题目内容

【题目】用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。

(1)组装单摆时,应在下列器材中选用______选填选项前的字母。

A.长度为1m左右的细线

B.长度为30cm左右的细线

C.直径为的塑料球

D.直径为的铁球

(2)若用毫米刻度尺测量摆线的长时,将摆线平放,用游标卡尺测量摆球直径,卡尺游标位置如图(B)所示,可知摆球直径是______cm。

(3)测出悬点O至小球球心的距离摆长L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=______(用L、n、t表示)。

(4)用多组实验数据做出图象,也可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的图线的示意图如图2中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是______(选填选项前的字母)。

A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L

B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次

C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值

D.图线a对应的g值大于图线b对应的g值

(5)某同学测出不同摆长时对应的周期Y,作出图线,如图3所示,再利用图线上任两点A、B的坐标、,可求得g=______。若该同学测摆长时漏加了小球半径,而其它测量、计算均无误,也不考虑实验误差,则用上述方法算得的g值和真实值相比是______(选项“偏大”、“偏小”或“不变”)。

【答案】AD B 不变

【解析】

(1)[1]为了减小实验误差,应选择1m左右的摆线,为减小空气阻力的影响,摆球应选质量大而体积小的铁球,故BC错误,AD正确。

故选AD。

(2)[2]由图可知,20分度的游标卡尺的主尺读数为19mm,游标尺上第8个刻度与主尺上某一刻度对齐,故其读数为

所以最终读数为

(3)[3]根据

可知

(4)[4]根据单摆的周期公式

得

根据数学知识可知,图像的斜率为

即当地的重力加速度为

A.由图可知,对图线a,当L为零时T不为零,所测摆长偏小,可能是把摆线长度作为摆长,即误将悬点到小球上端的距离记为摆长L,故A错误;

B.实验中误将49次全振动记为50次,则周期的测量值偏小,导致重力加速度的测量值偏大,图线的斜率k偏小,故B正确;

C.由图可知,图线c对应的斜率k偏小,小于图线b对应的斜率,由

可知图线c的g值大于图线b对应的g值,故C错误;

D.由图像可知,图线a与图线b的斜率相等,由

可知图像a的g值等于图线b对应的g值,故D错误。

故选B。

(5)[5][6]根据单摆的周期公式

得

图像的斜率为

则重力加速度为

若该同学测摆长时漏加了小球半径,而其它测量、计算均无误,也不考虑实验误差,则用上述方法算得的g值和真实值相比是不变的。

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