Question

【題目】在“探究單擺擺長(zhǎng)與周期關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的主要操作步驟如下：

A．取一根符合實(shí)驗(yàn)要求的擺線，下端系一金屬小球，上端固定在O點(diǎn)；

B．在小球靜止懸掛時(shí)測(cè)量出O點(diǎn)到小球球心的距離l；

C．拉動(dòng)小球使細(xì)線偏離豎直方向一個(gè)不大的角度（約為5°），然后由靜止釋放小球；

D．用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t．

（1）用所測(cè)物理量的符號(hào)表示重力加速度的測(cè)量值，其表達(dá)式為g= _____________________；

（2）若測(cè)得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度的�?shí)際值，造成這一情況的原因可能是______________。（選填下列選項(xiàng)前的序號(hào)）

A、測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，把擺線的長(zhǎng)度當(dāng)成了擺長(zhǎng)

B、擺線上端未牢固地固定于O點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線越擺越長(zhǎng)

C、測(cè)量周期時(shí)，誤將擺球（n-1）次全振動(dòng)的時(shí)間t記為了n次全振動(dòng)的時(shí)間，并由計(jì)算式T=t/n求得周期

D、擺球的質(zhì)量過(guò)大

（3）在與其他同學(xué)交流實(shí)驗(yàn)方案并糾正了錯(cuò)誤后，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，他決定用圖象法處理數(shù)據(jù)，并通過(guò)改變擺長(zhǎng)，測(cè)得了多組擺長(zhǎng)l和對(duì)應(yīng)的周期T，并用這些數(shù)據(jù)作出T2-l圖象如圖甲所示。若圖線的斜率為k，則重力加速度的測(cè)量值g=__________________。

（4）這位同學(xué)查閱資料得知，單擺在最大擺角θ較大時(shí)周期公式可近似表述

為了用圖象法驗(yàn)證單擺周期T和最大擺角θ的關(guān)系，他測(cè)出擺長(zhǎng)為l的同一單擺在不同最大擺角θ時(shí)的周期T，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的圖線。根據(jù)周期公式可知，

若圖乙中的縱軸表示的是 則圖線延長(zhǎng)后與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為____________________。

Answer 1

【答案】 C

【解析】 (1)單擺的周期，根據(jù)單擺周期公式得， 。

(2)根據(jù)得， ，

A. 測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，把擺線的長(zhǎng)度當(dāng)成了擺長(zhǎng)，則擺長(zhǎng)的測(cè)量值偏小，導(dǎo)致重力加速度的測(cè)量值偏小，故A錯(cuò)誤；

B. 擺線上端未牢固地固定于O點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線越擺越長(zhǎng)，知擺長(zhǎng)的測(cè)量值偏小，導(dǎo)致重力加速度測(cè)量值偏小，故B錯(cuò)誤；

C. 測(cè)量周期時(shí),誤將擺球(n1)次全振動(dòng)的時(shí)間t記為了n次全振動(dòng)的時(shí)間，則周期的測(cè)量值偏小，導(dǎo)致重力加速度的測(cè)量值偏大，故C正確。

D. 擺球的質(zhì)量過(guò)大，不影響重力加速度的測(cè)量，故D錯(cuò)誤。

故選：C。

(3) 根據(jù)得： ，斜率， 。

（4）由得： ，當(dāng)時(shí)， 。