高考物理一輪專題： 第27講 實驗： 驗證動量守恒定律

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1、高考物理一輪專題： 第27講 實驗： 驗證動量守恒定律 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 單選題 (共1題；共2分) 1. （2分） (2017高二下安陽期中) 在用如圖所示的裝置做”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 ， 小球的半徑為r，各小球的落地點如圖所示，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)量相同的小球 B . 讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下 C . 要驗

2、證的表達式是m1 =m1 +m2 D . 要驗證的表達式是m1 =m1 +m2 二、 多選題 (共2題；共6分) 2. （3分） 在用兩個小球的碰撞來驗證碰撞中的不變量時，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，有一定的大小，從而帶來作圖上的誤差 D . 測量長度時有誤差 3. （3分） 如圖為課本參考案例二，則下列說法正確的是（ ） A . 懸掛兩球的細(xì)繩長度要適當(dāng)，且等

3、長 B . 由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計算小球碰前的速度 C . 兩小球必須都是剛性球，且質(zhì)量相同 D . 兩小球碰后可以粘合在一起共同運動 三、 填空題 (共1題；共4分) 4. （4分） (2017洛陽模擬) 用如圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球碰撞來驗證動量守恒定律，實驗時先使質(zhì)量為mA的A球從斜槽上某一固定點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)上述操作10次，得到10個落點痕跡．把質(zhì)量為mB的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痕跡，重復(fù)這種操作10次，得到了如圖所示的三

4、個落地處． ①請在圖中讀出OP=________cm； ②由圖可以判斷出R是________球的落地點，Q是________球的落地點． ③為了驗證碰撞前后動量守恒，該同學(xué)只需驗證表達式________． 四、 實驗探究題 (共8題；共40分) 5. （3分） (2018高二上遵義月考) 某同學(xué)利用打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做“驗證動量守恒定律”的實驗，氣墊導(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，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而

5、引起的誤差． （1） 下面是實驗的主要步驟： 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)軌空腔內(nèi)通入壓縮空氣； ③把打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向； ④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩； ⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間； ⑥先________，然后________，讓滑塊帶動紙帶一起運動； ⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖乙所示； ⑧測得滑塊1的質(zhì)量310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.完善

6、實驗步驟⑥的內(nèi)容． （2） 已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為________kgm/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為________kgm/s(保留三位有效數(shù)字)． （3） 試說明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是________． 6. （8分） (2017高一下商丘期末) 如圖所示為驗證動量守恒的實驗裝置示意圖． （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＞m2 ， r1＞r2 B . m1＞m2 ， r1＜r2 C . m1＞m2 ， r1=r2 D . m1＜m2

7、 ， r1=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(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，即表示碰撞中動量守恒． 7. （5分） (2017高一下射洪期末) 某同學(xué)用如圖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．實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置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)上述操作10次，得到10個落點痕

8、跡．再把B球放在水平槽的末端，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡．重復(fù)這種操作10次，得到了如圖所示的三個落地處． （1） 應(yīng)該用什么方法找出落地點的平均位置 A . 記下每次落點到O的距離，然后取平均值； B . 選擇其中一次認(rèn)為比較準(zhǔn)確的落點，量出該點到O的距離； C . 多做幾次實驗，用盡可能小的圓把所有的落點都圈在里面，其圓心就是小球落點的平均位置 D . 為了避免誤差過大，只需做一次碰撞，找到其落點位置，就可以了． （2） 已知mA：mB=2：1，碰撞過程中動量守恒，則由圖可以判斷出Q是碰后________

9、球的落地點，P是碰后________球的落地點．（填“A”或“B”） （3） 用題中字母寫出動量守恒定律的表達式：________ 8. （6分） (2017高二下黑龍江期中) 某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來尋找碰撞中的不變量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置C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個落點痕跡，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C由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)這種操作10次，圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直

10、投影點，P，為未放被碰小球B時A球的平均落點，M為與B球碰后A球的平均落點，N為被碰球B的平均落點．若B球落點痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，米尺的零點與O點對齊．注意： （1） 實驗的條件：MA________MB （2） 碰撞后B球的水平射程應(yīng)為________cm． （3） 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點的距離 B . A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到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(zhì)量 E . 測量G點相對于水平槽

11、面的高度 （4） 寫出驗證動量守恒定律的表達式________． 9. （6分） (2017高二下鄒平期中) 驗證《動量守恒實驗》中，劉同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置進行驗證．設(shè)計如下： A．測出兩同種材質(zhì)的木塊A、B的質(zhì)量mA、mB B．測出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 C．用細(xì)線將A、B連接，使A、B間的彈簧壓縮（彈簧不與木塊連接） D．剪斷細(xì)線，測出木塊向兩側(cè)移動的距離SA、SB E．測量桌面與木質(zhì)材料間的動摩擦因數(shù)μ （1） 上述實驗設(shè)計中沒必要的步驟為________（多選）； （2） 驗證動量守恒關(guān)系式為________： （3） 請寫出一條產(chǎn)生實驗誤差的原

12、因________ 10. （5分） 某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)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(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的擋光時間t1、t2。 （1） 若測量窄片的寬度d時，螺旋測微器的示數(shù)如圖乙所示，則d=________mm。 （2） 實驗中，還應(yīng)測量的物理量是______ 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

13、A、B運動到光電門C、D的時間tA、tB C．燒斷細(xì)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(xì)線前彈簧的彈性勢能Ep=________。(均用題中相關(guān)物理量的字母表示) 11. （4分） (2017高一下紅崗期末) 如圖甲，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系． （1） 圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影．實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP．然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1

14、從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)．接下來要完成的必要步驟是　?。ㄌ钸x項前的符號） A . 用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2 B . 測量小球m1開始釋放高度h C . 測量拋出點距離地面的高度H D . 分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N E . 測量平拋射程OM、ON （2） 圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影．實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP．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)．接下來要完成的必要步驟是　?。?/p>

15、（填選項前的符號） A . 用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2 B . 測量小球m1開始釋放高度h C . 測量拋出點距離地面的高度H D . 分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N E . 測量平拋射程OM、ON （3） 若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為________（用①中測量的量表示） （4） 若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為________（用①中測量的量表示） 12. （3分） (2017高二下上饒期中) 在驗證動量守恒定律實驗中，同學(xué)們不僅完成了課本原來的實驗，還用相同的器材進行多方面的探索及嘗試．下面是甲、乙兩組同學(xué)的實驗，請回

16、答相關(guān)的問題： （1） 甲組同學(xué)采用如圖1所示的裝置，由斜槽和水平槽構(gòu)成．將復(fù)寫紙與白紙鋪在水平放的木板上，重垂線所指的位置為O．實驗時先使a球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作多次，得到多個落點痕跡平均位置P；再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓a球仍從固定位置由靜止開始滾下，與b球發(fā)生對心正碰，碰后a球不被反彈．碰撞后a、b球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡．重復(fù)這種操作多次得到多個落點痕跡平均位置M、N． ①若a球質(zhì)量為m1，半徑為r1；b球質(zhì)量為m2，半徑為r2．則________ A．m1＞m2r1＞r2B．m1＞

17、m2r1＜r2 C．m1＞m2r1=r2D．m1＜m2r1=r2 ②以下提供的器材中，本實驗必需的有________ A．刻度尺B．打點計時器C．天平D．秒表 ③設(shè)a球的質(zhì)量為m1，b球的質(zhì)量為m2，則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為（用m1、m2、OM、OP、ON表示）________ （2） 乙組同學(xué)誤將重錘丟失，為了繼續(xù)完成實驗則將板斜放，上端剛好在槽口拋出點，標(biāo)記為O．板足夠長小球都能落在板上，如圖2，采用甲組同學(xué)相同的操作步驟完成實驗． ①對該組同學(xué)實驗的判斷正確的是________ A．乙組同學(xué)無法完成驗證動量守恒定律 B．秒表也不是乙組同學(xué)的必需器材 C

18、．乙組同學(xué)必須測量斜面傾角θ D．圖2中N為b球碰后落點 ②設(shè)a球的質(zhì)量為m1，b球的質(zhì)量為m2，則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為________． ③如果a，b球的碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達式為________．（要求第（5）（6）結(jié)論用m1、m2、OM、OP、ON表示） 第 12 頁 共 12 頁 參考答案 一、 單選題 (共1題；共2分) 1-1、答案：略 二、 多選題 (共2題；共6分) 2-1、答案：略 3-1、答案：略 三、 填空題 (共1題；共4分) 4-1、 四、 實驗探究題 (共8題；共40分) 5-1、答案：略 5-2、答案：略 5-3、答案：略 6-1、答案：略 6-2、答案：略 6-3、答案：略 7-1、答案：略 7-2、答案：略 7-3、答案：略 8-1、答案：略 8-2、答案：略 8-3、答案：略 8-4、答案：略 9-1、答案：略 9-2、答案：略 9-3、答案：略 10-1、 10-2、 10-3、 11-1、答案：略 11-2、答案：略 11-3、答案：略 11-4、答案：略 12-1、答案：略 12-2、答案：略