2020年高考物理一轮复习：26 实验： 验证动量守恒定律

2020年高考物理一轮复习：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高二下微山期中) 根据所学知识完成题目：（1） 在探究碰撞中的不变量时，采用如图所示的实验装置，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，则下列说法中正确的是A . 第一、二次入射小球的落点依次是B、AB . 第一、二次入射小球的落点依次是C、BC . 第二次入射小球和被碰小球落地时间相同D . 第二次入射小球和被碰小球落地时间不相同（2） 入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量m1和m2的关系应是m1_m2（3） 安装和调整实验装置的要求是：斜槽末端切线_；入射小球每次应从_释放（4） 设入射小球被碰小球的质量分别为m1、m2，不放球m2，球m1 从槽上滚下，落到B，与O点距离记为OB；放上球m2，落点分别为A和C，与O点距离分别记为OA和OC，则验证两球撞前后动量守恒的表达式为_2. （9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AB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。 （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m2B烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的时间tA、tBC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) 3. （4分） (2017高二下阳江期末) 某同学用如图甲所示装置，通过质量分别为m1、m2的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，步骤如下：安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O；不放小球B，让小球A从斜槽上挡板处由静止滚下，并落在地面上；重复多次以确定小球落点位置；把小球B放在轨道水平槽末端，让小球A从挡板处由静止滚下，使它们碰撞：重复多次以确定碰撞后两小球的落点位置；用刻度尺分别测量三个落地点M、P、N离O点的距离，即线段的长度OM、OP、ON（1） 关于上述实验操作，下列说法正确的是：A . 斜槽轨道尽量光滑以减少误差B . 斜槽轨道末端的切线必须水平C . 入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下D . 小球A质量应大于小球B的质量（2） 确定小球落点位置的方法_；（3） 当所测物理量满足表达式_（用题中所给符号表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律；（4） 完成上述实验后，另一位同学对上述装置进行了改造如图乙所示，在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平末端等高且无缝连接使小球A仍从斜槽上挡板处由静止滚下，重复实验步骤和的操作，得到两球落在斜面上的落点M、P、N用刻度尺测量斜面顶点到M、P、N三点的距离分别为l1、l2、l3则验证两球碰撞过程中动能守恒的表达式为_（用所测物理量的字母表示）4. （3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 . m1m2r1r2B . m1m2r1r2C . m1m2r1=r2D . m1m2r1=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：_ 5. （5分） (2018高二下邢台期末) 某同学利用图示装置，通过研究甲、乙两个小球碰撞前、后的动量关系来验证动量守恒定律。（1） 安装器材时要注意:固定在桌边的斜槽未端的切线要沿_方向。 （2） 图中 点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让小球甲多次从斜轨道上 位置由静止释放，找到其平均落地点的位置 ，测量平抛射程 ；然后，把小球乙静置于桌边缘，再将小球甲从斜轨道上 位置由静止释放，与小球乙相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_（填选项前的字母）。 A . 测量小球甲的质量 和小球乙的质量 B . 测量位置 到平台的高度 C . 测量桌边缘到水平地面的高度 D . 分别找出甲、乙两个小球相碰后平均落地点的位置 、 并测量平抛射程 、 （3） 若两小球碰撞前后的动量守恒，则应满足的关系式为 _（用（2）中测量的量表示）。（4） 若碰撞为弹性碰撞，则还应该满足的关系是为 _（用（2）中测量的量表示）。 6. （3分） (2019高二上长春月考) 某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动。他设计的装置如图甲所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片以平衡摩擦力。 （1） 若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点的间距(已标在图上)。A为运动的起点，则应选_段来计算A碰前的速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。 （2） 已测得小车A的质量m10.4kg，小车B的质量m20.2kg，则碰前两小车的总动量为_kgm/s，碰后两小车的总动量为_kgm/s。 7. （7分） (2017高一下绥化期末) 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系（1） 实验中，下列说法是正确的有：_A 、斜槽末端的切线要水平，使两球发生对心碰撞B 、同一实验，在重复操作寻找落点时，释放小球的位置可以不同C 、实验中不需要测量时间，也不需要测量桌面的高度D 、实验中需要测量桌面的高度HE 、入射小球m1的质量需要大于被碰小球m2的质量（2） 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP然后把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，用刻度尺测量出平抛射程OM、ON，用天平测量出两个小球的质量m1、m2，若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为：_8. （3分） (2017高二下上饶期中) 某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动他设计的具体装置如图1所示，在小车后连接着纸带，电磁打点计时器使用的电源频率为50Hz，长木板垫着小木片以平衡摩擦力（1） 若已得到打点纸带如图2所示，并测得各计数点间距（标在图上）A为运动起点，则应该选择_段来计算A碰前的速度，应选择_段来计算A和B碰后的共同速度（以上空格选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”）（2） 已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得碰前m1v0=_kgm/s，碰后（m1+m2）v共=_kgm/s，由此得出结论_（计算结果保留三位有效数字）9. （2分） (2018高二下东山期末) 某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞过程中动量变化的规律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.（1） 下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1挤压导轨右端弹射架上的橡皮泥；把滑块2(所用滑块1、2如图丙所示)放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出较理想的纸带如图丁所示；测得滑块1(包括撞针)的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g；试着完善实验步骤的内容.（2） 已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前总动量为_;kgm/s；两滑块相互作用后总动量为_;kgm/s(保留三位有效数字). 10. （3分） (2019高一下上饶月考) 某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰，并粘合成一体继续做匀速直线运动，他设计的装置如图所示在小车A后面连着纸带，电磁打点计时器的电源频率为50Hz，长木板的一端下垫着小木片用以平衡摩擦力 （1） 若已得到打点纸带如图所示，测得各计数点间距离并标在图上，A为运动起始的第一点则应选_段来计算小车A碰撞前的速度，应选_段来计算A和B碰撞后的共同速度 （2） 已测得小车A的质量m1=0.40 kg，小车B的质量m2=0.20 kg，由以上的测量结果可得：碰撞前两车质量与速度乘积之和为_;kgm/s；碰撞后两车质量与速度乘积之和为_;kgm/s.(结果保留三位有效数字) 11. （3分） (2017高一下北海期末) 某同学用如图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先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作10次，得到了如图所示的三个落地处（1） 请你叙述用什么方法找出落地点的平均位置_（2） 已知：mA：mB=2：1，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出Q是_球的落地点，P是_球的落地点（3） 用题中字母写出动量守恒定律的表达式_12. （6分） (2018高二上乌鲁木齐期末) 如图甲，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系 （1） 实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的但是，可以通过测量_（选填选项前的符号），间接地解决这个问题 A . 小球开始释放高度hB . 小球抛出点距地面的高度HC . 小球做平抛运动的射程（2） 图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP 然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复接下来要完成的必要步骤是_（填选项前的符号）A . 用天平测量两个小球的质量m1、m2B . 测量小球m1开始释放高度hC . 测量抛出点距地面的高度HD . 分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE . 测量平抛射程OM，ON（3） 若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_（用（2）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_（用（2）中测量的量表示） （4） 经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1，则p1：p1=_：11；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p1：p2=11：_ 实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值 为_第 13 页 共 13 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、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、