2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)：26 實(shí)驗(yàn)： 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

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1、2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)：26 實(shí)驗(yàn)： 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________ 一、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共12題；共53分) 1. （5分） (2017高二下微山期中) 根據(jù)所學(xué)知識(shí)完成題目： （1） 在探究碰撞中的不變量時(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，儀器按要求安裝好后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接靜止放在斜槽末端的水平部分，在白紙上記錄重錘位置和各小球落點(diǎn)的平均位置依次為O、A、B、C，則下列說(shuō)法中正確的是 A . 第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是B、A B . 第

2、一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是C、B C . 第二次入射小球和被碰小球落地時(shí)間相同 D . 第二次入射小球和被碰小球落地時(shí)間不相同 （2） 入射小球1與被碰小球2直徑相同，它們的質(zhì)量m1和m2的關(guān)系應(yīng)是m1________m2 （3） 安裝和調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置的要求是：斜槽末端切線(xiàn)①________；入射小球每次應(yīng)從②________釋放． （4） 設(shè)入射小球被碰小球的質(zhì)量分別為m1、m2，不放球m2，球m1 從槽上滾下，落到B，與O點(diǎn)距離記為OB；放上球m2，落點(diǎn)分別為A和C，與O點(diǎn)距離分別記為OA和OC，則驗(yàn)證兩球撞前后動(dòng)量守恒的表達(dá)式為_(kāi)_______． 2. （9分）

3、某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，同時(shí)測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，兩滑塊A、B上各固定一相同窄片。部分實(shí)驗(yàn)步驟如下： I.用螺旋測(cè)微器測(cè)量窄片的寬度d； II.將氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平； II.將A、B用細(xì)線(xiàn)綁住，在A．B間放入一個(gè)被壓縮的輕小彈簧； IV.燒斷細(xì)線(xiàn)，記錄A、B上的窄片分別通過(guò)光電門(mén)C、D的擋光時(shí)間t1、t2。 （1） 若測(cè)量窄片的寬度d時(shí)，螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖乙所示，則d=________mm。 （2） 實(shí)驗(yàn)中，還應(yīng)測(cè)量的物理量是______ A．滑塊A的質(zhì)量m1以及滑塊B的質(zhì)量m2 B．燒斷細(xì)線(xiàn)后滑塊A、B運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)C、D的時(shí)間tA、tB

4、 C．燒斷細(xì)線(xiàn)后滑塊 A . B運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)C、D的路程x1、x2 （3） 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是________;；燒斷細(xì)線(xiàn)前彈簧的彈性勢(shì)能Ep=________。(均用題中相關(guān)物理量的字母表示) 3. （4分） (2017高二下陽(yáng)江期末) 某同學(xué)用如圖甲所示裝置，通過(guò)質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，步驟如下： ①安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫(xiě)紙，記下重垂線(xiàn)所指的位置O； ②不放小球B，讓小球A從斜槽上擋板處由靜止?jié)L下，并落在地面上；重復(fù)多次以確定小球落點(diǎn)位置； ③把小球B放在軌道水平槽末端，讓小球A從擋板處由靜止?jié)L下，使它

5、們碰撞：重復(fù)多次以確定碰撞后兩小球的落點(diǎn)位置； ④用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線(xiàn)段的長(zhǎng)度OM、OP、ON． （1） 關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法正確的是： A . 斜槽軌道盡量光滑以減少誤差 B . 斜槽軌道末端的切線(xiàn)必須水平 C . 入射球A每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下 D . 小球A質(zhì)量應(yīng)大于小球B的質(zhì)量 （2） 確定小球落點(diǎn)位置的方法________； （3） 當(dāng)所測(cè)物理量滿(mǎn)足表達(dá)式________（用題中所給符號(hào)表示）時(shí)，即說(shuō)明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律； （4） 完成上述實(shí)驗(yàn)后，另一位同學(xué)對(duì)上述裝置進(jìn)行了改造．如圖乙所示，在

6、水平槽末端與水平地面間放置了一個(gè)斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平末端等高且無(wú)縫連接．使小球A仍從斜槽上擋板處由靜止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟②和③的操作，得到兩球落在斜面上的落點(diǎn)M′、P′、N′．用刻度尺測(cè)量斜面頂點(diǎn)到M′、P′、N′三點(diǎn)的距離分別為l1、l2、l3．則驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)能守恒的表達(dá)式為_(kāi)_______（用所測(cè)物理量的字母表示）． 4. （3分） (2017高二上永年開(kāi)學(xué)考) 如圖為實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 （1） 若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則　 A . m1＞m2r1＞r2 B . m1＞m2r1＜r2 C . m1＞m2r1=

7、r2 D . m1＜m2r1=r2 （2） 為完成此實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測(cè)量工具中必需的是　　．（填下列對(duì)應(yīng)的字母） A . 直尺 B . 游標(biāo)卡尺 C . 天平 D . 彈簧秤 E . 秒表 （3） 設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置，則關(guān)系式（用m1、m2及圖中字母表示）________成立，即表示碰撞中動(dòng)量守恒． （4） 在實(shí)驗(yàn)裝置中，若斜槽軌道是光滑的，則可以利用此裝置驗(yàn)證小球在斜槽上下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒，這時(shí)需要測(cè)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(yùn)動(dòng)的水平移s、豎直高度h2，則所需驗(yàn)

8、證的關(guān)系式為：________． 5. （5分） (2018高二下邢臺(tái)期末) 某同學(xué)利用圖示裝置，通過(guò)研究甲、乙兩個(gè)小球碰撞前、后的動(dòng)量關(guān)系來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。 （1） 安裝器材時(shí)要注意:固定在桌邊的斜槽未端的切線(xiàn)要沿________方向。 （2） 圖中 點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓小球甲多次從斜軌道上 位置由靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置 ，測(cè)量平拋射程 ；然后，把小球乙靜置于桌邊緣，再將小球甲從斜軌道上 位置由靜止釋放，與小球乙相碰，并多次重復(fù)。接下來(lái)要完成的必要步驟是______（填選項(xiàng)前的字母）。 A . 測(cè)量小球甲的質(zhì)量 和小球乙的質(zhì)

9、量 B . 測(cè)量位置 到平臺(tái)的高度 C . 測(cè)量桌邊緣到水平地面的高度 D . 分別找出甲、乙兩個(gè)小球相碰后平均落地點(diǎn)的位置 、 并測(cè)量平拋射程 、 （3） 若兩小球碰撞前后的動(dòng)量守恒，則應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系式為 ________（用（2）中測(cè)量的量表示）。 （4） 若碰撞為彈性碰撞，則還應(yīng)該滿(mǎn)足的關(guān)系是為 ________（用（2）中測(cè)量的量表示）。 6. （3分） (2019高二上長(zhǎng)春月考) 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：在小車(chē)A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車(chē)A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車(chē)B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)。他設(shè)

10、計(jì)的裝置如圖甲所示。在小車(chē)A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，長(zhǎng)木板下墊著小木片以平衡摩擦力。 （1） 若已測(cè)得打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距(已標(biāo)在圖上)。A為運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，則應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A碰前的速度，應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。 （2） 已測(cè)得小車(chē)A的質(zhì)量m1＝0.4kg，小車(chē)B的質(zhì)量m2＝0.2kg，則碰前兩小車(chē)的總動(dòng)量為_(kāi)_______kgm/s，碰后兩小車(chē)的總動(dòng)量為_(kāi)_______kgm/s。 7. （7分） (2017高一下綏化期末) 如圖所示，用“碰撞實(shí)

11、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． （1） 實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法是正確的有：________ A 、斜槽末端的切線(xiàn)要水平，使兩球發(fā)生對(duì)心碰撞 B 、同一實(shí)驗(yàn)，在重復(fù)操作尋找落點(diǎn)時(shí)，釋放小球的位置可以不同 C 、實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量時(shí)間，也不需要測(cè)量桌面的高度 D 、實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量桌面的高度H E 、入射小球m1的質(zhì)量需要大于被碰小球m2的質(zhì)量 （2） 圖中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m

12、1從斜軌S位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)．分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N，用刻度尺測(cè)量出平拋射程O(píng)M、ON，用天平測(cè)量出兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2，若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為：________． 8. （3分） (2017高二下上饒期中) 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)：在小車(chē)A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車(chē)A使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止的小車(chē)B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)．他設(shè)計(jì)的具體裝置如圖1所示，在小車(chē)后連接著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為50Hz，長(zhǎng)木板墊著小木片以平衡摩擦力． （1） 若已得到打點(diǎn)紙

13、帶如圖2所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距（標(biāo)在圖上）．A為運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)，則應(yīng)該選擇________段來(lái)計(jì)算A碰前的速度，應(yīng)選擇________段來(lái)計(jì)算A和B碰后的共同速度．（以上空格選填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”） （2） 已測(cè)得小車(chē)A的質(zhì)量m1=0.40kg，小車(chē)B的質(zhì)量m2=0.20kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得碰前m1v0=________kg?m/s，碰后（m1+m2）v共=________kg?m/s，由此得出結(jié)論________．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字．） 9. （2分） (2018高二下東山期末) 某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞過(guò)程中動(dòng)量變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，氣墊

14、導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，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，壓縮空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，如圖乙所示，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. （1） 下面是實(shí)驗(yàn)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(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)器和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； ④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌右端彈射架上的橡皮泥；

15、 ⑤把滑塊2(所用滑塊1、2如圖丙所示)放在氣墊導(dǎo)軌的中間； ⑥先________，然后________，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)； ⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖丁所示； ⑧測(cè)得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g；試著完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥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，兩滑塊相互作用前總動(dòng)量為_(kāi)_______;kgm/s；兩滑塊相互作用后總動(dòng)量為_(kāi)_______;kgm/s(保留三位有效數(shù)字). 10. （3分） (2019高一下上饒?jiān)驴? 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“探究碰撞中的不變量”的

16、實(shí)驗(yàn)：在小車(chē)A的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車(chē)A使之做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在前方的小車(chē)B相碰，并粘合成一體繼續(xù)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，他設(shè)計(jì)的裝置如圖所示．在小車(chē)A后面連著紙帶，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz，長(zhǎng)木板的一端下墊著小木片用以平衡摩擦力． （1） 若已得到打點(diǎn)紙帶如圖所示，測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離并標(biāo)在圖上，A為運(yùn)動(dòng)起始的第一點(diǎn)．則應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算小車(chē)A碰撞前的速度，應(yīng)選________段來(lái)計(jì)算A和B碰撞后的共同速度． （2） 已測(cè)得小車(chē)A的質(zhì)量m1=0.40 kg，小車(chē)B的質(zhì)量m2=0.20 kg，由以上的測(cè)量結(jié)果可得：碰撞前兩車(chē)質(zhì)量與速度乘積之和為_(kāi)____

17、___;kgm/s；碰撞后兩車(chē)質(zhì)量與速度乘積之和為_(kāi)_______;kgm/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 11. （3分） (2017高一下北海期末) 某同學(xué)用如圖所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下，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(gè)落點(diǎn)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(kāi)始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次，得到了如圖所示的三個(gè)落地處． （1） 請(qǐng)你敘述用什么方法找出落地點(diǎn)的平均位置______

18、__． （2） 已知：mA：mB=2：1，碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，則由圖可以判斷出Q是________球的落地點(diǎn)，P′是________球的落地點(diǎn)． （3） 用題中字母寫(xiě)出動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式________． 12. （6分） (2018高二上烏魯木齊期末) 如圖甲，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． （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)測(cè)量_____（選填選項(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 B . 小球拋出點(diǎn)距地面的高度H C . 小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程

19、 （2） 圖甲中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、m2 B . 測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度h C . 測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H D . 分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N E . 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)______

20、_（用（2）中測(cè)量的量表示）；若碰撞是彈性碰撞，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，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖乙所示．碰撞前、后m1的動(dòng)量分別為p1與p1′，則p1：p1′=________：11；若碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為p2′，則p1′：p2′=11：________． 實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，碰撞前、后總動(dòng)量的比值 為_(kāi)_______． 第 13 頁(yè) 共 13 頁(yè) 參考答案 一、 實(shí)驗(yàn)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、 3-4、 4-1、 4-2、 4-3、 4-4、 5-1、 5-2、 5-3、 5-4、 6-1、 6-2、 7-1、 7-2、 8-1、 8-2、 9-1、 9-2、 10-1、 10-2、 11-1、 11-2、 11-3、 12-1、 12-2、 12-3、 12-4、