【高考調(diào)研】2015高考物理總復(fù)習(xí)4驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律檢測(cè)試題新人教版選修3-5

1、【高考調(diào)研】2015高考?xì)v史總復(fù)習(xí) 4驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律檢測(cè)試題 新人教版選修3-51(單選)如圖所示，在光滑水平面上，用等大反向的F1、F2分別同時(shí)作用于A、B兩個(gè)靜止的物體上，已知mA<mB，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間后同時(shí)撤去兩力，以后兩物體相碰并粘為一體，則粘合體最終將()A靜止B向右運(yùn)動(dòng)C向左運(yùn)動(dòng) D無(wú)法確定解析選取A、B兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)所受的外力的矢量和為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，初始時(shí)刻系統(tǒng)靜止，總動(dòng)量為零，最后粘合體的動(dòng)量也為零，即粘合體靜止，選項(xiàng)A正確答案A2(多選)(2012·大綱全國(guó))如圖所示，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m，擺長(zhǎng)相同

2、，并排懸掛，平衡時(shí)兩球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左拉開一小角度后釋放若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷正確的是()A第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等B第一次碰撞后的瞬間，兩球的動(dòng)量大小相等C第一次碰撞后，兩球的最大擺角不相同D發(fā)生第二次碰撞時(shí)，兩球在各自的平衡位置解析由于兩球發(fā)生彈性碰撞，故系統(tǒng)動(dòng)量、機(jī)械能均守恒，則mv3mvbmva，mv2×3mvmv，由兩式聯(lián)立解得vav，vbv，故A項(xiàng)正確；由前面求得速度，可知第一次碰后pamv，pbmv，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于第一次碰后，|va|vb|，根據(jù)機(jī)械能守恒，可知兩球可到達(dá)相同高度即擺角相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因兩球擺長(zhǎng)相同，根據(jù)T2知，兩球同時(shí)到

3、達(dá)各自平衡位置發(fā)生第二次碰撞，D項(xiàng)正確答案AD3.(單選)在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置的示意如圖所示實(shí)驗(yàn)中，入射小球在斜槽上釋放點(diǎn)的高低對(duì)實(shí)驗(yàn)影響的說(shuō)法中正確的是()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(cè)量的相對(duì)誤差越小，兩球速度的測(cè)量越準(zhǔn)確C釋放點(diǎn)越高，兩球相碰時(shí)，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后總動(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?，軌道?duì)被碰小球的阻力越小解析入射小球釋放點(diǎn)越高，入射球碰前速度越大，相碰時(shí)內(nèi)力越大，阻力的影響相對(duì)減小，可以較好地滿足動(dòng)量守恒的條件，也有利于減小測(cè)量水平位移

4、時(shí)的相對(duì)誤差，從而使實(shí)驗(yàn)誤差減小，選項(xiàng)C正確答案C4(多選)在利用懸線懸掛等大小球進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是()A懸掛兩球的線長(zhǎng)度要適當(dāng)，且等長(zhǎng)B由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計(jì)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(yùn)動(dòng)解析兩線等長(zhǎng)能保證兩球正碰，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，所以A項(xiàng)正確；由于計(jì)算碰撞前速度時(shí)用到了mghmv20，即初速度為0，B項(xiàng)正確；本實(shí)驗(yàn)中對(duì)小球的彈性性能無(wú)要求，C項(xiàng)錯(cuò)誤；兩球正碰后，有各種運(yùn)動(dòng)情況，所以D項(xiàng)正確答案ABD5(2011·上海)光滑水平面上兩小球a、b用不可伸長(zhǎng)的松弛細(xì)繩相連開始時(shí)a球靜止，b球以一定速

5、度運(yùn)動(dòng)直至繩被拉緊，然后兩球一起運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中兩球的總動(dòng)量_(填“守恒”或“不守恒”)；機(jī)械能_(填“守恒”或“不守恒”)解析繩被拉緊的極短時(shí)間內(nèi)，兩球構(gòu)成的系統(tǒng)所受的外力的矢量和為零，所以在此過(guò)程中，兩球的總動(dòng)量守恒；繩拉緊后瞬間兩球具有共同速度，類似于完全非彈性碰撞，此過(guò)程中有機(jī)械能損失，兩球的機(jī)械能不守恒答案守恒不守恒6如圖(a)所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛實(shí)驗(yàn)小車，甲車系一穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，當(dāng)甲車受到水平向右的沖量時(shí)，隨即啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器甲車運(yùn)動(dòng)一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運(yùn)動(dòng)紙帶記錄下碰撞前甲車和碰撞后運(yùn)動(dòng)情況如圖(b)所示，電源頻率為50 Hz，則碰撞前甲

6、車運(yùn)動(dòng)速度大小為_m/s，甲、乙兩車的質(zhì)量比m甲：m乙_.解析由紙帶及刻度尺可得碰前甲車的速度為v1 m/s0.6 m/s碰后兩車的共同速度v2 m/s0.4 m/s由動(dòng)量守恒定律，有m甲v1(m甲m乙)v2由此得甲、乙兩車的質(zhì)量比答案0.62：17氣墊導(dǎo)軌(如圖甲)工作時(shí)，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個(gè)質(zhì)量均為a的滑塊，每個(gè)滑塊的一端分別與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，并讓

7、兩滑塊以不同的速度相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)圖乙所示為某次實(shí)驗(yàn)打出的、點(diǎn)跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以等間距的6個(gè)連續(xù)點(diǎn)為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長(zhǎng)度x1、x2和x3.若題中各物理量的單位均為國(guó)際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動(dòng)量大小分別為_、_，兩滑塊的總動(dòng)量大小為_；碰撞后兩滑塊的總動(dòng)量大小為_重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多做幾次若碰撞前、后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證解析打點(diǎn)周期T，打x1、x2、x3均用時(shí)間t5T碰前兩滑塊動(dòng)量p1mv1mabx1/50.2abx1p2mv2m0.2abx3故碰前總動(dòng)量pp1p2ab(x1x3)0.2ab(x1x3

8、)碰后總動(dòng)量p2m0.4abx2答案0.2abx10.2abx30.2ab(x1x3)0.4abx28某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖(a)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(gè)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(huì)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)軌之間的摩擦而引起的誤差(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：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；向氣墊導(dǎo)軌空腔內(nèi)通入壓縮空氣；把打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固

9、定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間并處于靜止?fàn)顟B(tài)先_，然后_，讓滑塊1帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)，與滑塊2相碰后結(jié)合為一體取下紙帶，重復(fù)步驟，選出理想的紙帶如圖(b)所示；測(cè)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.完善實(shí)驗(yàn)步驟的內(nèi)容(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量為_kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為_kg·m/s(保留三位有效數(shù)字)(3)試說(shuō)明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_

10、.解析(2)作用前滑塊1的速度v1 m/s2 m/s，其質(zhì)量與速度的乘積為0.310 kg×2 m/s0.620 kg·m/s，作用后滑塊1和滑塊2具有相同速度v m/s1.2 m/s，其質(zhì)量與速度的乘積為(0.310 kg0.205 kg)×1.2 m/s0.618 kg·m/s.答案(1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源放開滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦9氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和

11、B驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：a用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB；b調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；c在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上；d用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1；e按下電鈕放開卡銷，同時(shí)分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2.(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是_(2)利用上述測(cè)量的物理量，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是_(3)利用上述物理量寫出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能大小的表達(dá)式為_解析(1)A、B所組成的系統(tǒng)初動(dòng)量為零，A、B兩

12、滑塊分開后動(dòng)量應(yīng)大小相等、方向相反，這就需要求兩滑塊的速度，其中滑塊A的速度為，要求滑塊B的速度，還應(yīng)測(cè)量B右端到D的距離L2，這樣滑塊B的速度就可用表達(dá)式來(lái)表示(2)A、B開始靜止，放開卡鎖后兩者均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，總動(dòng)量為零，A、B運(yùn)動(dòng)后動(dòng)量大小相等、方向相反，即mAmB.(3)彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為A、B的動(dòng)能，即EpmA()2mB()2答案(1)B右端到D的距離L2(2)mAmB(3)EpmA()2mB()210碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為e，其中v10和v20分別是碰撞前兩物體的速度v1和v2分別是碰撞后兩物體的速度，彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e1，非彈性碰撞的e1.某同學(xué)借用驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)

13、驗(yàn)裝置(如圖所示)驗(yàn)證彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)是否為1，實(shí)驗(yàn)中使用半徑相等的鋼質(zhì)小球1和2(它們之間的碰撞可近似視為彈性碰撞)，且小球1的質(zhì)量大于小球2的質(zhì)量實(shí)驗(yàn)步驟如下：安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，做好測(cè)量前的準(zhǔn)備，并記下重錘線所指的位置O.第一步，不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上重復(fù)多次，用盡可能小的圓把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置第二步，把小球2放在斜槽前端邊緣處的C點(diǎn)，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞，重復(fù)多次，并使用與第一步同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置第三步，用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度在上述實(shí)驗(yàn)中：(1)P點(diǎn)是_的平均位置；M點(diǎn)是_的平均位置；N點(diǎn)是_的平均位置(2)請(qǐng)寫出本實(shí)驗(yàn)的原理；寫出用測(cè)量量表示的恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式(3