高考物理一轮复习：26 实验： 验证动量守恒定律

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1、高考物理一轮复习：26 实验： 验证动量守恒定律 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、 实验探究题 (共12题；共53分) 1. （5分） (2017高二下吴忠期中) 某同学用图（1）所示装置通过半径相同的a、b两球的碰撞来验证动量守恒定律．实验时把无摩擦可转动支架Q放下，先使a球从斜槽上某一固定位置P由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把支架Q竖起，放上b球，让a球仍从位置P由静止开始滚下，到达轨道水平末端时和b球碰撞后，a、b分别在记录纸上留

2、下各自的落点痕迹，重复这种操作10次．图中O点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点，O′为支架上b球球心在记录纸上的垂直投影点． （1） 碰撞后b球的水平射程应取图中________段． （2） 在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？ 答：（填选项号）． A . 水平槽上未放b球时，测量a球落点位置到O点（或O′点）的距离 B . a球与b球碰撞后，测量两球落点位置到O点（或O′点）的距离 C . 测量a球或b球的直径 D . 测量a球和b球的质量M和m E . 测量P点相对于水平槽面的高度 （3） 实验中若某同学测量了小球直径，使用千分尺所得的结果如图（

3、2）所示，则球的直径D=________cm （4） 按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是：________．（用（2）中和图（1）中的字母表示） 2. （9分） (2019高三上隆化月考) 碰撞一般分为弹性碰撞和非弹性碰撞,发生弹性碰撞时,系统的动量守恒,机械能也守恒;发生非弹性碰撞时,系统的动量守恒,但机械能不守恒。为了判断碰撞的种类,某实验兴趣小组用如图“碰撞实验器”设计了如下实验。实验步骤如下: ①按照如图所示的实验装置图,安装实物图。 ②调整斜槽末端水平，O为斜槽末端竖直投影。 ③在轨道上固定一挡板S，从贴紧挡板S处由静止释放质量为m1的小球 1，小球1落在P点

4、，用刻度尺测得P点与O点距离2L。 ④在装置末端放置一个大小与小球1相同的小球2，其质量为m2。现仍从S处静止释放小球1，小球1与小球2发生正碰，小球2落在N点，小球1落在M点，测得OM为L，ON为3L。 （1） 若入射小球质量为 ，半径为r1，被碰小球质量为 ，半径为r2，则要求_______。 A . ； B . ； C . ； D . ； （2） 小球1与小球2的质量之比 ∶ =________。 （3） 若两小球均看作质点，以两球为系统，碰前系统初动能Ek0=________，碰后系统末动能Ek=________，则系统机械能 _____

5、___(选填“守恒”或“不守恒”)，可以得出两球的碰撞是________碰撞。(Ek0、Ek用题目中字母H、m2、L和重力加速度g表示) 3. （4分） 某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，同时测量弹簧的弹性势能，实验装置如图甲所示，两滑块A、B上各固定一相同窄片。部分实验步骤如下： I.用螺旋测微器测量窄片的宽度d； II.将气垫导轨调成水平； II.将A、B用细线绑住，在A．B间放入一个被压缩的轻小弹簧； IV.烧断细线，记录A、B上的窄片分别通过光电门C、D的挡光时间t1、t2。 （1） 若测量窄片的宽度d时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则d=________mm。

6、 （2） 实验中，还应测量的物理量是______ A．滑块A的质量m1以及滑块B的质量m2 B．烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的时间tA、tB C．烧断细线后滑块 A . B运动到光电门C、D的路程x1、x2 （3） 验证动量守恒定律的表达式是________;；烧断细线前弹簧的弹性势能Ep=________。(均用题中相关物理量的字母表示) 4. （3分） (2018浙江模拟) 某物理兴趣小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，步骤如下： A.用天平测出滑块A、B的质量分别为 和 ； B.安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平；

7、 C.向气垫导轨通入压缩空气； D.把A、B两滑块放到导轨上,并给他们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为 。照片如图该组同学结合实验过程和图象分析知：该图象是闪光4次摄得的照片,在这4次闪光的瞬间,A、B两滑块均在 刻度范围内：第一次闪光时,滑块B恰好通过 处,滑块A恰好通过 处；碰撞后有一个物体处于静止状态。 （1） 以上情况说明两滑块的碰撞发生在第一次闪光后________; ； （2） 设向右为正方向,试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是________; ,碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是________; ,以上实验结果说明在碰撞过程中保持不

8、变的物理量是________。 5. （5分） (2017高二上永年开学考) 如图为实验室中验证动量守恒实验装置示意图 （1） 若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则　 A . m1＞m2r1＞r2 B . m1＞m2r1＜r2 C . m1＞m2r1=r2 D . m1＜m2r1=r2 （2） 为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是　　．（填下列对应的字母） A . 直尺 B . 游标卡尺 C . 天平 D . 弹簧秤 E . 秒表 （3） 设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关

9、系式（用m1、m2及图中字母表示）________成立，即表示碰撞中动量守恒． （4） 在实验装置中，若斜槽轨道是光滑的，则可以利用此装置验证小球在斜槽上下滑过程中机械能守恒，这时需要测量的物理量有：小球释放初位置到斜槽末端的高度差h1；小球从斜槽末端做平抛运动的水平移s、竖直高度h2，则所需验证的关系式为：________． 6. （3分） 用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的a、b两个小球用等长的不可伸长的细线悬挂起来，b球静止，拉起a球由静止释放，在最低点a、b两球发生正碰，碰后a球速度为零，完成以下问题： （1） 实验中必须测量的物理量有：_____

10、_________________ A . a、b球的质量m B . 细线的长度L C . 释放时a球偏离竖直方向的角度θ1 D . 碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ2 E . 当地的重力加速度g （2） 利用上述测量的物理量，验证动量守恒定律的表达式为：________ 7. （7分） 某同学把两个大小不同的物体用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，探究物体间相互作用时的不变量． （1） 该同学还必须有的器材是________； （2） 需要直接测量的数据是________； （

11、3） 根据课堂探究的不变量，本实验中表示碰撞前后不变量的表达式应为________． 8. （3分） (2017高一下新余期末) 某同学用如图所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们连接平滑，O点为重锤线所指的位置．实验时先不放置被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复10次．然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G由静止滚下，和球2碰撞．碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次．实验得到小球的落点的平均位置分别为 M、N、P． （1） 在此实验中，球1的

12、质量为m1，球2的质量为m2，需满足m1________m2（选填“大于”、“小于”或“等于”）． （2） 被碰球2飞行的水平距离由图中线段________表示． （3） 若实验结果满足 =________，就可以验证碰撞过程中动量守恒． 9. （2分） (2019高一下巴东月考) 在“验证动量守恒定律”的实验中： （1） 在确定小球落地点的平均位置时通常采用的做法是________，其目的是X减小实验中的________(选填“系统误差”或“偶然误差”)． （2） 入射小球每次必须从斜槽上________滚下，这是为了保证入射小球每一次到达斜槽末端时速度相同．

13、 （3） 入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，在m1＞m2时，实验中记下了O、M、P、N四个位置(如图所示)，若满足________(用m1、m2、OM、OP、ON表示)，则说明碰撞中动量守恒；若还满足________(只能用OM、OP、ON表示)，则说明碰撞前后动能也相等． 10. （3分） (2019高一下齐齐哈尔期末) 为验证碰撞中的动量守恒，某同学选取了体积相同、质量不同的小球1、2，按以下步骤进行实验： ①用天平测出小球1、2的质量并分别记为m1和m2。 ②按图安装好实验装置，在与斜槽末端距离为d处固定一竖直挡板，并在挡板上贴上白纸和复写纸，记下小球位于斜槽末端时球

14、心在白纸上的投影点为O。 ③先不放小球2，让小球1从斜槽顶端S处由静止开始滚下；然后将小球2放在斜槽末端，让小球1仍从斜槽顶端S处由静止滚下，使二者发生碰撞，结果在白纸上一共打下了三个点。多次重复步骤③，将小球在白纸上的三个平均落点分别记为A，B，C。 ④用毫米刻度尺量出三个落点到O点的距离。 （1） 实验中m1与m2的大小关系为m1________m2（选填“>”“=”或“<”）；斜槽与小球间的摩擦力对实验的验证________（选填“有”或“无”）影响。 （2） 若测得O、A两点的间距为y1，O、B两点的间距为y2，O、C两点的间距为y3，只要关系式________（用题中所

15、给的物理量表示）在误差允许的范围内成立，则说明碰撞中动量是守恒的。 11. （3分） (2017高二下重庆期中) 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹簧架、光电门等组成．实验时，将气垫导轨调节水平并接通两个光电计时器，然后充气，把滑块2静止放在气垫导轨的中间，让滑块1通过弹射架运动起来去碰撞滑块2． 实验结果如下：滑块1通过光电门1的挡光时间为△t1=10.0110﹣3s，反弹后再次通过光电门1的挡光时间为△t2=30.0010﹣3s；滑块2通过光电门2的挡光时间为△t3=15.0910﹣3s．测出挡光片的宽度为d=5

16、mm，测得滑块l（包括撞针）的质量为m1=100g，滑块2（包括弹簧）质量m2=200g．以下问题中，最终的计算结果均保留一位有效数字： （1） 气垫导轨的作用是________； （2） 两滑块组成的系统碰撞前的总动量为________kg•m/s，碰撞后的总动量为________kg•m/s； （3） 请你继续分析本实验，在误差允许的范围内，两滑块组成的系统碰撞前、后的总动能不变？答：________（填“不变”或“变”）． 12. （6分） (2017高一下钦北期末) 用如图1所示的装置，来验证碰撞过程中的动量守恒．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．O点是水平槽末端R

17、在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量之比mA：mB=3：1．先使A球从斜槽上某一高度处由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹P，重复10次，得到10个落点．再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从同一高度处由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次．A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图2所示，其中米尺的零点与O点对齐． （1） 碰撞后A球的水平射程应取________cm． （2） 下列说法中不符合本实验要求的是 ．（选填选项前面的字母） A . 球A比球B质量大或者小均可，但二者的直径必须相同 B . 在同一组实验的不同

18、碰撞中，每次A球必须从同一高度由静止释放 C . 安装轨道时，轨道末端必须水平 D . 需要使用的测量仪器有天平和刻度尺 （3） 本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度．下面的实验条件中，可能不能使小球飞行的水平距离的大小表示为水平初速度大小的是 ． A . 使A，B两小球的质量之比改变为5：1 B . 升高小球初始释放点的位置 C . 使A，B两小球的直径之比改变为1：3 D . 升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度． 第 12 页 共 12 页 参考答案 一、 实验探究题 (共12题；共53分) 1-1、 1-2、 1-3、 1-4、 2-1、 2-2、 2-3、 3-1、 3-2、 3-3、 4-1、 4-2、 5-1、 5-2、 5-3、 5-4、 6-1、 6-2、 7-1、 7-2、 7-3、 8-1、 8-2、 8-3、 9-1、 9-2、 9-3、 10-1、 10-2、 11-1、 11-2、 11-3、 12-1、 12-2、 12-3、