2020年高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)： 專題24 驗證動量守恒定律

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1、2020年高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)： 專題24 驗證動量守恒定律 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 單選題 (共1題；共2分) 1. （2分） (2017高二下安陽期中) 在用如圖所示的裝置做”驗證動量守恒定律”實驗時，入射球a的質(zhì)量為m1 ， 被碰球b的質(zhì)量為m2 ， 小球的半徑為r，各小球的落地點如圖所示，下列關(guān)于這個實驗的說法正確的是（ ） A . 入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相同的小球 B . 讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下 C .

2、 要驗證的表達式是m1 =m1 +m2 D . 要驗證的表達式是m1 =m1 +m2 二、 多選題 (共1題；共3分) 2. （3分） 在“探究碰撞中的不變量”實驗中，對于最終的結(jié)論m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，下列說法正確的是（ ） A . 僅限于一維碰撞 B . 任何情況下m1v12＋m2v22＝m1v1′2＋m2v2′2也一定成立 C . 式中的v1、v2、v1′、v2′都是速度的大小 D . 式中的不變量是m1和m2組成的系統(tǒng)的質(zhì)量與速度乘積之和 三、 填空題 (共3題；共6分) 3. （2分） 如圖甲所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩

3、輛實驗小車，甲車上系有一穿過打點計時器的紙帶，當(dāng)甲車獲得水平向右的速度時，隨即啟動打點計時器，甲車運動一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運動，紙帶記錄下碰撞前甲車和碰撞后兩車的運動情況，如圖乙所示，電源頻率為50Hz，則碰撞前甲車速度大小為________m/s，碰撞后的共同速度大小為________m/s。已測得甲小車的質(zhì)量m1=0．20kg，乙小車的質(zhì)量m2=0．10kg，由以上測量結(jié)果可得：碰前總動量為________kg?m/s；碰后總動量為________kg?m/s。 4. （2分） (2017高二下武威期末) 一同學(xué)利用水平氣墊導(dǎo)軌做《探究碰撞中的不變量》的實驗時，

4、測出一個質(zhì)量為0.8kg的滑塊甲以0.4m/s的速度與另一個質(zhì)量為0.6kg、速度為0.2m/s的滑塊乙迎面相撞，碰撞后滑塊乙的速度大小變?yōu)?.3m/s，此時滑塊甲的速度大小為________m/s，方向與它原來的速度方向________（選填“相同”或“相反”）． 5. （2分） (2020高三上瀘縣期末) 某同學(xué)用圖所示的 “碰撞實驗裝置”研究直徑相同的兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。 ①在實驗中小球速度不易測量，可通過僅測量________解決這一問題。 A．小球做平拋運動的時間 B．小球做平拋運動的水平距離 C．小球做平拋運動的初始高度 D．小球釋放時的高度

5、 ②圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，R為水平槽末端。利用鉛垂線在記錄紙上確定R的投影點O。實驗時先使A球從斜槽上G處由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡；此后，再把B球放在R處，將A球再從G處由靜止釋放，與B球碰撞后在記錄紙上分別留下A、B兩球落點痕跡。由測量可知，碰撞前A球做平拋運動的水平距離為x0；碰撞后，A、B兩球做平拋運動的水平距離分別為x1、x2。用天平稱量A、B兩球的質(zhì)量分別為mA、mB。若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為________（用題目給出的物理量符號表示）。 四、 實驗探究題 (共7題；共40分) 6. （8分） (2017高二下綏化期中)

6、某同學(xué)用如圖所示裝置探究A、B兩球在碰撞中動量是否守恒．該同學(xué)利用平拋運動測量兩球碰撞前后的速度，實驗裝置和具體做法如下，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滑下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滑下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡．重復(fù)這種操作10次，并畫出實驗中A、B兩小球落點的平均位置，圖中F、E點是A碰B球前后的平均落點，J是B球的平均落點，O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點．其中米尺水平放置，且平行于G、R

7、、O所在的豎直平面，米尺的零點與O點對齊． （1） 現(xiàn)有下列器材，為完成本實驗，哪些是必需的？請將這些器材前面的字母填在橫線上． A . 秒表 B . 刻度尺 C . 天平 D . 圓規(guī) （2） 在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量 A . 水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離OF B . A球與B球碰撞后，測量A球與B球落點位置到O點的距離OE、OJ C . A球和B球在空間飛行的時間 D . 測量G點相對于水平槽面的高度 （3） 如果碰撞中動量守恒，根據(jù)圖中各點間的距離，則下列式子正確的是． A . mA +mA =mB B

8、 . mA =mA ﹣mB C . mA =mA +mB D . mA =mA +mB ． 7. （7分） (2020衡水模擬) 某學(xué)習(xí)小組通過如圖甲所示實驗裝置來驗證動量守恒定律。A是固定在水平桌面上光滑的斜槽，斜槽末端與水平桌面平行，B是氣墊導(dǎo)軌，C是光電門，D是帶有小孔的滑塊（孔內(nèi)粘有膠帶，小球進入小孔即粘在膠帶上），滑塊上方有一窄擋光片。實驗前將斜槽固定在水平桌面上，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的高度，使滑塊小孔與斜槽末端在同一高度處，同時調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平，多次改變小球釋放高度h，得到擋光片通過光電門的時間t，做出 圖象。小球質(zhì)量為m，滑塊總質(zhì)量為m0 ， 擋光片寬度為d，重

9、力加速度為g （1） 用螺旋測微器測量擋光片的寬度，如圖乙所示，寬度d=________cm （2） 只要滿足關(guān)系式h=________（用題中所給的物理量符號表示），就可以說明在誤差允許范圍內(nèi)碰撞過程動量守恒 （3） 如果圖象是一條過原點的________（填寫“傾斜直線”或“拋物線”），同樣可以驗證動量守恒 8. （6分） (2017高二下包頭期末) 某同學(xué)利用打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實驗，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖1甲表示，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，壓縮空氣

10、會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，如圖1乙所示，這樣就大大減小因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差． （1） 下面是實驗的主要步驟： ①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； ②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣； ③把打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器越過彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向； ④滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩； ⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間； ⑥先________，然后________，讓滑塊帶動紙帶一起運動； ⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的

11、紙帶如圖2所示： ⑧測得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量為310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為205g．試完善實驗步驟⑥的內(nèi)容． （2） 已知打點計時器每隔0.02s打一個點，計算可知，兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為________kg?m/s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為________kg?m/s（保留三位有效數(shù)字）． （3） 試說明（2）問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是________． 9. （6分） (2017高二下鄒平期中) 驗證《動量守恒實驗》中，劉同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置進行驗證．設(shè)計如下： A．測出兩同種材質(zhì)的木塊A、B的質(zhì)量mA、mB

12、 B．測出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 C．用細線將A、B連接，使A、B間的彈簧壓縮（彈簧不與木塊連接） D．剪斷細線，測出木塊向兩側(cè)移動的距離SA、SB E．測量桌面與木質(zhì)材料間的動摩擦因數(shù)μ （1） 上述實驗設(shè)計中沒必要的步驟為________（多選）； （2） 驗證動量守恒關(guān)系式為________： （3） 請寫出一條產(chǎn)生實驗誤差的原因________ 10. （6分） (2017南開模擬) 為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞（碰撞過程中沒有機械能損失），某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實驗： A．用天平測出兩個小

13、球的質(zhì)量分別為m1和m2 ， 且m1＞m2； B．按照如圖所示的那樣，安裝好實驗裝置，將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點的切線水平．將一斜面BC連接在斜槽末端； C．先不放小球m2 ， 讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置； D．將小球m2放在斜槽前端邊緣上，讓小球m1從斜槽頂端A處滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和小球m2在斜面上的落點位置； D．用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離．圖中D、E、F點是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點位置，到B點的距離分別為LD、LE、LF ． 根據(jù)該同學(xué)的實驗，請你回答下列問題： （1）

14、小球m1與m2發(fā)生碰撞后，m1的落點是圖中的________點，m2的落點是圖中的________點． （2） 用測得的物理量來表示，只要滿足關(guān)系式________，則說明碰撞中動量是守恒的． （3） 用測得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式________，則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞． 11. （2分） (2017高二下上饒期中) 某同學(xué)利用打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實驗，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖1所示， （1） 下面是實驗的主要步驟： ①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； ②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣； ③把打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)

15、軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器越過彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向； ④滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩； ⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間； ⑥先________，然后________，讓滑塊帶動紙帶一起運動； ⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖2所示： ⑧測得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量為310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為205g；試完善實驗步驟⑥的內(nèi)容． （2） 已知打點計時器每隔0.02s打一個點，計算可知，兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘 積之和為________kg?m/s；兩滑塊相互

16、作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為________kg?m/s（保留三位有效數(shù)字）． （3） 試說明（2）問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是：________． 12. （5分） (2017烏魯木齊模擬) 某小組為驗證滑塊碰撞過程中動量守恒定律，設(shè)計了如下實驗，豎直曲面軌道與水平軌道在O處平滑連接，兩滑塊P、Q與軌道間的動摩擦因數(shù)相同，主要實驗步驟如下： ①用天平測出滑塊P、Q的質(zhì)量m1、m2； ②將滑塊P從斜槽上最高點釋放，用刻度尺測出滑塊P從O1開始在水平軌道上滑行的距離x0 （1） 若要保證滑塊P、Q碰撞后均停在O1位置的右方，實驗中應(yīng)要求m1________m2（填“＜”或

17、“＞”），在此條件下，驗證動量守恒定律的表達式為________．（用測得的物理量表示） （2） 實驗時若要將O1的位置向右移動一小段距離，________（填“會”或“不會”）對驗證動量守恒定律產(chǎn)生影響． 五、 綜合題 (共1題；共5分) 13. （5分） (2017高二下商丘期中) 為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同學(xué)選取了兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球，按下述步驟做了如下實驗： ①用天平測出兩個小球的質(zhì)量（分別為m1和m2 ， 且m1＞m2）； ②按照如圖所示的那樣，安裝好實驗裝置，將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端點的切線水平．將一斜面BC

18、連接在斜槽末端； ③先不放小球m2 ， 讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置； ④將小球m2放在斜槽前端邊緣上，讓小球m1從斜槽頂端A處仍由靜止?jié)L下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和小球m2在斜面上的落點位置； ⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離．圖中D、E、F點是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個落點位置，到B點的距離分別為LD、LE、LF ． 根據(jù)該同學(xué)的實驗，請你回答下列問題： （1） 小球m1與m2發(fā)生碰撞后，m1的落點是圖中的________點，m2的落點是圖中的________點． （2） 用測得的物理量來表示，只要滿足

19、關(guān)系式________，則說明碰撞中動量是守恒的． （3） 用測得的物理量來表示，只要再滿足關(guān)系式________，則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞． 第 13 頁 共 13 頁 參考答案 一、 單選題 (共1題；共2分) 1-1、 二、 多選題 (共1題；共3分) 2-1、 三、 填空題 (共3題；共6分) 3-1、 4-1、 5-1、 四、 實驗探究題 (共7題；共40分) 6-1、 6-2、 6-3、 7-1、 7-2、 7-3、 8-1、 8-2、 8-3、 9-1、 9-2、 9-3、 10-1、 10-2、 10-3、 11-1、 11-2、 11-3、 12-1、 12-2、 五、 綜合題 (共1題；共5分) 13-1、 13-2、 13-3、