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初中物理核心素养提升专辑
专题05 物理基本测量仪器
本专辑讲述了初中物理实验中常用的十四个测量器材的主要构造、使用及读数方法。这十四个实验
器材分别是：刻度尺、机械停表、温度计、托盘天平、量筒、弹簧测力计、U形管压强计、液体密度计、
速度表、电流表、电压表、滑动变阻器、电能表、测电笔等。
一、刻度尺
刻度尺是测量长度的工具。
1.刻度尺的使用
测量前：使用刻度尺前“三看”：看量程、看分度值、看零刻度。
测量时：
①一放：刻度尺要放正，刻度线紧贴被测物体；
②二看：视线与刻度尺及被测物体垂直；
③三读：估读到最小刻度值下一位；
④四记：测量值=准确值+估计值+单位.
2. 使用刻度尺的注意事项
①被测物体的长度应为末端对应的刻度值减去始端对应的刻度值；
②使有刻度线的一侧紧靠被测物体，并与被测长度平行；
③视线正对刻度读出数值，读数时要估读到分度值的下一位。若估读值为“零”，也要补上。
二、机械停表
机械停表是测量时间的工具。
1.机械停表的外部构造
如图所示秒表的主要构造有：A.启动、停止按钮；B.回零按钮；
C.分钟刻度盘：读取整分钟数（包括半分钟）；D：秒钟刻度盘（读取秒数）；E：秒针；F：分针。
2.机械停表的使用方法
使用机械停表前首先要上好发条，按启动按钮，表启动，再次按下该按钮，指针停止转动，按回零
按钮，分针与秒针都归零。 即三次按下按钮：一“走时”，二“停止”，三“复零”，
3. 机械停表的量程、分度值、读数
①机械停表的外圈（大表盘）以s为单位，内圈（小表盘）以min为单位，不同停表量程和分度值会
不同，量程以小圈为准，分度值看外圈。如图所示，小表盘量程为60min，外圈分度值为0.2s。
②读数方法：
示数=小盘读数（min）+大盘读数（s）
在读数时，先读出小表盘上指针所通过的分钟数（按整数读）；再观察小表盘上的指针是否超过
两数字之间的半分钟刻度线，若不超过，则大表盘按照0~30s读数，若超过，则大表盘按照31~60s读数。
图中小表盘指针的示数是1min；且小表盘指针过半分钟刻度线，所以大表盘指针的示数为37.8S。
所以停表的读数是1min37.8s。
【注意】①停表内圈的单位是“分钟”，外圈的单位是“秒”．
②读数前，先分清内圈和外圈的分度值．
③读数时，对于外圈一圈表示30 s的停表，内圈的分针小于30 s时(指针未过半刻度线)，读外圈小于
30的读数；内圈的分针大于30 s时(指针过半刻度线)，读外圈大于30的读数．
三、温度计
温度计是测量温度的器材。
1.温度计的构造与原理
①主要结构：玻璃外壳、毛细管、玻璃泡、液体、刻度等。
②工作原理：根据液体热胀冷缩的规律制成。
③种类：实验用温度计、体温计、寒暑表等。2.体温计、实验温度计、寒暑表的主要区别
3.
实验室温度计 体温计 寒暑表
温 度
原理 液体的热胀冷缩
计 玻璃泡内液体 水银、煤油等 水银 煤油、酒精等 的
刻度范围 -20℃~110℃ 35℃~42℃ -30℃~50℃
使 用
分度值 1℃ 0.1℃ 1℃
方 法
玻璃泡上部是均 玻璃泡上部有一段细而
构造 玻璃泡上部是均匀细管
匀细管 弯的“缩口” ①
不能离开被测物 可以离开人体度数，使 放在被测环境中直接读数，
看 使用方法 清
体读数，不能甩 用前要甩几下 不能甩
温度计的量程和分度值；
②温度计的玻璃泡要全浸在液体中，不要靠碰到容器底和容器壁；
③温度计浸入被测物体后要稍侯一会儿，待温度计的示数稳定后再读数；
④读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中，视线要与温度计内的液面相平。
4.温度计使用中的注意事项
①根据被测量物选择适宜的温度计；
②玻璃泡全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁(液体应该足够多以浸没玻璃泡)。
③记录时应待温度计的示数稳定后读数，读数时，玻璃泡不能离开被测液体，视线必须与液体柱的
上表面相平(俯视读大，仰视读小)。
④使用温度计时，手应拿在它的上部，实验中不允许用它作搅拌棒使用。
四、托盘天平
托盘天平是测质量的工具。
1.托盘天平的构造
横梁、平衡螺母、托盘、分度盘、指针、砝码、镊子等。
2.托盘天平的使用
①看：称量（量程）和感量（分度值）。感量是指天平能称出的最小质量，即最小称量。表示天平
的灵敏度和精度（标尺的分度值）；称量是指天平能够称出的最大质量。
②放：把天平放在水平台上。③调：把游码拨至标尺左端的零刻度线处，调节天平两端的平衡螺母，使天平指针对准分度盘的中
央。
④秤：左物右砝，砝码按先大后小的顺序，用镊子加、减砝码，并调节游码使天平平衡。
⑤读：被测物体的质量＝盘中砝码总质量＋游码在标尺上所对的刻度值。
3.托盘天平使用时的注意事项
①用天平测量物体的质量时，不能超过天平的“称量”，即最大测量值。
②向右盘中加减砝码时，要用镊子，不能用手接触砝码，不能把砝码弄湿、弄脏。
③保持天平干燥、清洁，潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中，应使用烧杯或者白纸
间接称量。
④称量完后,砝码要放回盒内，游码移回零刻度处。
五、量筒
量筒可以直接测量液体的体积，也可以间接测量固体体积。
1.量筒的量程与分度值
①量筒是以毫升（mL）为单位标度，1毫升（mL）=1厘米3（cm3）
如图所示，量筒的最大测量值（量程）是100ml，量筒的分度值是1ml。
液体体积V=57厘米3
2.量筒的使用方法
①会选。任何一只量筒都有一定的测量范围，即量程，要能根据被测量的量选择量程合适的量筒。
②会放。使用量筒测量时，量筒要平稳地放置于水平桌面上。
③会看。读取量筒的数据时，若液面是凹形面，视线应以凹形底部为准；若液面是凸形面，视线应
以凸形顶部为准。
④会读。会根据量筒刻度的分度值读出准确值，同时要读出分度值的下一位，即估计值。
⑤会用。量取指定体积液体时，应先倒入接近所需体积的液体，然后改用胶头滴管滴加。
3. 量筒的使用注意事项①被测液体的体积不能超过量程。
②在测量范围内，应选择分度值较小的量筒，目的是提高精确度，减小测量误差。
③不能用量筒测量高温以及对玻璃有腐蚀性的液体。
4.量筒测体积的特殊方法
当被测物体漂浮在水面上时，可采用的方法有：
①压入法：由于物体漂浮于液面，可以用“针压法”，也就是用一枚细针将漂浮物压入液体中。
②助沉法：或用一密度比液体密度大得多且不溶于液体的物体将漂浮物拉入水中，此法称为“助沉
法”。
六、弹簧测力计
弹簧测力计是测量力的工具。
1.弹簧测力计的构造
主要由弹簧、刻度盘、指针、挂钩等组成。
2. 弹簧测力计的原理：
在弹性限度内，弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力成正比。这也就表明弹簧测力计的刻度都是均匀
的。
3.弹簧测力计的使用
①测量前，用手轻轻地来回拉动几次，避免指针、弹簧和外壳之间的摩擦而影响测量的准确性。
②看指针是否指在“0”刻度，要沿所测力的方向调“0”。
③观察弹簧测力计的量程和分度值，使用时选择量程合适的测力计。
④测量时，要使弹簧测力计受力的方向沿弹簧的轴线方向；
⑤读数时，应保持测力计处于静止或匀速直线运动状态，视线与刻度盘垂
直。
七、U型管压强计
是探究液体内部压强的仪器。
1. U型管压强计的构造与使用
U型管压强计是由金属盒、橡皮软管、玻璃U形管（内装有液体）组成。
U形管的一端开口向上，另一端管口通过橡皮软管跟一个扎有橡皮薄膜的金属
盒相连，当金属盒的橡皮膜没有受到压强时，U形管两边的水面相平。当金属盒上的橡皮膜受到压强时，
U形管两侧液面便出现高度差，并且压强越大，高度差也越大。
2. 使用压强计注意的问题
①使用压强计研究不同方向液体压强的特点时要注意：压强计的金属盒应保持在同一深度。
②用压强计的两边高度差来显示液体内部的压强，这种方法叫转换法。③压强计只是用来研究液体压强特点的一个工具，并不能用来测量液体压强的大小。
U型管压强计 密度计
八、液体密度计
测量液体密度的仪器。
1. 液体密度计结构
液体密度计的构造如图所示，它是用密封的玻璃管制成的。上半段外径均匀，是用来标刻度线的部
分，最下端的玻璃泡内装有密度很大的许多小弹丸（如铅丸）等，整体是一根粗细不均匀的密封玻璃管。
2. 密度计原理
密度计放在液体中都是漂浮的，因此受到的浮力始终等于它受到的重力，F =G，且不变。根据
浮
F =ρ gV 可知， F 不变，把它放在密度比较大的液体里，V 变小，即它浸入液体的体积小，上浮一
浮 液 排 浮 排
些；把它放在密度比较小的液体里，浸入液体的体积就大，下沉一些。
所以密度计的刻度刻度线是不均匀的，从下往上的示数是越来越小的。
3.关于密度计刻度值的标注
最简单标注密度计的刻度的方法就是实验法：把密度计放入水中，静止后密度计在水面处的刻度数
值就为1.0（单位：g/cm3），再放入其它已知密度的液体中，同样可标出刻度，这样经过多次实验，就能
把刻度标好。
九、速度表
用来测量汽车行驶速度的仪表。
速度表的单位是“千米/时（km/h）”，速度的大小从指针可以直接读出。
汽车的速度表上的参数还有：
汽车行驶的累计路程数：就是汽车从出厂到现在所跑的距离。
汽车行驶的临时路程数：就是汽车从甲地到乙地所跑的距离。十、电流表
测量电流的仪表
1.电流表的构造和符号
2.电流表的量程与分度值
如图所示的电流表有两个量程：
①使用“-”与“0.6”接线柱时：量程为：0～0.6A，分度值：0.02A
②使用“-”与“3”接线柱时：量程为：0～3A，分度值：0.1A。
3.电流表的使用规则
①使用前要先检查指针是否指零。
②必须要把电流表串联在电路中.
③要使电流从标有“+” 接线柱流入电流表,从标有“-”的接线柱流出电流表。
④被测电流的大小不能超过电流表的量程。在不知电流大小的情况下，可以用大量程“试触”。
⑤绝对不允许把电流表直接接到电源的两极。
十一、电压表
1. 电压表的构造与符号
VV
2.电压表的量程与分度值
如图所示的电压表有两个量程：①使用“-”与“3”接线柱时：量程为：0～3V，分度值：0.1V
②使用“-”与“15”接线柱时：量程为：0～15V，分度值：0.5V。
3.电压表的使用规则
①使用前要先检查指针是否指零。
②电压表必须与被测用电器并联；
③电压表的“+”接线柱连接靠近电源正极的一端，“-”接线柱连接靠近电源负极的一端；
④被测电压的大小不能超过电压表的量程。在不知电压大小的情况下，可以用大量程“试触”。
十二、滑动变阻器
1.滑动变阻器的构造和原理
①原理
通过改变接入电路中电阻丝的长度改变电阻，进而改变电流，在电路中具有分压限流的作用。
②构造如图所示：
构造示意图 结构示意图 符号
2.滑动变阻器的构造示意图和符号如图。
3.铭牌意义：如一个滑动变阻器标有“20Ω1A”表示的意义是：最大阻值是20Ω，允许通过的最大
电流是1A。
4.滑动变阻器的使用方法和注意事项
①滑动变阻器要与被控制的用电器串联接入电路中。
②滑动变阻器连入电路中时，取“一上一下”两个接线柱。
③在闭合开关之前，滑动变阻器的阻值调到最大值。
十三、电能表
测量用电器消耗电能多少的仪表。
1.了解电能表铭牌数据的物理含义
①“220V”是指电能表正常工作的额定电压是220V 。
②“10(20)A”其中10A表示平时允许流过电能表的最大电流；20A表示短时间内允许流过电能表的
最大电流。前面数值是标定电流或称额定电流。③“50Hz”表示所接电路交流电的频率为50赫兹
④3000R/KW•h表示每消耗1kW•h的电能，表盘转3000转。对于IC电子式电能表，其参数为
3200imp/KW•h，每消耗1KW•h的电能，指示灯闪烁的次数为3200次；
⑤读数：1380.6KW•h 即1380.6度(注意最后一格是小数点后一位)
计算电能表测量消耗的电能：观察电能表表盘上前后两次的示数，它们的示数差即是用电器消耗的
电能值。
电能表 电能表的接法
2.电能表的接法和注意事项
接在家庭电路中时,前两个接线柱接火线，后两个接零线。电能表的位置在进户线和闸刀开关之间。
(家庭电路连接顺序：进户线-电能表-闸刀开关-保险盒-用电器)
十四、测电笔
1.测电笔的构造和原理
①测电笔的构造
测电笔一般由笔尖金属体、电阻、氖管、笔筒（小窗）、弹簧和笔尾的金属体组成。当试电笔测试
火线时，火线、测电笔、人体和大地构成通路，测电笔之中的氖管就会发光。
测电笔的构造
②测电笔的原理
测电笔有氖管，充有氖气，两端是两个金属电极，当电流从一个电极通过氖气流到另一个电极时氖
气会发出红光。
2.测电笔的使用方法使用测电笔时，人手接触电笔的部位一定在测电笔顶端的金属，而绝对不是试电笔前端的金属探头。
笔握好以后，一般用大拇指和食指触摸顶端金属，用笔尖去接触测试点，并同时观察氖管是否发光。如
果氖管发光，则接触的是火线；如果氖管不发光，则接触的是零线
三、精选练习题
1．亲爱的同学，您会使用下面的基本实验仪器吗？
（1）如图所示，用A，B两把刻度尺测同一物体长度，就分度值而言，______刻度尺更精确些，就
使用上______刻度尺是正确的。秒表的示数为______；
（2）在练习使用量筒时，若要量取35mL的水应选用如图1所示的______量筒，其量程是______；
图1 图2
（3）如图2甲所示测量水温的做法中，正确的是______；在观察温度计的示数时，如图乙所示的
a、b、c三种方法，正确的是______。
2．（1）如图甲所示，用刻度尺测小球的直径，则尺的分度值是_______cm，所测物体的长度是
_________cm。如图乙所示的秒表读数为_________s。如图乙所示的温度计读数为_______℃；
甲 乙 丙（2）为有效预防新冠肺炎病毒的传播，落实“入校前体温检测”制度，本市各中小学校配备了“测
温枪”，如图丙所示，它是利用___________（选填“红外线”或“紫外线”）进行测量的。
3．欲称出约39g物品的质量，应顺次往天平的盘中添加的砝码是（ ）
A．30g、9g B．30g、5g
C．20g、10g、5g D．20g、10g、5g、2g、2g
4．使用弹簧测力计时，下面几种说法中错误的是（ ）
A．弹簧测力计必须竖直放置，不得倾斜
B．使用中，弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦
C．使用前必须检查指针是否指在零刻度上
D．使用时，必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围
5．如图所示的实验操作中正确的是（ ）
A．甲图，用刻度尺测量物体长度 B．乙图，用温度计测量液体温度
C．丙图，用量筒测量液体体积 D．丁图，用天平测量物体质量
6．甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均
指在零刻度处，当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图甲、乙、丙所示的三种情况，
请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题，并写在下面的横线上。甲同学的问题：___________；乙同学的问题：___________；丙同学的问题：___________；
7．小明用如图11甲所示实物图来测量小灯泡两端电压，请回答下列问题：
图11
（1）在连接电路过程中，开关应处于________状态。
（2）在闭合开关前，小明应将滑动变阻器的滑片置于_____ (选填“A”或“B”)端，并采用_____
的方法来确定电压表的量程。
（3）如图乙所示，当用“-”和“3”两接线柱时，电压表的分度值是____，指针所指的示数是___；
当用“-”和“15”两接线柱时，指针所指的示数是________。
图12 图13
（4）如图12所示的电路，L 和L 两只灯泡是_______(选填“串联”或“并联”)关系。开关闭合后，
1 2
电压表V 测量的是_____两端的电压，电压表V 测量的是______(后两空均选填“L”、“L”或“L 和
1 2 1 2 1
L”)两端的电压。
2
（5）某同学在使用电压表测量某电路中的电压时，电压表的示数如图13所示，出现甲现象的原因
是_________________，出现乙所示的现象的原因是______________________________。8．亲爱的同学，你会使用如图的实验仪器吗？
（1）如所示，该电阻箱的量程是______Ω，此时示数为______Ω；
（2）实验室中有一标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器，如图所示。若要把它其中的两个接柱连接到
电路中去，共有______种接法；“2A”指的是______。
9．（1）如图乙所示，此时患者的体温为______。
（2）如图丙所示， 是装在氧气瓶上的压力表， 根据表面上的“MPa”可知该表是测量气体______
（选填“压力”或“压强”）的，此时的读数是______MPa。
甲 乙
10．如图是实验室伏安法测电阻的电路图，其中a、b电表应分别为（ ）
A．a为电流表，b为电流表 B．a为电压表，b为电压表
C．a为电流表，b为电压表 D．a为电压表，b为电流表
11．如图所示，L 和L 是两只相同的小灯泡，a、b是电流表或电压表。闭合开关S后，若两灯都能
1 2
发光，则（ ）
A．a、b均为电流表 B．a、b均为电压表
C．a为电流表，b为电压表 D．a为电压表，b为电流表12．如图所示，电能表示数为___________kWh，若某段时间电能表转盘转了150r，则这段时间小明
家消耗电能___________ J。
13．（1）小明家中一周前、后电能表示数如图甲所示，则他家这段时间内消耗的电能为___ 。
（2）如图是小明家中电能表照片，其中“220V”表示_____；“10A”表示____，小明发现当他家
电路中只有一个电冰箱工作时，电能表的表盘3min转了15r，则电冰箱功率为____W（保留一位小数）。
14. 一种试电笔的构造如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．使用试电笔时手可以接触笔尖 B．使用试电笔时手不要接触笔卡
C．试电笔中的电阻可以用铁丝代替 D．当氖管发光时有微弱电流通过人体
15. 某家庭电路的部分情况如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．进户线分为火线和地线 B. 零线在入户之前已经和大地相连
C．电能表的标定电流为20A D．电能表与空气开关是并联
16．两个相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体，将两个相同的 U形管压强计的金属盒分别放入液体中，U形管内液面的高度差ΔH 相同，如图所示，此时两容器内液面相平。若将两金属盒同时竖直
0
向下移动一段相同的距离后，则此时两 U形管内液面的高度差分别为ΔH 、ΔH ，两液体的密度分别为ρ
1 2
、ρ 。则下列判断中正确的是（ ）
甲 乙
ΔH
0
甲液体 乙液体
A ρ ＞ρ ，ΔH＞ΔH B ρ ＞ρ ，ΔH＜ΔH
甲 乙 1 2 甲 乙 1 2
C ρ ＜ρ ，ΔH＜ΔH D ρ ＜ρ ，ΔH＞ΔH
甲 乙 1 2 甲 乙 1 2
17. 在“用天平和量筒测量盐水的密度”实验中：
（1）将天平放在水平桌面上，把游码移到零刻度线处，指针位置如图甲所示，应向______（选填
“左”或“右”）调节平衡螺母，直至天平平衡；
（2）继续进行实验，记录数据：
a．往烧杯中倒入适量盐水，测得烧杯和盐水的总质量m 为116g；
1
b．如图乙所示，把烧杯中部分盐水倒入量筒，读出量筒中盐水的体积V为40cm3；
c．如图丙所示，测出烧杯和剩余盐水的质量m；
2
d．计算出盐水的密度ρ。
请在表格中的①②③位置处填写相应的数据。
烧杯和盐水的 烧杯和剩余盐水 量筒中盐水 量筒中盐水的 盐水的密度
总质量m/g 的质量m/g 的质量m/g 体积V/cm3 ρ/g·cm-3
1 2
116 ①___ ②___ 40 ③___
（3）某小组在步骤b中不慎将少量盐水溅在量筒外面，这个小组测得的盐水密度会偏大还是偏小？
______。
18.在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验时，使用了图11（a）所示的装置，该装置叫做
；若用手按压金属盒上的橡皮膜，两管中液面将 （选填“相平”或“不相平”）。实验中，将它的金属盒分别放入盐水中的不同位置处，实验现象如图11（b）、（c）和（d）所示，这说明：同种液
体内部 。若探究液体内部压强与方向的关系，则要 。
盐水 盐水 盐水
（a） （b） （c） （d）
19. 小华同学在综合实践活动课中自制密度计。他找来一根粗细均匀的木棍，表面涂上蜡，在它的一
端绕上适量的金属丝。把这个装置放在水中，静止后在液面所在处刻上刻度，并标上“1.0”；再将这个
装置放在酒精中，静止后在液面所在处刻上刻度，并标上“0.8”；最后将此装置放入某种液体中，静止
后在液面所在处刻上刻度h，如图1所示。把木棍拿出液体后，用刻度尺量出刻度h与刻度“0.8”的距离
是3.8cm，刻度“1.0”与刻度“0.8”之间的距离是2.0cm。则h到木棍底部的距离为_______cm，该液体
的密度是_______kg/m3。（假设金属丝的体积忽略不计，g 取 10N/kg，ρ =1.0×103kg/m3，ρ
水 酒精
=0.8×103kg/m3，密度的计算结果小数点后面保留两位小数）
图1 图2
20. 学习了密度和浮力的相关知识后，某学校综合实践活动小组利用弹簧测力计、合金块、细线、已
知密度的多种液体、笔、纸等，设计改装成一支密度计．他们的做法是：在弹簧测力计下面挂一个大小
适度的合金块，分别将合金块完全浸没在水和煤油中，静止时弹簧测力计示数如图所示，在弹簧测力计
刻度盘上标上密度值．再将合金块分别完全浸没在不同的校验液体中，重复上述操作，反复校对检验．
这样就制成一支测定液体密度的“密度计”．（g=10N/kg，ρ =0.8×103kg/m3）
煤油（1）求合金块的密度．
（2）利用学过的公式原理，从理论上分析推导说明，待测液体的密度和弹簧测力计的示数的关系式．
指出改装的密度计刻度是否均匀？改装后密度计的分度值是多少？决定密度计量程大小的关键因素是什
么？
（3）计算说明密度为2.0×103kg/m3的刻度应该标在弹簧测力计的哪个位置？
