = 5.5 + 15.0×0.01 = 5.650 mm。

零误差是 +0.020 mm(闭合时多读),正确值 = 5.650 − 0.020 = 5.630 mm。若把符号弄反、误加成 5.650 + 0.020 = 5.670 mm,两次相差 0.040 mm,相对偏差 0.040/5.630 = 0.70%。

回代核验:5.630 + 0.020 = 5.650 闭合;5.670 − 5.630 = 0.040 = 2×0.020,说明反向误加正好把零误差算了两遍。微分筒每格 0.01 mm,15.0 格给 0.150 mm,估读位写在千分位。

答案 正确 5.630 mm;反向误加 5.670 mm;两次差 0.040 mm(0.70%)

采分点 主尺与微分筒各 1 分;零误差符号 2 分;两值各 1 分;差值与相对偏差 2 分;2×零误差回代 1 分

易错点 把零误差直接加回去;漏掉千分位估读

题2

题2 同一金属丝测五次:5.630、5.632、5.628、5.631、5.629 mm,求平均值与极差;极差能当不确定度吗?

解析

平均值 = (5.630+5.632+5.628+5.631+5.629)/5 = 5.630 mm,极差 = 5.632 − 5.628 = 0.004 mm。

极差只反映这组数据的分散范围,不是不确定度;要报不确定度还得按多次测量的标准差或仪器允差合成,并按有效数字取位。本题五次读数都在 5.630 mm 附近波动,说明零误差修正后没有明显系统偏移。

回代核验:五次读数偏离平均值的差依次为 +0.000、+0.002、−0.002、+0.001、−0.001 mm,逐项相加为 0;5.630×5 = 28.150 与五数之和 28.150 闭合;0.004 mm 是千分位级的波动,与估读位同一量级。

答案 平均 5.630 mm;极差 0.004 mm;极差不是不确定度

采分点 平均值 2 分;极差 1 分;极差/不确定度辨析 2 分;五数之和回代 2 分;有效数字取位 1 分

易错点 把极差直接报成 ± 不确定度;平均值多写一位

三、规律小结与对照表

量读数 / 值口径说明
未修正读数5.650 mm主尺+微分筒自编示意
零误差+0.020 mm闭合时多读须减去
正确值5.630 mm减去零误差本题结果
反向误加5.670 mm加回零误差差 0.040 mm

小结:零误差按符号减,反向误加会把偏差算两遍。本例正确 5.630 mm、误加 5.670 mm,差 0.70%;五次平均 5.630 mm。读数均为自编示意。

四、自测清单

  • 知道读数链是主尺+微分筒×0.01−零误差
  • 能按零误差符号正确修正
  • 能算反向误加带来的两倍偏差
  • 能算多次测量平均值与极差
  • 知道极差不等于不确定度
  • 能用读数闭合与五数之和回代
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(物理):运动学测量、光的干涉、牛顿定律、传感器、电路与声学相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(物理科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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联招物理·螺旋测微器:零误差要按符号减,不是随手加
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