2020高考物理復(fù)習(xí) 金版教程 實(shí)驗(yàn)十六 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律練習(xí)

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1、限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) (時(shí)間：45分鐘　分值：100分) 1．在做碰撞中的動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)中，入射球每次滾下都應(yīng)從斜槽上的同一位置無初速釋放，這是為了使(　　) A．小球每次都能水平飛出槽口 B．小球每次都以相同的速度飛出槽口 C．小球在空中飛行的時(shí)間不變 D．小球每次都能對(duì)心碰撞 解析：入射球每次滾下都應(yīng)從斜槽上的同一位置無初速釋放，為了保證每次實(shí)驗(yàn)的初動(dòng)量相同，即每一次平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡是同一條曲線． 答案：B 2．在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于入射小球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)影響的說法中，正確的是(　　) A．釋放點(diǎn)越低，小球受阻力越小，入射小球的入射速度越小，誤差越小

2、 B．釋放點(diǎn)越高，兩球碰后水平位移越大，水平位移測(cè)量的相對(duì)誤差越小，兩球速度的測(cè)量越準(zhǔn)確 C．釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動(dòng)量之差越小，誤差越小 D．釋放點(diǎn)越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，水平槽?duì)被碰小球的阻力越小 解析：該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因有：(1)兩球相碰時(shí)水平方向外力的影響；(2)小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)水平位移測(cè)量不準(zhǔn)確；(3)沒有確保兩球在水平方向發(fā)生正碰．綜上可知B、C選項(xiàng)正確． 答案：BC 3. 以下說法中正確的是(　　) A．在地面上鋪白紙前應(yīng)查看地面是否平整和有無雜物 B．白紙鋪在地上后，在實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程中都不能移動(dòng) C．復(fù)寫紙不需要固

3、定在白紙上，測(cè)定P點(diǎn)位置時(shí)用的復(fù)寫紙，待到測(cè)定M點(diǎn)的位置時(shí)，可移到M點(diǎn)使用 D．復(fù)寫紙必須用能覆蓋整張白紙的大復(fù)寫紙 解析：ABC恰好是本實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)． 答案：ABC 4．在“碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生誤差的主要原因有(　　) A．碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是絕對(duì)沿水平方向 B．小球在空中飛行時(shí)受到空氣阻力 C．通過復(fù)寫紙描得的各點(diǎn)，不是理想的點(diǎn)，有一定的大小，從而帶來作圖上的誤差 D．測(cè)量長度時(shí)有誤差 解析：由于小球質(zhì)量較大，速度較小，空氣影響較?。? 答案：ACD 5．在做碰撞中的動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，不需要測(cè)量的

4、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直徑 C．斜槽軌道的末端距地面的高度 D．入射球開始滾下時(shí)的初始位置與碰撞前位置的高度差 E．入射球未碰撞時(shí)飛出的水平距離 F．入射球和被碰小球碰撞后飛出的水平距離 解析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和公式m1·＝m1·＋m2·，可知選BCD. 答案：BCD 6．某同學(xué)把兩塊大小不同的木塊用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的彈簧，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，觀察木塊的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行必要的測(cè)量，驗(yàn)證木塊間相互作用時(shí)動(dòng)量守恒． (1)該同學(xué)還必須有的器材是_________________________

5、___． (2)需要直接測(cè)量的數(shù)據(jù)是______________________________． (3)用所得數(shù)據(jù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的關(guān)系式是__________________． 解析：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路與課本上采用的實(shí)驗(yàn)的原理完全相同，也是通過測(cè)平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移來代替它們作用完畢時(shí)的速度． 答案：(1)刻度尺、天平 (2)兩木塊的質(zhì)量m1、m2和兩木塊落地點(diǎn)分別到桌子兩側(cè)邊的水平距離x1、x2 (3)m1x1＝m2x2 7．某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球

6、放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次． (1)本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有________； A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H B．小球a、b的質(zhì)量ma、mb C．小球a、b的半徑r D．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t E．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC F．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，ma________mb(填“大于”、“小于”或“等于”)； (3)放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時(shí)落地？如果不是同時(shí)

7、落地，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有影響？(不必作分析)________； (4)為測(cè)定未放小球b時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，如圖給出了小球a落點(diǎn)附近的情況，由圖可得OB距離應(yīng)為________cm； (5)按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是______________ _________________________________________________________． 解析：(1)必須測(cè)量的物理量有兩小球的質(zhì)量ma、mb，各落點(diǎn)A、B、C到O點(diǎn)的距離OA、OB、OC，故選B、E. (2)為使a球碰b后不反彈，必須有ma>mb. (3

8、)b球被碰飛出后，a球還要在水平段運(yùn)動(dòng)一小段，因此，b球先落地，但不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果． (4)a點(diǎn)位置的范圍大致在45.85～46.05 cm，中心位置大約在45.95 cm. (5)maOB＝maOA＋mbOC. 答案：(1)BE　(2)大于　(3)b球先落地，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響　(4)45.95±0.02　(5)maOB＝maOA＋mbOC 8. (1)“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置中，在原來的教科書采用的是圖1所示的方法，經(jīng)過編者修改后，現(xiàn)行的教科書采用圖2所示的方法，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的區(qū)別在于：①懸掛重垂線的位置不同．②圖1中設(shè)計(jì)有一個(gè)支柱(通過調(diào)整，可使兩球的球心在同一水平線上，上面的

9、小球被碰后，支柱立即倒下)，圖2中沒有支柱，圖1中的入射小球和被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)分別在通過O、O′點(diǎn)的豎直線上，重垂線只確定了O點(diǎn)的位置，比較這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，下列說法正確的是(　　) A．采用圖1的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，需要測(cè)出小球的直徑 B．采用圖2的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，需要測(cè)出小球的直徑 C．為了減小誤差，采用圖1的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)使斜槽的末端水平處盡量光滑 D．為了減小誤差，采用圖2的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，應(yīng)使斜槽的末端水平處盡量光滑 (2)在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中： ①如果采用上題圖2的裝置，某次實(shí)驗(yàn)得出小球的落點(diǎn)情況如圖3所示，假設(shè)碰撞中動(dòng)量守恒，則碰撞小球質(zhì)量m1和被碰小球質(zhì)量m2

10、之比m1∶m2＝________. ②在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)小球的落點(diǎn)情況，若等式ON＝________成立，則證明碰撞中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒． (3)安裝、調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置和選擇實(shí)驗(yàn)器材的要求及其理由是： ①斜槽末端切線應(yīng)________，理由是_____________________ _________________________________________________________； ②入射小球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰小球的質(zhì)量，理由是__________ _________________________________________________________； 入射小

11、球的半徑應(yīng)等于被碰小球的半徑，理由是_____________ __________________________________________________________. 答案：(1)AD　(2)①4∶1?、贠P＋OM (3)①沿水平方向　保證兩小球離開斜槽末端后做平拋運(yùn)動(dòng) ②保證入射小球碰后不會(huì)返回　保證兩球發(fā)生對(duì)心碰撞 9．[2020·普陀區(qū)模擬]如圖是用來驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)下方桌子的邊沿有一豎直立柱．實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)懸點(diǎn)，使彈性球1靜止時(shí)恰與立柱上的球2接觸且兩球等高．將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時(shí)把球2放在立柱上．釋放球1，當(dāng)它擺

12、到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞．碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)．測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒．現(xiàn)已測(cè)出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a.B點(diǎn)離水平桌面的距離為b，C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c.此外， (1)還需要測(cè)量的量是________、________和________． (2)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為________．(忽略小球的大小) 解析：(1)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒必須知道兩球碰撞前后的動(dòng)量變化，根據(jù)彈性球1碰撞前后的高度a和b，由機(jī)械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再測(cè)量彈性球1的質(zhì)量m1，就能求出彈性球1的動(dòng)量變化；根據(jù)

13、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律只要測(cè)出立柱高h(yuǎn)和桌面高H就可以求出彈性球2碰撞前后的速度變化，故只要測(cè)量彈性球2的質(zhì)量和立柱高h(yuǎn)、桌面高H就能求出彈性球2的動(dòng)量變化． (2)根據(jù)(1)的解析可以寫出動(dòng)量守恒的方程 2m1＝2m1 ＋m2. 10．氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器．它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計(jì))，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下： a．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB； b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平； c．在A和

14、B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上； d．用刻度尺測(cè)出滑塊A的左端至C擋板的距離L1； e．按下電鈕放開卡銷，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下滑塊A、B分別到達(dá)擋板C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2： (1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是________； (2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是________，上式中算得的A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是____________________________(回答兩點(diǎn)即可)； (3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大??？如能，請(qǐng)寫出表達(dá)式．如果不能，請(qǐng)說明理由． 答案：(1)滑塊B的右端到D擋板的距離L2 (2)mA＝mB　測(cè)量mA、mB、L1、L2、t1、t2時(shí)帶來的誤差；氣墊導(dǎo)軌不水平；滑塊與氣墊導(dǎo)軌間有摩擦 (3)能　Ep＝mA()2＋mB()2