高考物理一輪復習課時跟蹤訓練-力學實驗：驗證動量守恒定律

1、2022高考一輪復習課時跟蹤訓練力學實驗：驗證動量守恒定律一、單項選擇（下列各題中四個選項中只有一個選項符合題意）1如圖所示，M、N和P為“驗證動量守恒定律”實驗中小球的落點。已知入射球質量為m1，被碰球質量為m2，如果碰撞中動量守恒，則有（）Am1（-）=m2Bm1（-）=m2Cm1（）=m2Dm1=m2（）2某中學實驗小組的同學在“探究碰撞中的不變量”時，利用了如圖所示的實驗裝置進行探究，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入射球每次釋放點的高度可以任意調D入射球的質量必須與被碰球的質量相等3在做探究碰撞中的不變量實驗時，入射球a的質量為m1，被碰球b的質量為m2

2、，小球的半徑為r，各小球的落地點如圖所示，下列關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，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下C要驗證的表達式是D要驗證的表達式是4采用如圖所示的實驗裝置進行驗證動量守恒定律（圖中小球半徑相同、質量均已知，且mAmB），下列說法正確的是（）A實驗中要求軌道末端必須保持水平B實驗中要求軌道必須光滑C驗證動量守恒定律，需測量OB、OM、OP和ON的距離D測量時發(fā)現(xiàn)N點偏離OMP這條直線，直接測量ON距離不影響實驗結果5將驗證動量守恒定律的實驗裝置搬到豎直墻壁的附近，調整儀器，使球A從斜軌上由靜止

3、釋放，并在水平軌道末端與球B發(fā)生正碰后，兩球都能打在墻上。 已知A、B兩球半徑相同，A球的質量大于B球的質量，則下列說法正確的是A此裝置無法驗證動量守恒定律B碰撞后瞬間，A球的速度大于B球的速度C碰撞后， A、B兩球同時打到墻上D碰撞后，A球在墻上的落點在B球落點的下方二、多項選擇（下列各題中四個選項中有多個選項符合題意）6下列關于“探究碰撞中的不變量”實驗敘述中正確的是（）A實驗中探究不變量的對象是相互碰撞的兩個物體組成的系統(tǒng)B實驗對象在碰撞過程中存在內部相互作用的力，但外界對實驗對象的合力為零C物體的碰撞過程，就是機械能的傳遞過程，可見，碰撞過程中的不變量就是機械能D利用氣墊導軌探究碰撞中

4、的不變量，導軌必須保持水平狀態(tài)E.兩個物體碰撞前要沿同一直線，碰撞后可不沿同一直線運動7在“探究碰撞中的不變量”時，用如圖所示的裝置進行實驗，下列說法中正確的是（）A懸掛兩球的細繩長度要適當，且等長B由靜止釋放小球以便較準確地計算小球碰前的速度C兩小球必須都是剛性球，且質量相同D兩小球碰后可以合在一起共同運動8對于實驗最終的結論m1v1m2v2=m1v1m2v2，下列說法正確的是（）A僅限于一維碰撞B任何情況下也一定成立C式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小D式中的不變量是m1和m2組成的系統(tǒng)的質量與速度乘積之和9“驗證動量守恒定律”的實驗裝置可采用圖甲或圖乙的方法，兩個實驗裝置的區(qū)別在

5、于：懸掛重垂線的位置不同；圖甲中設計有一個支柱（通過調整，可使兩球的球心在同一水平線上，上面的小球被碰撞離開后，支柱立即倒下），圖乙中沒有支柱，圖甲中的入射小球A和被碰小球B做平拋運動的拋出點分別在通過O、O點的豎直線上，重垂線只確定了O點的位置。（球A的質量為m1，球B的質量為m2）比較這兩個實驗裝置，下列說法正確的是（）A采用圖甲的實驗裝置時，需要測出兩小球的直徑B采用圖乙的實驗裝置時，需要測出兩小球的直徑C采用圖乙的實驗裝置時，斜槽軌道末端的切線要求水平，而采用圖甲的實驗裝置時則不需要D為了減小誤差，無論哪個圖，都要求入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下10某同學用如圖甲所示的裝置來探究碰

6、撞中的守恒量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，圖乙是多次實驗中某球落到位于水平地面記錄紙上得到的10個落點痕跡，有關該實驗的一些說法，不正確的有（ ）A入射球和被碰球必須是彈性好的，且要求兩球的質量相等，大小相同B被碰球靜止放在槽口，入射球必須每次從軌道的同一位置由靜止釋放C小球碰撞前后的速度不易測量，所以通過測量小球平拋運動的射程間接地解決D由圖乙可測出碰撞后某球的水平射程為58.5cm（或取58.258.8cm之間某值）三、實驗探究題11某同學設計了如圖裝置來驗證碰撞過程遵循動量守恒。在離地面高度為h的光滑水平桌面上，放置兩個小球a和b。其中，b與輕彈簧緊挨著但不栓接，彈簧左側固定，自由長度

7、時離桌面右邊緣足夠遠，起初彈簧被壓縮一定長度并鎖定。a放置于桌面邊緣，球心在地面上的投影點為O點。實驗時，先將a球移開，彈簧解除鎖定，b沿桌面運動后水平飛出。再將a放置于桌面邊緣，彈簧重新鎖定。解除鎖定后，b球與a球發(fā)生碰撞后，均向前水平飛出。重復實驗10次。實驗中，小球落點記為A、B、C。（1）讀出下面圖中游標卡尺測量a小球的直徑，讀數(shù)為_cm。（2）若a球質量為ma，半徑為ra；b球質量為mb，半徑為rb。b球與a球發(fā)生碰撞后，均向前水平飛出，則_。Amamb，ra=rbBmamb，ramb，ra=rbDmamb，rarb（3）為了驗證動量守恒，本實驗中必須測量的物理量有_。A小球a的質量

8、ma和小球b的質量mbB小球飛出的水平距離OA、OB、OCC桌面離地面的高度hD小球飛行的時間（4）在實驗誤差允許的范圍內，當所測物理量滿足表達式：_，即說明碰撞過程遵循動量守恒。（用題中已測量的物理量表示）（5）該同學還想探究彈簧鎖定時具有的彈性勢能，他測量了桌面離地面的高度h，該地的重力加速度為g，則彈簧鎖定時具有的彈性勢能Ep為_。（用題中已測量的物理量表示）12用圖甲所示裝置驗證動量守恒定律，在長木板右端下面墊放小木片，補償阻力。小車P的前端粘有橡皮泥，后端連著紙帶。接通電源，輕推小車P使之運動，小車P運動一段時間后，與原來靜止的小車Q相碰，并粘合在一起繼續(xù)運動。（已知打點計時器電源頻

9、率為50 Hz） （1）兩車碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示。測得小車P的質量（包含橡皮泥）mP=0.40 kg，小車Q的質量mQ=0.10 kg，由以上數(shù)據(jù)求得碰前系統(tǒng)總動量為_kgm/s，碰后系統(tǒng)總動量為_kgm/s。（均保留兩位有效數(shù)字）（2）實驗結論：_。13某興趣小組利用圖示裝置研究彈性碰撞。該裝置由傾斜軌道AB、平直軌道CD與斜面EF連接而成，其中B、C之間通過光滑小圓?。▓D中未畫出）連接，小球通過B、C前后速率不變。實驗時，先把CD段調成水平再把質量為m2的小球2放在平直軌道CD上，然后把質量為m1的小球1從傾斜軌道AB上的P點由靜止釋放，球1與球2發(fā)生正碰后，球2向前運動，經(jīng)D點平

10、拋后落到斜面上的Q點（圖中未畫出），球1反彈，最高上升到傾斜軌道AB上的P點（圖中未畫出）該小組測出P點到CD的高度為h，P點到CD的高度為，EQ=，=30，球1與球2大小相等。（1）本實驗中，m1_m2（選填“”“m2（2）繼續(xù)實驗步驟如下，其步驟中有錯誤的或者不完善的有_。A在地面上依次鋪白紙和復寫紙B確定重錘對應點OC不放球2，讓球1從斜槽某一位置無初速度滑下，確定它的落地點位置D把2球放在立柱上，讓球1從斜槽無初速度滑下，與球2正碰后，確定球1和球2落地點位置和E用刻度尺量出、的長度F看與是否相等，以驗證動量守恒。（3）碰撞恢復系數(shù)的定義為，其中v10和v20分別是碰撞前兩小球的速度，

11、v1和v2分別是碰撞后兩小球的速度，該實驗小球碰撞恢復系數(shù)的表達式為e=_（用題目中字母表達），若測得e=_，可以判定小球的碰撞為彈性碰撞。15某同學設計了一個用打點計時器探究碰撞中的不變量的實驗：將打點計時器固定在光滑的長木板的一端，把紙帶穿過打點計時器，連在小車A的后面。讓小車A運動，小車B靜止。在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，如圖1，碰撞時撞針插入橡皮泥把兩小車粘合成一體。他在安裝好實驗裝置后，先接通電源然后輕推小車A，使A獲得一定的速度，電磁打點計時器在紙帶上打下一系列的點，已知電源頻率為50Hz。（1）實驗中打出的紙帶如圖2所示，并測得各計數(shù)點間距標在圖上，則應選_段計算A的碰

12、前速度；應選_段計算A和B碰后的共同速度（選填：“BC”“CD”或“DE”）。（2）已測得小車A的質量m1=0.20kg，小車B的質量m2=0.10kg，由以上測量結果可得：碰前m1v1=_kgm/s；碰后（m1m2）v2=_kgm/s。（計算結果保留兩位有效數(shù)字）（3）由以上實驗結果，可知在誤差允許的范圍內，AB碰撞過程中_不變。16利用“類牛頓擺”驗證碰撞過程中的動量守恒定律。實驗器材：兩個半徑相同的球1和球2，細線若干，坐標紙，刻度尺。實驗步驟：（1）測量小球1、2的質量分別為m1、m2，將小球各用兩細線懸掛于水平支架上，各懸點位于同一水平面，如圖甲；（2）將坐標紙豎直固定在一個水平支架

13、上，使坐標紙與小球運動平面平行且盡量靠近。坐標紙每一小格是邊長為d的正方形。將小球1拉至某一位置A，由靜止釋放，垂直坐標紙方向用手機高速連拍；（3）分析連拍照片得出，球1從A點由靜止釋放，在最低點與球2發(fā)生水平方向的正碰，球1反彈后到達最高位置為B，球2向左擺動的最高位置為C，如圖乙。已知重力加速度為g，碰前球1的動量大小為_。若滿足關系式_，則驗證碰撞中動量守恒；（4）與用一根細線懸掛小球相比，本實驗采用雙線擺的優(yōu)點是：_；（5）球1在最低點與靜止的球2水平正碰后，球1向右反彈擺動，球2向左擺動。若為彈性碰撞，則可判斷球1的質量_球2的質量（填寫“大于”、“等于”或“小于”）；若為非彈性碰撞

14、，則_（填“能”或“不能”）比較兩球質量大??？17小明同學利用如圖所示裝置驗證動量守恒定律。實驗步驟如下：將光電門1、2分別固定在氣墊導軌左右兩側，打開電源，調節(jié)氣墊導軌水平；將兩個寬度均為d （已知）的擋光片分別安裝在甲、乙兩滑塊上；把兩個滑塊用細線連接，中間夾一被壓縮的彈簧；燒斷細線，觀察兩滑塊的運動情況；當滑塊上的擋光片經(jīng)過光電門時，分別用光電計時器測得光線被甲、乙兩擋光片遮住的時間t1、t2；分別求出相互作用前后的總動量，進行比較。根據(jù)實驗步驟，回答下列問題：（1）為了完成實驗，還需要的測量工具有_（填選項前的字母代號）A毫米刻度尺 B游標卡尺 C天平 D秒表（2）寫出還需要測量的物理

15、量和符號_；（3）實驗所要驗證的表達式為_。（用已知量及所測得物理量表示）18利用圖（a）所示的裝置驗證動量守恒定律。在圖（a）中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側帶有一彈簧片，左側與穿過打點計時器的紙帶相連；滑塊B左側也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過光電門的時間。實驗測得滑塊A質量，滑塊B質量，遮光片寬度；打點計時器所用的交流電的頻率為。將光電門固定在滑塊B的右側，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰；碰后光電計時器顯示的時間為，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示。（1）碰撞后A的動量為_；（2）撞后A、B組成的系統(tǒng)總動量為_；

16、（以上結果均保留兩位小數(shù)）（3）在誤差允許范圍內A、B組成的系統(tǒng)動量是否守恒？_（填“是”或“否”）19如圖所示的裝置是“沖擊擺”，擺錘的質量很大，子彈以初速度從水平方向射入擺中并留在其中，隨擺錘一起擺動。（1）子彈射入擺錘后，要得到子彈和擺錘一起運動的初速度，需要測量的物理量有_。A子彈的質量B擺錘的質量C沖擊擺的擺長D擺錘擺動時擺線的最大擺角（2）用問題（1）中測量的物理量，應用所學的物理知識可以得出子彈和擺錘一起運動的初速度_；（3）通過表達式_，即可驗證子彈與擺錘作用過程中的不變量（用已知量和測量量的符號、表示）。20某同學設計了一個用打點計時器驗證動量守恒定律的實驗。兩個完全相同的小車、B，由于車內固定有不同槽碼而質量不同。現(xiàn)在在小車的前端粘有橡皮泥，推動小車使之做勻速運動，然后與原來靜止在正前方的小車B相碰并粘在一起，裝置如圖（a）所示，在小車的后面連著紙帶，打點計時器所接電源頻率為，長木板下墊著的小木塊已平衡摩擦力。（1）、B相碰后粘在一起_下滑（選填“勻速