1.3科學(xué)驗證：動量守恒定律 同步練習(xí)（word版含答案）

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1、1.3科學(xué)驗證：動量守恒定律同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊 一、選擇題（共15題） 1．如圖為驗證動量守恒實驗裝置圖.先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，然后把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù).根據(jù)水平地面記錄紙上落點痕跡的照片，估算小球m2與m1的質(zhì)量之比（ ） A．0.17 B．4.0 C．0.62 D．0.8 2．用如圖所示的裝置來驗證動量守恒定律，斜槽軌道固定在水平桌面上，入射小球、被碰小球分別為、，則下列做法正確的是（　?。? A．和可以是半徑

2、不同的小球 B．小球每次必須從斜軌同一位置釋放 C．選用兩球的質(zhì)量應(yīng)滿足 D．必須用秒表測定小球在空中飛行的時間 3．在驗證碰撞中的動量守恒的實驗中，關(guān)于入射小球在斜槽軌道上釋放點的高低對實驗影響，下列說法正確的是（　?。? A．釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小 B．釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度測量值越精確 C．釋放點越高，兩球相碰時，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越小 D．釋放點越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔昧υ酱?，支柱對被碰小球的阻力越? 4．在“驗證動量守恒定律”的實驗中，安裝斜槽軌道時，應(yīng)讓

3、斜槽末端點的切線保持水平，這樣做的 目的是為了使（ ） A．入射小球得到較大的速度 B．入射小球與被碰小球?qū)π呐鲎埠笏俣葹樗椒较? C．入射小球與被碰小球?qū)ε鰰r無動能損失 D．入射小球與被碰小球碰后均能從同一高度飛出 5．在研究碰撞中的動量守恒的實驗中，下列操作不正確的是（ ） A．改變?nèi)肷湫∏虻尼尫鸥叨龋啻吾尫?，測出每次的水平位移，求出平均值，代入公式計算 B．入射小球應(yīng)始終保持在同一高度釋放 C．球相碰時，兩球的球心必須在同一水平高度上 D．重復(fù)從同一高度釋放入射小球，用一個盡量小的圓將其各次落點圈在其中，取其圓心作為小球落點的平均值 6．用如圖所示的實驗

4、裝置來完成“驗證動量守恒定律”的實驗，關(guān)于本實驗下列說法中正確的是（　?。? A．同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放 B．入射小球的質(zhì)量必須等于被碰小球的質(zhì)量 C．軌道傾斜部分必須光滑 D．需要秒表測量小球在空中飛行時間 7．在氣墊導(dǎo)軌上進行探究實驗時，首先應(yīng)該做的是（） A．給氣墊導(dǎo)軌通氣 B．給光電計時器進行掃零處理 C．把滑塊放到導(dǎo)軌上 D．檢查擋光片通過光電門時是否能擋光計時 8．某同學(xué)利用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律的實驗”，已知兩球的質(zhì)量分別為m1、m2（且m1＞m2），關(guān)于實驗下列說法正確的（　?。? A．如果M是m2的落點，則該同學(xué)實

5、驗過程中必有錯誤 B．斜槽軌道必須很光滑 C．實驗需要驗證的是m1·=m2·＋m1· D．實驗需要秒表、天平、圓規(guī)等器材 9．在做“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，各小球的落地點如圖所示，關(guān)于這個實驗，下列說法正確的是（　?。? A．入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相等的小球 B．每次都要使入射小球從斜槽，上不同的位置滾下 C．要驗證的表達式是m1·ON=m1·OM+m2·OP D．要驗證的表達式是m1·OP=m1·OM+m2·ON 10．在做驗證動量守恒定律實驗時，入射球a的質(zhì)量為，被碰球b的質(zhì)量為，小球的半徑為r，各小球的落點如

6、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)量相等的小球 B．讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，每次都要使入射球從斜槽上不同的位置滾下 C．要驗證的表達式是 D．要驗證的表達式是 11．某中學(xué)實驗小組的同學(xué)在“探究碰撞中的不變量”時，利用了如圖所示的實驗裝置進行探究，下列說法正確的是（　　） A．要求斜槽一定是光滑 B．斜槽的末端必須水平 C．入射球每次釋放點的高度可以任意調(diào) D．入射球的質(zhì)量必須與被碰球的質(zhì)量相等 12．在探究碰撞中的不變量時，采用如圖所示的實驗裝置，儀器按要求安裝好后開始實驗，第一次不放被碰小球，第二次把被

7、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的平均位置依次為O、A、B、C，則下列說法中正確的是（ ） A．第一、二次入射小球的落點依次是A、B B．第一、二次入射小球的落點依次是C、B C．第二次入射小球和被碰小球?qū)⑼瑫r落地 D．第二次入射小球和被碰小球不會同時落地 13．在用兩個小球的碰撞來驗證碰撞中的不變量時，不是產(chǎn)生誤差的主要原因是（ ） 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沿水平方向 B．小球在空氣中飛行時受到空氣阻力 C．通過復(fù)寫紙描得的各點，不是理想的點，有一定

8、的大小，從而帶來作圖上的誤差 D．測量長度時有誤差 14．采用如圖所示的實驗裝置進行驗證動量守恒定律（圖中小球半徑相同、質(zhì)量均已知，且mA>mB），下列說法正確的是（　　） A．實驗中要求軌道末端必須保持水平 B．實驗中要求軌道必須光滑 C．驗證動量守恒定律，需測量OB、OM、OP和ON的距離 D．測量時發(fā)現(xiàn)N點偏離OMP這條直線，直接測量ON距離不影響實驗結(jié)果 15．在研究斜槽末端小球碰撞時動量守恒的實驗中，實驗裝置如圖所示，實驗中（　?。? A．不需要測量小球的質(zhì)量 B．需要測量小球下落的高度 C．用重垂線來檢測斜槽末端是否水平 D．用小球的水平位移大小表示碰撞

9、前后的速度大小 二、填空題（共4題） 16．用如圖甲所示的裝置“探究碰撞中的不變量”實驗中： (1)用游標(biāo)卡尺測量入射球直徑，測量結(jié)果如圖乙所示，該球直徑為________ cm； (2)實驗中小球的落點情況如圖丙所示，入射球與被碰球的質(zhì)量之比mA∶mB=5∶3；則碰撞結(jié)束時刻兩球動量大小之比pA∶pB=________。 17．“探究碰撞中的不變量”的實驗中，入射小球m1＝30g，原來靜止的被碰小球m2＝20g，由實驗測得它們在碰撞前后的x﹣t圖像如圖所示，由圖可知，入射小球碰撞前的動量是_____________，入射小球碰撞后的動量是_____________，被碰小球碰撞

10、后的動量是_____________，由此得出結(jié)論_____________。 18．在“碰撞中的動量守恒”實驗中，已測得A、B兩小球質(zhì)量mA

11、鈕，輕推滑塊，觀察滑塊通過兩光電門的時間，當(dāng)_______時，說明導(dǎo)軌已經(jīng)水平。 （2）使用天平測得滑塊1、2質(zhì)量分別為m1、m2，然后按如圖所示方式放在氣墊導(dǎo)軌上．使滑塊1獲得向右的速度，滑塊1通過光電門1后與靜止的滑塊2碰撞并粘在一起，遮光條通過光電門1、2的時間分別為t1、t2，則上述物理量間如果滿足關(guān)系式 _____，則證明碰撞過程中兩滑塊的總動量守恒． 三、綜合題（共4題） 20．有研究者用下列方式驗證動量守恒定律。如圖（a）所示，在氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A和B相對的側(cè)面皆有彈簧片，滑塊A左側(cè)與連接打點計時器的紙帶相連，滑塊B上端固定有遮光片，光電計時器可記錄遮光片通

12、過光電門的時間。實驗測得滑塊A的質(zhì)量m1=0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m2=0.108kg，遮光片的寬度d=1.00cm；打點計時器所用交流電源的頻率f=50Hz。將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與滑塊B相碰；碰撞后光電計時器顯示的時間△tB=3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示。 若實驗允許的相對誤差絕對值（）最大為5%，本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律？請寫出運算過程。 21．如圖所示，間距為L、傾角為30°的光金屬軌道固定放置，軌道平面內(nèi)有三個緊挨在一起的邊長為L的正方形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，Ⅰ內(nèi)分布著垂直軌道平面向下的勻強磁

13、場，Ⅲ內(nèi)分布著垂直軌道平面向上的勻強磁場，Ⅱ區(qū)內(nèi)無磁場。ab、cd兩金屬棒用長為L、不可伸長的絕緣細(xì)線相連，起初ab棒剛好在區(qū)域的外面，cd棒剛好在里面?，F(xiàn)給ab棒一初速度2v0使兩棒一起減速下行，經(jīng)時間t0后，cd棒剛好離開區(qū)域Ⅰ的速度為v0，此時，細(xì)線突然斷開，同時在ab棒上施加一沿軌道平面向下的外力F，使ab向下做加速度大小為0.5g的勻加速運動，當(dāng)cd棒進入?yún)^(qū)域恰好勻速下行。已知ab、cd兩棒的質(zhì)量分別為2m、m，ab棒在軌道間的電阻是cd棒在軌道間電阻的兩倍。兩棒與軌道垂直且接觸良好，兩棒粗細(xì)不計，軌道足夠長且電阻不計，重力加速度為g，空氣阻力忽略。 (1)判斷cd棒分別經(jīng)過區(qū)域Ⅰ

14、、Ⅱ、Ⅲ過程中的電流方向 (2)求區(qū)域Ⅰ、Ⅲ中兩勻強磁場的磁感應(yīng)強度的平方比即B12∶B22； (3)已知從ab棒進入?yún)^(qū)域Ⅲ到cd棒離開區(qū)域Ⅲ的過程中a棒內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為2Q，求外力F對ab棒做的功。 22．如圖，某對撞系統(tǒng)類似于“過山車”模型，通過改變電場方向自動控制。該絕緣裝置存在于豎直面內(nèi)的勻強電場中，平直軌道BD上有一半徑為R的環(huán)形軌道，水平軌道與傾斜軌道、環(huán)形軌道平滑連接。開始時電場方向向上，質(zhì)量為m、電量為q的帶電剛性小球P靜止于離水平面高h(yuǎn)處的傾斜軌道AB上，恰好對軌道無壓力。將電場反向后，小球P由靜止沿軌道運動，與另一靜止于水平軌道上大小相等的絕緣剛性小球Q發(fā)生彈性正

15、碰。已知Q球質(zhì)量是P球的4倍，重力加速度為g，忽略一切摩擦阻力。求： (1)勻強電場的場強E； (2)要使P球能夠沿著軌道運動與Q球碰撞，h需滿足的條件； (3)要使P球能夠沿著軌道運動與Q球至少發(fā)生兩次碰撞，h需滿足的條件。 23．如圖所示，在空間和空間內(nèi)分別存在豎直向上和向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為，在豎直方向上足夠長，兩磁場空間寬度均為。一邊長為，總電阻為，質(zhì)量的正方形線框從左邊界面處水平飛入磁場，進入磁場時，已知當(dāng)線框下落時刻邊剛好離開邊界面，且此時速度方向與水平方向的夾角為，試求： (1)邊出磁場前瞬間線框所受的安培力； (2)邊出磁場后瞬間兩點間的電勢差和從離

16、開邊界面到離開邊界面過程中邊產(chǎn)生的焦耳熱； (3)線圈剛進入邊界面時的初速度。 參考答案： 1．A 2．B 3．C 4．B 5．A 6．A 7．A 8．A 9．D 10．C 11．B 12．D 13．B 14．A 15．D 16． 1.16 1∶2 17． 碰撞中mv的矢量和是守恒的量 18． A 1：3 19． 滑塊1通過兩個光電門所用的時間相等 20．是， 碰撞前A滑塊的速度大小為 碰撞后B滑塊的速度大小為 碰撞后A滑塊的速度大小為 碰撞前A滑塊的動量 碰撞后A滑塊的動量 碰撞后B滑塊的動量 實驗允許的相對誤差絕對值 本實驗是在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律 21．(1)先順時針后逆時針；(2)；(3) 22．(1) ；(2) ；(3) 或 23．(1)6N；(2)3V，；(3)