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年高考物理专练（新高考专用）

热点03放大法

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。

（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：Dx1=x2-x1=1.6cm，Dx2=x3-x2=1.5cm，Dx3=x4-x3=1.5cm，Dx4=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______。

①②③④⑤

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

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g，g，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___________。

匀速直线释放AB时，AB分别作加速运动0..A、B两滑块作用前后总动量不变，均为0

3．气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔，空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上，与导轨平面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。某实验小组现在利用气垫导轨装置结合频闪照相的方法进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。

(1)实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大应选图中的_________（填“甲”或“乙”）、若要求碰撞动能损失最小则应选图中的______。（填“甲”或“乙”）（甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）

(2)某次实验时碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在0~80cm的范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x=10cm处。若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的________时刻（用字母T表示），A、B两滑块质量比mA：mB=_________。

乙甲2.5T2:3

4．小明同学通过图甲所示的装置探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度的关系。圆柱体放置在水平光滑圆盘上，一起做匀速圆周运动，一条轻质细绳一端连接圆柱体，另一端通过定滑轮与力传感器相连，可以测量向心力F的大小。圆柱体上固定一遮光片，与固定在圆盘一侧的光电门组合测量圆柱体的线速度。小明同学先保持圆柱体质量和半径不变，来探究向心力与线速度的关系。

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