【優(yōu)化方案】2020高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)知能優(yōu)化演練 新人教版選修3-5

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1、知能演練強(qiáng)化闖關(guān) 1在用斜槽軌道“驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒”的實(shí)驗(yàn)中，必須測(cè)量的物理量有()A入射小球和被碰小球的質(zhì)量B入射小球和被碰小球的半徑C入射小球從斜槽上由靜止釋放時(shí)的起始高度D斜槽軌道的末端到地面的高度E從相碰到落地的時(shí)間F入射小球未與另一小球碰撞時(shí)飛出的水平距離G入射小球和被碰小球碰撞后各自飛出的水平距離答案：AFG2. 某同學(xué)用如圖129所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，用輕質(zhì)細(xì)線將小球1懸掛于O點(diǎn)，使小球1的球心到懸點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)，被碰小球2放在光滑的水平桌面上將小球1從右方的A點(diǎn)(OA與豎直方向的夾角為)由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與小球2發(fā)生正碰，碰撞后，小球1繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)到C位置(OC

2、與豎直方向夾角為)，小球2落到水平地面上，落點(diǎn)D到桌面邊緣水平距離為s.圖129(1)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)測(cè)得上述物理量中的、L、s，為了驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，還應(yīng)該測(cè)量的物理量有_(2)請(qǐng)用測(cè)得的物理量結(jié)合已知物理量分別表示碰撞前后小球1的動(dòng)量：p1_，p1_；再用物理量表示碰撞前后小球2的動(dòng)量：p2_，p2_.解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律計(jì)算碰前和碰后小球1的速度，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)計(jì)算碰后小球2的速度，最后根據(jù)pmv計(jì)算各個(gè)動(dòng)量值答案：(1)小球1的質(zhì)量m1，小球2的質(zhì)量m2，桌面高度h，OC與OB夾角(2)m1m10m2 s3(2020遼寧模擬)某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)

3、驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖1210甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差圖1210(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；向氣墊導(dǎo)軌空腔內(nèi)通入壓縮空氣；把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的

4、中間；先_，然后_，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；取下紙帶，重復(fù)步驟，選出理想的紙帶如圖乙所示；測(cè)得滑塊1的質(zhì)量310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.完善實(shí)驗(yàn)步驟的內(nèi)容(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量為_(kāi)kgm/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為_(kāi)kgm/s(保留三位有效數(shù)字)(3)試說(shuō)明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_.解析：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)滑塊(2)作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為滑塊1的動(dòng)量p0m1v0.v0 m/s2.00 m/s，p00.3102.00 kgm/s0.620 kgm/s.作用后系統(tǒng)的總

5、動(dòng)量為滑塊1和滑塊2的動(dòng)量和，且此時(shí)兩滑塊具有相同的速度v，v m/s1.20 m/s，p(m1m2)v(0.3100.205)1.20 kgm/s0.618 kgm/s.(3)存在誤差的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔間有摩擦.答案：(1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源放開(kāi)滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔間有摩擦4(2020高考北京卷)如圖1211所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系圖1211(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的但是，可以通過(guò)僅測(cè)量_(填選項(xiàng)前的符號(hào))，間接地解決這個(gè)問(wèn)題A小球開(kāi)始釋放高度h

6、B小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程(2)圖1211中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程O(píng)P.然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)接下來(lái)要完成的必要步驟是_(填選項(xiàng)前的符號(hào))A用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2B測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度hC測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HD分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、NE測(cè)量平拋射程O(píng)M，ON(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為_(kāi)(用(2)中測(cè)量的量表示)；若碰撞是彈性碰撞

7、那么還應(yīng)滿(mǎn)足的表達(dá)式為_(kāi)(用(2)中測(cè)量的量表示)(4)經(jīng)測(cè)定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖1212所示圖1212碰撞前、后m1的動(dòng)量分別為p1與p1，則p1p1_11；若碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為p2，則p1p211_.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，碰撞前、后總動(dòng)量的比值為_(kāi)(5)有同學(xué)認(rèn)為，在上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì)，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大請(qǐng)你用(4)中已知的數(shù)據(jù)，分析和計(jì)算出被碰小球m2平拋運(yùn)動(dòng)射程O(píng)N的最大值為_(kāi)cm.解析：(1)該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，也就是驗(yàn)證兩球碰撞前后動(dòng)量是否相等，即驗(yàn)證m1v1m1v1m2v2，由題圖中裝

8、置可以看出，不放被碰小球m2時(shí)，m1從拋出點(diǎn)下落高度與放上m2，兩球相碰后下落的高度H相同，即在空中做平拋運(yùn)動(dòng)的下落時(shí)間t相同，故有v1，v1，v2，代入m1v1m1v1m2v2，可得m1OPm1OMm2ON，只需驗(yàn)證該式成立即可，在實(shí)驗(yàn)中不需測(cè)出速度，只需測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移即可(2)需先找出落地點(diǎn)才能測(cè)量小球的水平位移，測(cè)量小球的質(zhì)量無(wú)先后之分(3)若是彈性碰撞，還應(yīng)滿(mǎn)足能量守恒，即m1vm1vm2v，即m1OP2m1OM2m2ON2.(4)1411.112.9.1(11.01 均可)(5)當(dāng)兩球發(fā)生彈性碰撞時(shí)，碰后m2的速度最大，射程最大，由m1OPm1OMm2ON與m1OP2m1OM2m2ON2可解出ON的最大值為76.8 cm.答案：(1)C(2)ADE或DAE(3)m1OMm2ONm1OPm1OM2m2ON2m1OP2 (4)142.91(11.01均可)(5)76.8