题目内容

[物理--选修3-4]
(1)利用单摆测重力加速度的实验中,如果偏角小于50,但测出的重力加速度的数值偏大,可能原因是
D
D

A.振幅较小
B.测摆长时,只量出摆线的长度,没有从悬挂点量到摆球中心
C.数振动次数时,少计了一次
D.数振动次数时,多计了一次
(2)如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率为n=
3
,直径AB与屏幕垂直并接触于A点.激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑.求两个光斑之间的距离L.
分析:(1)由单摆的周期公式推导出重力加速度的表达式,再分析测出的重力加速度的数值偏大可能的原因.
(2)由题分析可知,在水平屏幕MN上出现两个光斑是由于激光a在O点同时发生折射和反射形成的,根据折射定律求出折射角,作出光路图,由几何知识分别求出左侧光斑和右侧到A点的距离,再求解两个光斑之间的距离L.
解答:解:由单摆的周期公式T=2π
l
g
得,g=
4π2l
T2

(1)A、由单摆的周期公式看出,单摆的周期与振幅无关,重力加速度g也与振幅无关.故A错误.
B、若测摆长时,只量出摆线的长度,没有从悬挂点量到摆球中心,测得的摆长l偏小,由g的表达式计算得到的g值也偏小.故B错误.
C、若数振动次数时,少计了一次,由T=
t
n
算得的周期T偏大,求出的g偏小.故C错误.
D、若数振动次数时,多计了一次,由T=
t
n
算得的周期T偏小,求出的g偏大.故D正确.
故选D
(2)画出光路图如图,设折射角为r,根据折射定律
   n=
sinr
sini

代入解得,r=60°
根据反射定律得,反射角i′=30°,由几何知识得,△OPQ为直角三角形,
所以两个光斑PQ之间的距离为
L=PA+AQ=Rtan30°+Rtan60°
代入解得,L=
40
3
3
cm≈23.1cm
答:(1)D;(2)两个光斑之间的距离L≈23.1cm.
点评:实验误差常常要根据所测量的量表达式进行分析.几何光学问题,画出光路图是解题的基础.
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