2020年高考物理一輪復習：26 實驗： 驗證動量守恒定律

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1、2020年高考物理一輪復習：26 實驗： 驗證動量守恒定律 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 實驗探究題 (共12題；共53分) 1. （5分） (2017高二下微山期中) 根據(jù)所學知識完成題目： （1） 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B、A B . 第

2、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落地時間相同 D . 第二次入射小球和被碰小球落地時間不相同 （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)系應是m1________m2 （3） 安裝和調(diào)整實驗裝置的要求是：斜槽末端切線①________；入射小球每次應從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點距離記為OB；放上球m2，落點分別為A和C，與O點距離分別記為OA和OC，則驗證兩球撞前后動量守恒的表達式為________． 2. （9分）

3、某同學利用氣墊導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.將氣墊導軌調(diào)成水平； II.將A、B用細線綁住，在A．B間放入一個被壓縮的輕小彈簧； IV.燒斷細線，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．燒斷細線后滑塊A、B運動到光電門C、D的時間tA、tB

4、 C．燒斷細線后滑塊 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) 3. （4分） (2017高二下陽江期末) 某同學用如圖甲所示裝置，通過質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律，步驟如下： ①安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙，記下重垂線所指的位置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；重復多次以確定小球落點位置； 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：重復多次以確定碰撞后兩小球的落點位置； ④用刻度尺分別測量三個落地點M、P、N離O點的距離，即線段的長度OM、OP、ON． （1） 關(guān)于上述實驗操作，下列說法正確的是： 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)量應大于小球B的質(zhì)量 （2） 確定小球落點位置的方法________； （3） 當所測物理量滿足表達式________（用題中所給符號表示）時，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律； （4） 完成上述實驗后，另一位同學對上述裝置進行了改造．如圖乙所示，在

6、水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的頂點與水平末端等高且無縫連接．使小球A仍從斜槽上擋板處由靜止?jié)L下，重復實驗步驟②和③的操作，得到兩球落在斜面上的落點M′、P′、N′．用刻度尺測量斜面頂點到M′、P′、N′三點的距離分別為l1、l2、l3．則驗證兩球碰撞過程中動能守恒的表達式為________（用所測物理量的字母表示）． 4. （3分） (2017高二上永年開學考) 如圖為實驗室中驗證動量守恒實驗裝置示意圖 （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＞m2r1＞r2 B . m1＞m2r1＜r2 C . m1＞m2r1=

7、r2 D . m1＜m2r1=r2 （2） 為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需的是　?。ㄌ钕铝袑淖帜福? A . 直尺 B . 游標卡尺 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． （4） 在實驗裝置中，若斜槽軌道是光滑的，則可以利用此裝置驗證小球在斜槽上下滑過程中機械能守恒，這時需要測量的物理量有：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動的水平移s、豎直高度h2，則所需驗

8、證的關(guān)系式為：________． 5. （5分） (2018高二下邢臺期末) 某同學利用圖示裝置，通過研究甲、乙兩個小球碰撞前、后的動量關(guān)系來驗證動量守恒定律。 （1） 安裝器材時要注意:固定在桌邊的斜槽未端的切線要沿________方向。 （2） 圖中 點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓小球甲多次從斜軌道上 位置由靜止釋放，找到其平均落地點的位置 ，測量平拋射程 ；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。接下來要完成的必要步驟是______（填選項前的字母）。 A . 測量小球甲的質(zhì)量 和小球乙的質(zhì)

9、量 B . 測量位置 到平臺的高度 C . 測量桌邊緣到水平地面的高度 D . 分別找出甲、乙兩個小球相碰后平均落地點的位置 、 并測量平拋射程 、 （3） 若兩小球碰撞前后的動量守恒，則應滿足的關(guān)系式為 ________（用（2）中測量的量表示）。 （4） 若碰撞為彈性碰撞，則還應該滿足的關(guān)系是為 ________（用（2）中測量的量表示）。 6. （3分） (2019高二上長春月考) 某同學設(shè)計了一個用電磁打點計時器驗證動量守恒定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動。他設(shè)

10、計的裝置如圖甲所示。在小車A后連著紙帶，電磁打點計時器所用電源頻率為50Hz，長木板下墊著小木片以平衡摩擦力。 （1） 若已測得打點紙帶如圖乙所示，并測得各計數(shù)點的間距(已標在圖上)。A為運動的起點，則應選________段來計算A碰前的速度，應選________段來計算A和B碰后的共同速度(以上兩空選填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。 （2） 已測得小車A的質(zhì)量m1＝0.4kg，小車B的質(zhì)量m2＝0.2kg，則碰前兩小車的總動量為________kgm/s，碰后兩小車的總動量為________kgm/s。 7. （7分） (2017高一下綏化期末) 如圖所示，用“碰撞實

11、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） 實驗中，下列說法是正確的有：________ A 、斜槽末端的切線要水平，使兩球發(fā)生對心碰撞 B 、同一實驗，在重復操作尋找落點時，釋放小球的位置可以不同 C 、實驗中不需要測量時間，也不需要測量桌面的高度 D 、實驗中需要測量桌面的高度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m

12、1從斜軌S位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N，用刻度尺測量出平拋射程OM、ON，用天平測量出兩個小球的質(zhì)量m1、m2，若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為：________． 8. （3分） (2017高二下上饒期中) 某同學設(shè)計了一個用打點計時器做“驗證動量守恒定律”的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運動，然后與原來靜止的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動．他設(shè)計的具體裝置如圖1所示，在小車后連接著紙帶，電磁打點計時器使用的電源頻率為50Hz，長木板墊著小木片以平衡摩擦力． （1） 若已得到打點紙

13、帶如圖2所示，并測得各計數(shù)點間距（標在圖上）．A為運動起點，則應該選擇________段來計算A碰前的速度，應選擇________段來計算A和B碰后的共同速度．（以上空格選填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”） （2） 已測得小車A的質(zhì)量m1=0.40kg，小車B的質(zhì)量m2=0.20kg，由以上測量結(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) 某同學利用打點計時器和氣墊導軌做“探究碰撞過程中動量變化的規(guī)律”的實驗，氣墊

14、導軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導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，壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上，如圖乙所示，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差. （1） 下面是實驗的主要步驟： ①安裝好氣墊導軌，調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導軌水平； ②向氣墊導軌通入壓縮空氣； ③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器和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，重復步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖丁所示； ⑧測得滑塊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，兩滑塊相互作用前總動量為________;kgm/s；兩滑塊相互作用后總動量為________;kgm/s(保留三位有效數(shù)字). 10. （3分） (2019高一下上饒月考) 某同學設(shè)計了一個用打點計時器“探究碰撞中的不變量”的

16、實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速直線運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰，并粘合成一體繼續(xù)做勻速直線運動，他設(shè)計的裝置如圖所示．在小車A后面連著紙帶，電磁打點計時器的電源頻率為50Hz，長木板的一端下墊著小木片用以平衡摩擦力． （1） 若已得到打點紙帶如圖所示，測得各計數(shù)點間距離并標在圖上，A為運動起始的第一點．則應選________段來計算小車A碰撞前的速度，應選________段來計算A和B碰撞后的共同速度． （2） 已測得小車A的質(zhì)量m1=0.40 kg，小車B的質(zhì)量m2=0.20 kg，由以上的測量結(jié)果可得：碰撞前兩車質(zhì)量與速度乘積之和為_____

17、___;kgm/s；碰撞后兩車質(zhì)量與速度乘積之和為________;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．重復這種操作10次，得到了如圖所示的三個落地處． （1） 請你敘述用什么方法找出落地點的平均位置______

18、__． （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________球的落地點，P′是________球的落地點． （3） 用題中字母寫出動量守恒定律的表達式________． 12. （6分） (2018高二上烏魯木齊期末) 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） 實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通過測量_____（選填選項前的符號），間接地解決這個問題． A . 小球開始釋放高度h B . 小球拋出點距地面的高度H C . 小球做平拋運動的射程

19、 （2） 圖甲中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． 接下來要完成的必要步驟是_____．（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_______

20、_（用（2）中測量的量表示）；若碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為________（用（2）中測量的量表示）． （4） 經(jīng)測定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點的平均位置距O點的距離如圖乙所示．碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1′，則p1：p1′=________：11；若碰撞結(jié)束時m2的動量為p2′，則p1′：p2′=11：________． 實驗結(jié)果說明，碰撞前、后總動量的比值 為________． 第 13 頁 共 13 頁 參考答案 一、 實驗探究題 (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、