高考物理一輪復習：26 實驗： 驗證動量守恒定律

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1、高考物理一輪復習：26 實驗： 驗證動量守恒定律 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 實驗探究題 (共12題；共53分) 1. （5分） (2017高二下吳忠期中) 某同學用圖（1）所示裝置通過半徑相同的a、b兩球的碰撞來驗證動量守恒定律．實驗時把無摩擦可轉動支架Q放下，先使a球從斜槽上某一固定位置P由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復上述操作10次，得到10個落點痕跡．再把支架Q豎起，放上b球，讓a球仍從位置P由靜止開始滾下，到達軌道水平末端時和b球碰撞后，a、b分別在記錄紙上留

2、下各自的落點痕跡，重復這種操作10次．圖中O點是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點，O′為支架上b球球心在記錄紙上的垂直投影點． （1） 碰撞后b球的水平射程應取圖中________段． （2） 在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？ 答：（填選項號）． A . 水平槽上未放b球時，測量a球落點位置到O點（或O′點）的距離 B . a球與b球碰撞后，測量兩球落點位置到O點（或O′點）的距離 C . 測量a球或b球的直徑 D . 測量a球和b球的質量M和m E . 測量P點相對于水平槽面的高度 （3） 實驗中若某同學測量了小球直徑，使用千分尺所得的結果如圖（

3、2）所示，則球的直徑D=________cm （4） 按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是：________．（用（2）中和圖（1）中的字母表示） 2. （9分） (2019高三上隆化月考) 碰撞一般分為彈性碰撞和非彈性碰撞,發(fā)生彈性碰撞時,系統(tǒng)的動量守恒,機械能也守恒;發(fā)生非彈性碰撞時,系統(tǒng)的動量守恒,但機械能不守恒。為了判斷碰撞的種類,某實驗興趣小組用如圖“碰撞實驗器”設計了如下實驗。實驗步驟如下: ①按照如圖所示的實驗裝置圖,安裝實物圖。 ②調整斜槽末端水平，O為斜槽末端豎直投影。 ③在軌道上固定一擋板S，從貼緊擋板S處由靜止釋放質量為m1的小球 1，小球1落在P點

4、，用刻度尺測得P點與O點距離2L。 ④在裝置末端放置一個大小與小球1相同的小球2，其質量為m2?，F仍從S處靜止釋放小球1，小球1與小球2發(fā)生正碰，小球2落在N點，小球1落在M點，測得OM為L，ON為3L。 （1） 若入射小球質量為 ，半徑為r1，被碰小球質量為 ，半徑為r2，則要求_______。 A . ； B . ； C . ； D . ； （2） 小球1與小球2的質量之比 ∶ =________。 （3） 若兩小球均看作質點，以兩球為系統(tǒng)，碰前系統(tǒng)初動能Ek0=________，碰后系統(tǒng)末動能Ek=________，則系統(tǒng)機械能 _____

5、___(選填“守恒”或“不守恒”)，可以得出兩球的碰撞是________碰撞。(Ek0、Ek用題目中字母H、m2、L和重力加速度g表示) 3. （4分） 某同學利用氣墊導軌驗證動量守恒定律，同時測量彈簧的彈性勢能，實驗裝置如圖甲所示，兩滑塊A、B上各固定一相同窄片。部分實驗步驟如下： I.用螺旋測微器測量窄片的寬度d； II.將氣墊導軌調成水平； II.將A、B用細線綁住，在A．B間放入一個被壓縮的輕小彈簧； IV.燒斷細線，記錄A、B上的窄片分別通過光電門C、D的擋光時間t1、t2。 （1） 若測量窄片的寬度d時，螺旋測微器的示數如圖乙所示，則d=________mm。

6、 （2） 實驗中，還應測量的物理量是______ A．滑塊A的質量m1以及滑塊B的質量m2 B．燒斷細線后滑塊A、B運動到光電門C、D的時間tA、tB C．燒斷細線后滑塊 A . B運動到光電門C、D的路程x1、x2 （3） 驗證動量守恒定律的表達式是________;；燒斷細線前彈簧的彈性勢能Ep=________。(均用題中相關物理量的字母表示) 4. （3分） (2018浙江模擬) 某物理興趣小組利用頻閃照相和氣墊導軌做“探究碰撞中的不變量”的實驗，步驟如下： A.用天平測出滑塊A、B的質量分別為 和 ； B.安裝好氣墊導軌,調節(jié)氣墊導軌的調節(jié)旋鈕,使導軌水平；

7、 C.向氣墊導軌通入壓縮空氣； D.把A、B兩滑塊放到導軌上,并給他們一個初速度,同時開始閃光照相,閃光的時間間隔設定為 。照片如圖該組同學結合實驗過程和圖象分析知：該圖象是閃光4次攝得的照片,在這4次閃光的瞬間,A、B兩滑塊均在 刻度范圍內：第一次閃光時,滑塊B恰好通過 處,滑塊A恰好通過 處；碰撞后有一個物體處于靜止狀態(tài)。 （1） 以上情況說明兩滑塊的碰撞發(fā)生在第一次閃光后________; ； （2） 設向右為正方向,試分析碰撞前兩滑塊的質量與速度乘積之和是________; ,碰撞后兩滑塊的質量與速度乘積之和是________; ,以上實驗結果說明在碰撞過程中保持不

8、變的物理量是________。 5. （5分） (2017高二上永年開學考) 如圖為實驗室中驗證動量守恒實驗裝置示意圖 （1） 若入射小球質量為m1，半徑為r1；被碰小球質量為m2，半徑為r2，則　 A . m1＞m2r1＞r2 B . m1＞m2r1＜r2 C . m1＞m2r1=r2 D . m1＜m2r1=r2 （2） 為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需的是　　．（填下列對應的字母） A . 直尺 B . 游標卡尺 C . 天平 D . 彈簧秤 E . 秒表 （3） 設入射小球的質量為m1，被碰小球的質量為m2，P為碰前入射小球落點的平均位置，則關

9、系式（用m1、m2及圖中字母表示）________成立，即表示碰撞中動量守恒． （4） 在實驗裝置中，若斜槽軌道是光滑的，則可以利用此裝置驗證小球在斜槽上下滑過程中機械能守恒，這時需要測量的物理量有：小球釋放初位置到斜槽末端的高度差h1；小球從斜槽末端做平拋運動的水平移s、豎直高度h2，則所需驗證的關系式為：________． 6. （3分） 用如圖所示裝置可驗證彈性碰撞中的動量守恒，現有質量相等的a、b兩個小球用等長的不可伸長的細線懸掛起來，b球靜止，拉起a球由靜止釋放，在最低點a、b兩球發(fā)生正碰，碰后a球速度為零，完成以下問題： （1） 實驗中必須測量的物理量有：_____

10、_________________ A . a、b球的質量m B . 細線的長度L C . 釋放時a球偏離豎直方向的角度θ1 D . 碰后b球偏離豎直方向的最大角度θ2 E . 當地的重力加速度g （2） 利用上述測量的物理量，驗證動量守恒定律的表達式為：________ 7. （7分） 某同學把兩個大小不同的物體用細線連接，中間夾一被壓縮的彈簧，如圖所示，將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細線，觀察物體的運動情況，進行必要的測量，探究物體間相互作用時的不變量． （1） 該同學還必須有的器材是________； （2） 需要直接測量的數據是________； （

11、3） 根據課堂探究的不變量，本實驗中表示碰撞前后不變量的表達式應為________． 8. （3分） (2017高一下新余期末) 某同學用如圖所示的裝置，利用兩個大小相同的小球做對心碰撞來驗證動量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC是水平槽，它們連接平滑，O點為重錘線所指的位置．實驗時先不放置被碰球2，讓球1從斜槽上的某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復10次．然后將球2置于水平槽末端，讓球1仍從位置G由靜止?jié)L下，和球2碰撞．碰后兩球分別在記錄紙上留下各自的痕跡，重復10次．實驗得到小球的落點的平均位置分別為 M、N、P． （1） 在此實驗中，球1的

12、質量為m1，球2的質量為m2，需滿足m1________m2（選填“大于”、“小于”或“等于”）． （2） 被碰球2飛行的水平距離由圖中線段________表示． （3） 若實驗結果滿足 =________，就可以驗證碰撞過程中動量守恒． 9. （2分） (2019高一下巴東月考) 在“驗證動量守恒定律”的實驗中： （1） 在確定小球落地點的平均位置時通常采用的做法是________，其目的是X減小實驗中的________(選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”)． （2） 入射小球每次必須從斜槽上________滾下，這是為了保證入射小球每一次到達斜槽末端時速度相同．

13、 （3） 入射小球的質量為m1，被碰小球的質量為m2，在m1＞m2時，實驗中記下了O、M、P、N四個位置(如圖所示)，若滿足________(用m1、m2、OM、OP、ON表示)，則說明碰撞中動量守恒；若還滿足________(只能用OM、OP、ON表示)，則說明碰撞前后動能也相等． 10. （3分） (2019高一下齊齊哈爾期末) 為驗證碰撞中的動量守恒，某同學選取了體積相同、質量不同的小球1、2，按以下步驟進行實驗： ①用天平測出小球1、2的質量并分別記為m1和m2。 ②按圖安裝好實驗裝置，在與斜槽末端距離為d處固定一豎直擋板，并在擋板上貼上白紙和復寫紙，記下小球位于斜槽末端時球

14、心在白紙上的投影點為O。 ③先不放小球2，讓小球1從斜槽頂端S處由靜止開始滾下；然后將小球2放在斜槽末端，讓小球1仍從斜槽頂端S處由靜止?jié)L下，使二者發(fā)生碰撞，結果在白紙上一共打下了三個點。多次重復步驟③，將小球在白紙上的三個平均落點分別記為A，B，C。 ④用毫米刻度尺量出三個落點到O點的距離。 （1） 實驗中m1與m2的大小關系為m1________m2（選填“>”“=”或“<”）；斜槽與小球間的摩擦力對實驗的驗證________（選填“有”或“無”）影響。 （2） 若測得O、A兩點的間距為y1，O、B兩點的間距為y2，O、C兩點的間距為y3，只要關系式________（用題中所

15、給的物理量表示）在誤差允許的范圍內成立，則說明碰撞中動量是守恒的。 11. （3分） (2017高二下重慶期中) 某同學利用氣墊導軌做“探究碰撞中的不變量”的實驗，氣墊導軌裝置如圖所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈簧架、光電門等組成．實驗時，將氣墊導軌調節(jié)水平并接通兩個光電計時器，然后充氣，把滑塊2靜止放在氣墊導軌的中間，讓滑塊1通過彈射架運動起來去碰撞滑塊2． 實驗結果如下：滑塊1通過光電門1的擋光時間為△t1=10.0110﹣3s，反彈后再次通過光電門1的擋光時間為△t2=30.0010﹣3s；滑塊2通過光電門2的擋光時間為△t3=15.0910﹣3s．測出擋光片的寬度為d=5

16、mm，測得滑塊l（包括撞針）的質量為m1=100g，滑塊2（包括彈簧）質量m2=200g．以下問題中，最終的計算結果均保留一位有效數字： （1） 氣墊導軌的作用是________； （2） 兩滑塊組成的系統(tǒng)碰撞前的總動量為________kg?m/s，碰撞后的總動量為________kg?m/s； （3） 請你繼續(xù)分析本實驗，在誤差允許的范圍內，兩滑塊組成的系統(tǒng)碰撞前、后的總動能不變？答：________（填“不變”或“變”）． 12. （6分） (2017高一下欽北期末) 用如圖1所示的裝置，來驗證碰撞過程中的動量守恒．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．O點是水平槽末端R

17、在記錄紙上的垂直投影點，A、B兩球的質量之比mA：mB=3：1．先使A球從斜槽上某一高度處由靜止釋放，在水平地面的記錄紙上留下落點痕跡P，重復10次，得到10個落點．再把B球放在水平槽上的末端R處，讓A球仍從同一高度處由靜止釋放，與B球碰撞，碰后A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復10次．A、B兩球在記錄紙上留下的落點痕跡如圖2所示，其中米尺的零點與O點對齊． （1） 碰撞后A球的水平射程應取________cm． （2） 下列說法中不符合本實驗要求的是 ．（選填選項前面的字母） A . 球A比球B質量大或者小均可，但二者的直徑必須相同 B . 在同一組實驗的不同

18、碰撞中，每次A球必須從同一高度由靜止釋放 C . 安裝軌道時，軌道末端必須水平 D . 需要使用的測量儀器有天平和刻度尺 （3） 本實驗巧妙地利用小球飛行的水平距離表示小球的水平速度．下面的實驗條件中，可能不能使小球飛行的水平距離的大小表示為水平初速度大小的是 ． A . 使A，B兩小球的質量之比改變?yōu)?：1 B . 升高小球初始釋放點的位置 C . 使A，B兩小球的直徑之比改變?yōu)?：3 D . 升高桌面的高度，即升高R點距地面的高度． 第 12 頁 共 12 頁 參考答案 一、 實驗探究題 (共12題；共53分) 1-1、 1-2、 1-3、 1-4、 2-1、 2-2、 2-3、 3-1、 3-2、 3-3、 4-1、 4-2、 5-1、 5-2、 5-3、 5-4、 6-1、 6-2、 7-1、 7-2、 7-3、 8-1、 8-2、 8-3、 9-1、 9-2、 9-3、 10-1、 10-2、 11-1、 11-2、 11-3、 12-1、 12-2、 12-3、