热点03 放大法—2021年高考物理【热点·重点·难点】专练（新高考版）

2021年高考物理【热点·重点·难点】专练（新高考专用） 热点03 放大法 【热点解读】 在测量中有时由于被测量很小，甚至无法被实验者或仪器直接感觉和反应，如果直接用给定的某种仪器进行测量会造成很大的误差，此时可以借助一些方法将待测量进行放大后在进行测量。我们把提高测量精度、使物理量的数值变大、作用时间延长、作用空间扩展的方法叫做放大法。根据实验的性质和放大对象的不同，放大所使用的物理方法也各异，按物理学内容，放大法分类如下： 1．机械放大 机械放大是使物理量在测量过程中得到放大的一种最直观的放大方法，它是一种空间放大法。具体表现在下列实验中： （1）游标放大和螺旋放大，如图所示 测量长度时，普通的刻度尺又是已经不能满足实验对精度的要求，这时需要用到游标卡尺和螺旋测微器。两者对精度的放大原理 虽有所不同，但都是利用了长度量之间的几何关系来进行放大的。 （2）累积放大 在物理实验中，受测量仪器的精度或人的反应时间限制，单次测量的误差很大或者无法测量出待测量的有用信息，此时，在被测物理量能够简单重叠的条件下，可将这些物理量累积放大若干倍后再进行测量，以减小测量误差、提高测量精度，称为累积放大法。 在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，测量单摆的周期时就用到了累积放大法。 2．电磁方面 电信号的放大是物理实验中最常用的技术之一，包括电压放大、电流放大、功率放大等，例如普通使用的三极管就是对微小电流进行放大，示波器中也包含了电压放大电路。 对于理想变压器有 成立，因此，适当选择N1、N2，即可达到放大电压或电流的目的。 3．光学方面 （1）光学装置放大 被测物通过光学装置放大视角形成放大像，便于观察判别，从而提高测量精度的方法称为光学装置放大法，例如放大镜、显微镜、望远镜等，投影器放大也属于光学装置放大法。 （2）光杠杆放大 光杠杆放大法是测量微小长度和微小角度变化时，使用光学装置将待测微小物理量进行间接放大的方法。 【限时检测】（建议用时：25分钟） 1．如图是小球自由下落的频闪照片示意图，频闪仪每隔T(0.04s闪光一次。照片中的数字是小球下落的距离，单位是厘米。 (1)设相邻两次照相的小球影片间距依次为x1、x2、x3、x4、x5，则相邻的两段时间的距离差为：(x1(x2(x1(1.6cm，(x2(x3(x2(1.5cm，(x3(x4(x3(1.5cm，(x4(x5(x4(_________cm； (2)根据第(1)题的计算结果，请你简要说明自由下落的物体是做初速度为0的匀加速直线运动的______，故自由落体是初速度为0的匀加速直线运动； (3)利用图片中的数据可以计算得到拍摄地点的重力加速度g，若用字母x1、x2、x4、x5、T表示g的计算式，则以下表达式正确的是______。 ① ② ③ ④ ⑤ 【答案】 1.7 在误差范围内，相邻两段相同时间间隔内的位移之差为定值 ③ 【解析】 (1)由影片可读取信息得到 (2)由第(1)题的计算结果可知，在误差范围内，小球在相邻两段相同时间间隔内的位移之差为定值，故根据匀变速直线运动规律可判断：自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。 (3)利用匀变速直线运动公式 可得 故可判断，在选项中，只有③表达式正确，故选③。 2．气垫导轨上有A、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接（如图甲所示），绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它们运动过程的频闪照片，频闪的频率为10Hz，由图可知： (1)A、B离开弹簧后，应该做___________运动，已知滑块A、B的质量分别为200g，300g，根据照片记录的信息，A、B每段位移均相等。但事实是它们的第一段位移应比后面的每段位移小，原因是___________。 (2)若不计此失误，分开后，A的动量大小为___________kg·m/s，B的动量的大小为___________kg·m/s。本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是___________。 【答案】 匀速直线 释放AB时，AB分别作加速运动 0.018 0.018 A、B两滑块作用前后总动量不变，均为0 【解析】 (1)]A、B离开弹簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做匀速直线运动； [2在离开弹簧前A、B均做加速运动，A、B两滑块的第一个间隔都应该比后面匀速时相邻间隔的长度小； (2)频闪频率是f=10Hz，所以周期 0.1s，由图中数据可知， ， 根据 代入数据可得A、B匀速时速度分别为 分开后，根据 可得A、B的动量大小为 ， 且两滑块动量的方向相反，则系统的总动量为0，故满足系统动量守恒。 3．气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小