1.3科學(xué)驗(yàn)證：動(dòng)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(yàn)證：動(dòng)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(cè) 一、選擇題（共15題） 1．如圖為驗(yàn)證動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(yàn)證動(dòng)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(shí)間 3．在驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于入射小球在斜槽軌道上釋放點(diǎn)的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)影響，下列說法正確的是（　?。? A．釋放點(diǎn)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(diǎn)越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對(duì)誤差越小，兩球速度測量值越精確 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?，支柱?duì)被碰小球的阻力越小 4．在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，安裝斜槽軌道時(shí)，應(yīng)讓

3、斜槽末端點(diǎn)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(shí)無動(dòng)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(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)中，下列操作不正確的是（ ） A．改變?nèi)肷湫∏虻尼尫鸥叨?，多次釋放，測出每次的水平位移，求出平均值，代入公式計(jì)算 B．入射小球應(yīng)始終保持在同一高度釋放 C．球相碰時(shí)，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(gè)盡量小的圓將其各次落點(diǎn)圈在其中，取其圓心作為小球落點(diǎn)的平均值 6．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)

4、裝置來完成“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說法中正確的是（　　） A．同一組實(shí)驗(yàn)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(shí)間 7．在氣墊導(dǎo)軌上進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先應(yīng)該做的是（） A．給氣墊導(dǎo)軌通氣 B．給光電計(jì)時(shí)器進(jìn)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(shí)是否能擋光計(jì)時(shí) 8．某同學(xué)利用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)”，已知兩球的質(zhì)量分別為m1、m2（且m1＞m2），關(guān)于實(shí)驗(yàn)下列說法正確的（　?。? A．如果M是m2的落點(diǎn)，則該同學(xué)實(shí)

5、驗(yàn)過程中必有錯(cuò)誤 B．斜槽軌道必須很光滑 C．實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的是m1·=m2·＋m1· D．實(shí)驗(yàn)需要秒表、天平、圓規(guī)等器材 9．在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)如圖所示，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，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(yàn)證的表達(dá)式是m1·ON=m1·OM+m2·OP D．要驗(yàn)證的表達(dá)式是m1·OP=m1·OM+m2·ON 10．在做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)如

6、圖所示，下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(yàn)證的表達(dá)式是 D．要驗(yàn)證的表達(dá)式是 11．某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在“探究碰撞中的不變量”時(shí)，利用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)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(diǎn)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(shí)，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，儀器按要求安裝好后開始實(shí)驗(yàn)，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(diǎn)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(diǎn)依次是A、B B．第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是C、B C．第二次入射小球和被碰小球?qū)⑼瑫r(shí)落地 D．第二次入射小球和被碰小球不會(huì)同時(shí)落地 13．在用兩個(gè)小球的碰撞來驗(yàn)證碰撞中的不變量時(shí)，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(duì)沿水平方向 B．小球在空氣中飛行時(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

8、的大小，從而帶來作圖上的誤差 D．測量長度時(shí)有誤差 14．采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)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(shí)驗(yàn)中要求軌道末端必須保持水平 B．實(shí)驗(yàn)中要求軌道必須光滑 C．驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需測量OB、OM、OP和ON的距離 D．測量時(shí)發(fā)現(xiàn)N點(diǎn)偏離OMP這條直線，直接測量ON距離不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 15．在研究斜槽末端小球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中小球的落點(diǎn)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(shí)刻兩球動(dòng)量大小之比pA∶pB=________。 17．“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中，入射小球m1＝30g，原來靜止的被碰小球m2＝20g，由實(shí)驗(yàn)測得它們?cè)谂鲎睬昂蟮膞﹣t圖像如圖所示，由圖可知，入射小球碰撞前的動(dòng)量是_____________，入射小球碰撞后的動(dòng)量是_____________，被碰小球碰撞

10、后的動(dòng)量是_____________，由此得出結(jié)論_____________。 18．在“碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)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(shí)間，當(dāng)_______時(shí)，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(shí)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(dòng)量守恒． 三、綜合題（共4題） 20．有研究者用下列方式驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。如圖（a）所示，在氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A和B相對(duì)的側(cè)面皆有彈簧片，滑塊A左側(cè)與連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，滑塊B上端固定有遮光片，光電計(jì)時(shí)器可記錄遮光片通

12、過光電門的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)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(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間△tB=3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示。 若實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值（）最大為5%，本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？請(qǐng)寫出運(yùn)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(gè)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(qiáng)磁

13、場，Ⅲ內(nèi)分布著垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)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(shí)間t0后，cd棒剛好離開區(qū)域Ⅰ的速度為v0，此時(shí)，細(xì)線突然斷開，同時(shí)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(yùn)動(dòng)，當(dāng)cd棒進(jìn)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(jì)，軌道足夠長且電阻不計(jì)，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(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的平方比即B12∶B22； (3)已知從ab棒進(jìn)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(duì)ab棒做的功。 22．如圖，某對(duì)撞系統(tǒng)類似于“過山車”模型，通過改變電場方向自動(dòng)控制。該絕緣裝置存在于豎直面內(nèi)的勻強(qiáng)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(shí)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(duì)軌道無壓力。將電場反向后，小球P由靜止沿軌道運(yùn)動(dòng)，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(qiáng)電場的場強(qiáng)E； (2)要使P球能夠沿著軌道運(yùn)動(dòng)與Q球碰撞，h需滿足的條件； (3)要使P球能夠沿著軌道運(yùn)動(dòng)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(jìn)入磁場時(shí)，已知當(dāng)線框下落時(shí)刻邊剛好離開邊界面，且此時(shí)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(diǎn)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(jìn)入邊界面時(shí)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(gè)光電門所用的時(shí)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(dòng)量 碰撞后A滑塊的動(dòng)量 碰撞后B滑塊的動(dòng)量 實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值 本實(shí)驗(yàn)是在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律 21．(1)先順時(shí)針后逆時(shí)針；(2)；(3) 22．(1) ；(2) ；(3) 或 23．(1)6N；(2)3V，；(3)