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、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高二下吳忠期中) 某同學(xué)用圖（1）所示裝置通過半徑相同的a、b兩球的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．實(shí)驗(yàn)時(shí)把無摩擦可轉(zhuǎn)動(dòng)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(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)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(dá)軌道水平末端時(shí)和b球碰撞后，a、b分別在記錄紙上留

2、下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)這種操作10次．圖中O點(diǎn)是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，O′為支架上b球球心在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)． （1） 碰撞后b球的水平射程應(yīng)取圖中________段． （2） 在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？ 答：（填選項(xiàng)號(hào)）． A . 水平槽上未放b球時(shí)，測(cè)量a球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)（或O′點(diǎn)）的距離 B . a球與b球碰撞后，測(cè)量?jī)汕蚵潼c(diǎn)位置到O點(diǎn)（或O′點(diǎn)）的距離 C . 測(cè)量a球或b球的直徑 D . 測(cè)量a球和b球的質(zhì)量M和m E . 測(cè)量P點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度 （3） 實(shí)驗(yàn)中若某同學(xué)測(cè)量了小球直徑，使用千分尺所得的結(jié)果如圖（

3、2）所示，則球的直徑D=________cm （4） 按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)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(shí),系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,機(jī)械能也守恒;發(fā)生非彈性碰撞時(shí),系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,但機(jī)械能不守恒。為了判斷碰撞的種類,某實(shí)驗(yàn)興趣小組用如圖“碰撞實(shí)驗(yàn)器”設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下: ①按照如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置圖,安裝實(shí)物圖。 ②調(diào)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(zhì)量為m1的小球 1，小球1落在P點(diǎn)

4、，用刻度尺測(cè)得P點(diǎn)與O點(diǎn)距離2L。 ④在裝置末端放置一個(gè)大小與小球1相同的小球2，其質(zhì)量為m2。現(xiàn)仍從S處?kù)o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(diǎn)，小球1落在M點(diǎn)，測(cè)得OM為L(zhǎng)，ON為3L。 （1） 若入射小球質(zhì)量為 ，半徑為r1，被碰小球質(zhì)量為 ，半徑為r2，則要求_______。 A . ； B . ； C . ； D . ； （2） 小球1與小球2的質(zhì)量之比 ∶ =________。 （3） 若兩小球均看作質(zhì)點(diǎn)，以兩球?yàn)橄到y(tǒng)，碰前系統(tǒng)初動(dòng)能Ek0=________，碰后系統(tǒng)末動(dòng)能Ek=________，則系統(tǒng)機(jī)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(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，記錄A、B上的窄片分別通過光電門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。

6、 （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)線后滑塊A、B運(yùn)動(dòng)到光電門C、D的時(shí)間tA、tB C．燒斷細(xì)線后滑塊 A . B運(yùn)動(dòng)到光電門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) 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(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)，步驟如下： A.用天平測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量分別為 和 ； B.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；

7、 C.向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣； D.把A、B兩滑塊放到導(dǎo)軌上,并給他們一個(gè)初速度,同時(shí)開始閃光照相,閃光的時(shí)間間隔設(shè)定為 。照片如圖該組同學(xué)結(jié)合實(shí)驗(yàn)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(nèi)：第一次閃光時(shí),滑塊B恰好通過 處,滑塊A恰好通過 處；碰撞后有一個(gè)物體處于靜止?fàn)顟B(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(shè)向右為正方向,試分析碰撞前兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和是________; ,碰撞后兩滑塊的質(zhì)量與速度乘積之和是________; ,以上實(shí)驗(yàn)結(jié)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(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=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　?。ㄌ钕铝袑?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)

9、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)證的關(guān)系式為：________． 6. （3分） 用如圖所示裝置可驗(yàn)證彈性碰撞中的動(dòng)量守恒，現(xiàn)有質(zhì)量相等的a、b兩個(gè)小球用等長(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛起來，b球靜止，拉起a球由靜止釋放，在最低點(diǎn)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(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量的物理量有：_____

10、_________________ A . a、b球的質(zhì)量m B . 細(xì)線的長(zhǎng)度L C . 釋放時(shí)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(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 （2） 利用上述測(cè)量的物理量，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為：________ 7. （7分） 某同學(xué)把兩個(gè)大小不同的物體用細(xì)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(xì)線，觀察物體的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行必要的測(cè)量，探究物體間相互作用時(shí)的不變量． （1） 該同學(xué)還必須有的器材是________； （2） 需要直接測(cè)量的數(shù)據(jù)是________； （

11、3） 根據(jù)課堂探究的不變量，本實(shí)驗(yàn)中表示碰撞前后不變量的表達(dá)式應(yīng)為________． 8. （3分） (2017高一下新余期末) 某同學(xué)用如圖所示的裝置，利用兩個(gè)大小相同的小球做對(duì)心碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，圖中AB是斜槽，BC是水平槽，它們連接平滑，O點(diǎn)為重錘線所指的位置．實(shí)驗(yàn)時(shí)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(fù)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(fù)10次．實(shí)驗(yàn)得到小球的落點(diǎn)的平均位置分別為 M、N、P． （1） 在此實(shí)驗(yàn)中，球1的

12、質(zhì)量為m1，球2的質(zhì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足 =________，就可以驗(yàn)證碰撞過程中動(dòng)量守恒． 9. （2分） (2019高一下巴東月考) 在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中： （1） 在確定小球落地點(diǎn)的平均位置時(shí)通常采用的做法是________，其目的是X減小實(shí)驗(yàn)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(dá)斜槽末端時(shí)速度相同．

13、 （3） 入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，在m1＞m2時(shí)，實(shí)驗(yàn)中記下了O、M、P、N四個(gè)位置(如圖所示)，若滿足________(用m1、m2、OM、OP、ON表示)，則說明碰撞中動(dòng)量守恒；若還滿足________(只能用OM、OP、ON表示)，則說明碰撞前后動(dòng)能也相等． 10. （3分） (2019高一下齊齊哈爾期末) 為驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒，某同學(xué)選取了體積相同、質(zhì)量不同的小球1、2，按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： ①用天平測(cè)出小球1、2的質(zhì)量并分別記為m1和m2。 ②按圖安裝好實(shí)驗(yàn)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(fù)寫紙，記下小球位于斜槽末端時(shí)球

14、心在白紙上的投影點(diǎn)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(jié)果在白紙上一共打下了三個(gè)點(diǎn)。多次重復(fù)步驟③，將小球在白紙上的三個(gè)平均落點(diǎn)分別記為A，B，C。 ④用毫米刻度尺量出三個(gè)落點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。 （1） 實(shí)驗(yàn)中m1與m2的大小關(guān)系為m1________m2（選填“>”“=”或“<”）；斜槽與小球間的摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證________（選填“有”或“無”）影響。 （2） 若測(cè)得O、A兩點(diǎn)的間距為y1，O、B兩點(diǎn)的間距為y2，O、C兩點(diǎn)的間距為y3，只要關(guān)系式________（用題中所

15、給的物理量表示）在誤差允許的范圍內(nèi)成立，則說明碰撞中動(dòng)量是守恒的。 11. （3分） (2017高二下重慶期中) 某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈簧架、光電門等組成．實(shí)驗(yàn)時(shí)，將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平并接通兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器，然后充氣，把滑塊2靜止放在氣墊導(dǎo)軌的中間，讓滑塊1通過彈射架運(yùn)動(dòng)起來去碰撞滑塊2． 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：滑塊1通過光電門1的擋光時(shí)間為△t1=10.0110﹣3s，反彈后再次通過光電門1的擋光時(shí)間為△t2=30.0010﹣3s；滑塊2通過光電門2的擋光時(shí)間為△t3=15.0910﹣3s．測(cè)出擋光片的寬度為d=5

16、mm，測(cè)得滑塊l（包括撞針）的質(zhì)量為m1=100g，滑塊2（包括彈簧）質(zhì)量m2=200g．以下問題中，最終的計(jì)算結(jié)果均保留一位有效數(shù)字： （1） 氣墊導(dǎo)軌的作用是________； （2） 兩滑塊組成的系統(tǒng)碰撞前的總動(dòng)量為________kg?m/s，碰撞后的總動(dòng)量為________kg?m/s； （3） 請(qǐng)你繼續(xù)分析本實(shí)驗(yàn)，在誤差允許的范圍內(nèi)，兩滑塊組成的系統(tǒng)碰撞前、后的總動(dòng)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(yàn)證碰撞過程中的動(dòng)量守恒．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．O點(diǎn)是水平槽末端R

17、在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，A、B兩球的質(zhì)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(diǎn)痕跡P，重復(fù)10次，得到10個(gè)落點(diǎn)．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(diǎn)痕跡，重復(fù)10次．A、B兩球在記錄紙上留下的落點(diǎn)痕跡如圖2所示，其中米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊． （1） 碰撞后A球的水平射程應(yīng)取________cm． （2） 下列說法中不符合本實(shí)驗(yàn)要求的是 ．（選填選項(xiàng)前面的字母） A . 球A比球B質(zhì)量大或者小均可，但二者的直徑必須相同 B . 在同一組實(shí)驗(yàn)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(shí)，軌道末端必須水平 D . 需要使用的測(cè)量?jī)x器有天平和刻度尺 （3） 本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(zhì)量之比改變?yōu)?：1 B . 升高小球初始釋放點(diǎn)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(diǎn)距地面的高度． 第 12 頁(yè) 共 12 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、 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、