熱點(diǎn)03 放大法（教師版含解析）-高考物理專練(新高考專用)

高考物理【熱點(diǎn)·重點(diǎn)·難點(diǎn)】專練(新高考專用)熱點(diǎn)03放大法【熱點(diǎn)解讀】在測(cè)量中有時(shí)由于被測(cè)量很小，甚至無法被實(shí)驗(yàn)者或儀器直接感覺和反應(yīng)，如果直接用給定的某種儀器進(jìn)行測(cè)量會(huì)造成很大的誤差，此時(shí)可以借助一些方法將待測(cè)量進(jìn)行放大后在進(jìn)行測(cè)量。我們把提高測(cè)量精度、使物理量的數(shù)值變大、作用時(shí)間延長(zhǎng)、作用空間擴(kuò)展的方法叫做放大法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)和放大對(duì)象的不同，放大所使用的物理方法也各異，按物理學(xué)內(nèi)容，放大法分類如下：1．機(jī)械放大機(jī)械放大是使物理量在測(cè)量過程中得到放大的一種最直觀的放大方法，它是一種空間放大法。具體表現(xiàn)在下列實(shí)驗(yàn)中：(1)游標(biāo)放大和螺旋放大，如圖所示測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，普通的刻度尺又是已經(jīng)不能滿足實(shí)驗(yàn)對(duì)精度的要求，這時(shí)需要用到游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器。兩者對(duì)精度的放大原理雖有所不同，但都是利用了長(zhǎng)度量之間的幾何關(guān)系來進(jìn)行放大的。(2)累積放大在物理實(shí)驗(yàn)中，受測(cè)量?jī)x器的精度或人的反應(yīng)時(shí)間限制，單次測(cè)量的誤差很大或者無法測(cè)量出待測(cè)量的有用信息，此時(shí)，在被測(cè)物理量能夠簡(jiǎn)單重疊的條件下，可將這些物理量累積放大若干倍后再進(jìn)行測(cè)量，以減小測(cè)量誤差、提高測(cè)量精度，稱為累積放大法。在“探究單擺的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量單擺的周期時(shí)就用到了累積放大法。2．電磁方面電信號(hào)的放大是物理實(shí)驗(yàn)中最常用的技術(shù)之一，包括電壓放大、電流放大、功率放大等，例如普通使用的三極管就是對(duì)微小電流進(jìn)行放大，示波器中也包含了電壓放大電路?！鞠迺r(shí)檢測(cè)】(建議用時(shí)：25分鐘)1．如圖是小球自由下落的頻閃照片示意圖，頻閃儀每隔T0.04s閃光一次。照片中的數(shù)字是小球下落的距離，單位是厘米。(1)設(shè)相鄰兩次照相的小球影片間距依次為x1、x2、x3、x4、x5，則相鄰的兩段時(shí)間的距離差為：x1x2x11.6cm，x2x3x21.5cm，x3x4x31.5cm，x4x5x4_________cm；(2)根據(jù)第(1)題的計(jì)算結(jié)果，請(qǐng)你簡(jiǎn)要說明自由下落的物體是做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的______，故自由落體是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；(3)利用圖片中的數(shù)據(jù)可以計(jì)算得到拍攝地點(diǎn)的重力加速度g，若用字母x1、x2、x4、x5、T表示g的計(jì)算式，則以下表達(dá)式正確的是______。①②③④⑤【答案】1.7在誤差范圍內(nèi)，相鄰兩段相同時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為定值③【解析】(1)由影片可讀取信息得到(2)由第(1)題的計(jì)算結(jié)果可知，在誤差范圍內(nèi)，小球在相鄰兩段相同時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為定值，故根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可判斷：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(3)利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式可得故可判斷，在選項(xiàng)中，只有③表達(dá)式正確，故選③。2．氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，開始時(shí)兩個(gè)滑塊靜止，它們之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，滑塊間用繩子連接(如圖甲所示)，繩子燒斷后，兩個(gè)滑塊向相反方向運(yùn)動(dòng)，圖乙為它們運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片，頻閃的頻率為10Hz，由圖可知：(1)A、B離開彈簧后，應(yīng)該做___________運(yùn)動(dòng)，已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為200g，300g，根據(jù)照片記錄的信息，A、B每段位移均相等。但事實(shí)是它們的第一段位移應(yīng)比后面的每段位移小，原因是___________。(2)若不計(jì)此失誤，分開后，A的動(dòng)量大小為___________kg·m/s，B的動(dòng)量的大小為___________kg·m/s。本實(shí)驗(yàn)中得出“在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，兩滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒”這一結(jié)論的依據(jù)是___________。【答案】勻速直線釋放AB時(shí)，AB分別作加速運(yùn)動(dòng)0.0180.018A、B兩滑塊作用前后總動(dòng)量不變，均為0【解析】(1)]A、B離開彈簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做勻速直線運(yùn)動(dòng)；[2在離開彈簧前A、B均做加速運(yùn)動(dòng)，A、B兩滑塊的第一個(gè)間隔都應(yīng)該比后面勻速時(shí)相鄰間隔的長(zhǎng)度?。?2)頻閃頻率是f=10Hz，所以周期0.1s，由圖中數(shù)據(jù)可知，，根據(jù)代入數(shù)據(jù)可得A、B勻速時(shí)速度分別為分開后，根據(jù)可得A、B的動(dòng)量大小為，且兩滑塊動(dòng)量的方向相反，則系統(tǒng)的總動(dòng)量為0，故滿足系統(tǒng)動(dòng)量守恒。3．氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。它利用小型氣源將壓縮空氣送入導(dǎo)軌內(nèi)腔，空氣再由導(dǎo)軌表面上的小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面與滑行器內(nèi)表面之間形成很薄的氣墊層?；衅骶透≡跉鈮|層上，與導(dǎo)軌平面脫離接觸，因而能在軌面上做近似無阻力的直線運(yùn)動(dòng)，極大地減小了以往在力學(xué)實(shí)驗(yàn)中由于摩擦力引起的誤差。某實(shí)驗(yàn)小組現(xiàn)在利用氣墊導(dǎo)軌裝置結(jié)合頻閃照相的方法進(jìn)行“探究碰撞中的不變量”這一實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)要求研究?jī)苫瑝K碰撞時(shí)動(dòng)能損失很小和很大等各種情況，若要求碰撞時(shí)動(dòng)能損失最大應(yīng)選圖中的_________(填“甲”或“乙”)、若要求碰撞動(dòng)能損失最小則應(yīng)選圖中的______。(填“甲”或“乙”)(甲圖兩滑塊分別裝有彈性圈，乙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥)(2)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)碰撞前B滑塊靜止，A滑塊勻速向B滑塊運(yùn)動(dòng)并發(fā)生碰撞，利用閃光照相的方法連續(xù)4次拍攝得到的閃光照片如圖所示。已知相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔為T，在這4次閃光的過程中，A、B兩滑塊均在0~80cm的范圍內(nèi)，且第1次閃光時(shí)，滑塊A恰好位于x=10cm處。若A、B兩滑塊的碰撞時(shí)間及閃光持續(xù)的時(shí)間極短，均可忽略不計(jì)，則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的________時(shí)刻(用字母T表示)，A、B兩滑塊質(zhì)量比mA：mB=_________?！敬鸢浮恳壹?.5T2:3【解析】(1)撞針和橡皮泥能在碰撞過程中吸收動(dòng)能，使機(jī)械能損失較大，故填“乙”；彈性圈在碰撞過程中會(huì)將形變時(shí)吸收的動(dòng)能通過彈力做功重新轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使機(jī)械能損失較小，故填“甲”；(2)在連續(xù)四次閃光中，滑塊B只有兩個(gè)圖像，可知滑塊B一開始時(shí)靜止在x=60cm處；由圖可知，第三次閃光后，滑塊A向前運(yùn)動(dòng)了10cm后與滑塊B相撞，用時(shí)0.5T，故碰撞發(fā)生在2.5T時(shí)刻；由圖可知，碰撞前A的速度碰撞后A、B的速度由動(dòng)量守恒有代入數(shù)據(jù)解得4．小明同學(xué)通過圖甲所示的裝置探究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體質(zhì)量、向心力、軌道半徑及線速度的關(guān)系。圓柱體放置在水平光滑圓盤上，一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，一條輕質(zhì)細(xì)繩一端連接圓柱體，另一端通過定滑輪與力傳感器相連，可以測(cè)量向心力F的大小。圓柱體上固定一遮光片，與固定在圓盤一側(cè)的光電門組合測(cè)量圓柱體的線速度。小明同學(xué)先保持圓柱體質(zhì)量和半徑不變，來探究向心力與線速度的關(guān)系。(1)小明同學(xué)采用的實(shí)驗(yàn)方法是______。(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量遮光片的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)d=______mm。(3)某一轉(zhuǎn)速時(shí)，測(cè)得向心力F=3.5N，遮光片通過光電門的時(shí)間?t=1.5×10－3s，若圓柱體運(yùn)動(dòng)半徑r=0.2m，則圓柱體的質(zhì)量m=______kg(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?！敬鸢浮靠刂谱兞糠?.325(3.323～3.328)0.14【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中研究向心力和線速度的關(guān)系，保持圓柱體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變，采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法；(2)根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則可知，固定刻度為3mm，可動(dòng)刻度為32.5×0.01mm=0.325mm則遮光片寬度為d=3mm+0.325mm=3.325mm(3)圓柱體運(yùn)動(dòng)的線速度大小為根據(jù)可得代入數(shù)據(jù)解得5．(1)分別使用螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺測(cè)量某一元件的直徑與長(zhǎng)度，示數(shù)如圖所示。甲圖讀數(shù)為__________；乙圖讀數(shù)為__________。(2)以下均為實(shí)驗(yàn)室常備的實(shí)驗(yàn)器材，僅利用這些器材可以完成的實(shí)驗(yàn)有__________。A．測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻B．測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線C．測(cè)量定值電阻的阻值D．奧斯特電流的磁效應(yīng)【答案】2.3204.240BCD【解析】(1)根據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則可得圖示螺旋測(cè)微器示數(shù)為根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，可得圖示游標(biāo)卡尺示數(shù)為(游標(biāo)讀8或9均可)(2)把色標(biāo)電阻標(biāo)為編號(hào)①，導(dǎo)線為②，指南針為③，開關(guān)④，電阻箱⑤，小燈泡⑥，滑線變阻器⑦，學(xué)生電源⑧，電流表⑨，電壓表⑩。A．測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)，需要用到干電池，故A錯(cuò)誤；B．利用②④⑥⑦⑧⑨⑩測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線，故B正確；C．利用①②④⑦⑧⑨⑩測(cè)量定值電阻的阻值，故C正確；D．利用②③④⑦⑧可做奧斯特電流的磁效應(yīng)，故D正確。故選BCD。6．正確讀出下列各數(shù)(1