2021年高考物理放大法試卷版

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：

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。

對(duì)于理想變壓器有空=察，：=今成立，因此，適當(dāng)選擇M、Ni,即可達(dá)到放大電壓或電

U2N2l2N1

流的目的。

3.光學(xué)方面

(1)光學(xué)裝置放大

被測(cè)物通過光學(xué)裝置放大視角形成放大像，便于觀察判別，從而提高測(cè)量精度的方法稱為光學(xué)

裝置放大法，例如放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等，投影器放大也屬于光學(xué)裝置放大法。

(2)光杠桿放大

光杠桿放大法是測(cè)量微小長(zhǎng)度和微小角度變化時(shí)，使用光學(xué)裝置將待測(cè)微小物理量進(jìn)行間接放

大的方法。

【限時(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JO.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XI、X2、X3、X4、X5,則相鄰的兩段時(shí)間的距離差為：

AXI=X2-XI=1.6cm,AX2=X3-X2=1.5cm,AX3=X4-X3=1.5cm,A%4=X5-X4=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XI、X2、X4、右、T表示g的

計(jì)算式，則以下表達(dá)式正確的是

2X-2X-X]

□…一「□匕+匕一士一西x5+42毛+*4+4々+4%

22□

4T9T8T216T2

x5+x4+x2+X\

10T2

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:

乙

⑴A、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kgm/s,B的動(dòng)量的大小為kg-m/So

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o

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)

甲乙

(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，/、

8兩滑塊均在0?80cm的范圍內(nèi)，且第1次閃光時(shí)，滑塊/恰好位于x=10cm處。若48兩滑塊的

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7表示)，/、8兩滑塊質(zhì)量比ffJA：/?1B=。

AAAAV\BnB

I1"......-Iniiiiu.................................................................................

01()20304()5()6()7()8()

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)量向心力廠的大小。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。

甲乙

(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△片1.5xl(p3s,若圓柱體運(yùn)動(dòng)半徑

尸0.2m,則圓柱體的質(zhì)量加=kg(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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。

甲乙

甲圖讀數(shù)為mm；乙圖讀數(shù)為cm。

(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

色標(biāo)電阻導(dǎo)線

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)

6.正確讀出下列各數(shù)

1011

?|????????||cm=-15

I|IIIII'I,「I’「「