2019年高考历史总复习 4验证动量守恒定律检测试题 新人教版选修3-5.doc

2019年高考历史总复习 4验证动量守恒定律检测试题 新人教版选修3-51(单选)如图所示，在光滑水平面上，用等大反向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上，已知mAmB，经过相同的时间后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，则粘合体最终将()A静止B向右运动C向左运动 D无法确定解析选取A、B两个物体组成的系统为研究对象，整个运动过程中，系统所受的外力的矢量和为零，系统动量守恒，初始时刻系统静止，总动量为零，最后粘合体的动量也为零，即粘合体静止，选项A正确答案A2(多选)(xx大纲全国)如图所示，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左拉开一小角度后释放若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是()A第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等B第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等C第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同D发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置解析由于两球发生弹性碰撞，故系统动量、机械能均守恒，则mv3mvbmva，mv23mvmv，由两式联立解得vav，vbv，故A项正确；由前面求得速度，可知第一次碰后pamv，pbmv，故B项错误；由于第一次碰后，|va|vb|，根据机械能守恒，可知两球可到达相同高度即摆角相同，C项错误；因两球摆长相同，根据T2知，两球同时到达各自平衡位置发生第二次碰撞，D项正确答案AD3.(单选)在“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置的示意如图所示实验中，入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是()A释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确C释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后总动量之差越小，误差越小D释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小解析入射小球释放点越高，入射球碰前速度越大，相碰时内力越大，阻力的影响相对减小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验误差减小，选项C正确答案C4(多选)在利用悬线悬挂等大小球进行验证动量守恒定律的实验中，下列说法正确的是()A悬挂两球的线长度要适当，且等长B由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度C两小球必须都是刚性球，且质量相同D两小球碰后可以粘合在一起共同运动解析两线等长能保证两球正碰，以减小实验误差，所以A项正确；由于计算碰撞前速度时用到了mghmv20，即初速度为0，B项正确；本实验中对小球的弹性性能无要求，C项错误；两球正碰后，有各种运动情况，所以D项正确答案ABD5(2011上海)光滑水平面上两小球a、b用不可伸长的松弛细绳相连开始时a球静止，b球以一定速度运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动量_(填“守恒”或“不守恒”)；机械能_(填“守恒”或“不守恒”)解析绳被拉紧的极短时间内，两球构成的系统所受的外力的矢量和为零，所以在此过程中，两球的总动量守恒；绳拉紧后瞬间两球具有共同速度，类似于完全非弹性碰撞，此过程中有机械能损失，两球的机械能不守恒答案守恒不守恒6如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量时，随即启动打点计时器甲车运动一段距离后，与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后运动情况如图(b)所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车运动速度大小为_m/s，甲、乙两车的质量比m甲：m乙_.解析由纸带及刻度尺可得碰前甲车的速度为v1 m/s0.6 m/s碰后两车的共同速度v2 m/s0.4 m/s由动量守恒定律，有m甲v1(m甲m乙)v2由此得甲、乙两车的质量比答案0.62：17气垫导轨(如图甲)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动图乙所示为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以等间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度x1、x2和x3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_重复上述实验，多做几次若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证解析打点周期T，打x1、x2、x3均用时间t5T碰前两滑块动量p1mv1mabx1/50.2abx1p2mv2m0.2abx3故碰前总动量pp1p2ab(x1x3)0.2ab(x1x3)碰后总动量p2m0.4abx2答案0.2abx10.2abx30.2ab(x1x3)0.4abx28某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图(a)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，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，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；向气垫导轨空腔内通入压缩空气；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与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挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间并处于静止状态先_，然后_，让滑块1带动纸带一起运动，与滑块2相碰后结合为一体取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图(b)所示；测得滑块1的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.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以前系统的总动量为_kgm/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_kgm/s(保留三位有效数字)(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_.解析(2)作用前滑块1的速度v1 m/s2 m/s，其质量与速度的乘积为0.310 kg2 m/s0.620 kgm/s，作用后滑块1和滑块2具有相同速度v m/s1.2 m/s，其质量与速度的乘积为(0.310 kg0.205 kg)1.2 m/s0.618 kgm/s.答案(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦9气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如下图所示，采用的实验步骤如下：a用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；b调整气垫导轨，使导轨处于水平；c在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；e按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量是_(2)利用上述测量的物理量，验证动量守恒定律的表达式是_(3)利用上述物理量写出被压缩弹簧的弹性势能大小的表达式为_解析(1)A、B所组成的系统初动量为零，A、B两滑块分开后动量应大小相等、方向相反，这就需要求两滑块的速度，其中滑块A的速度为，要求滑块B的速度，还应测量B右端到D的距离L2，这样滑块B的速度就可用表达式来表示(2)A、B开始静止，放开卡锁后两者均做匀速直线运动，总动量为零，A、B运动后动量大小相等、方向相反，即mAmB.(3)弹簧的弹性势能全部转化为A、B的动能，即EpmA()2mB()2答案(1)B右端到D的距离L2(2)mAmB(3)EpmA()2mB()210碰撞的恢复系数的定义为e，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度v1和v2分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞的恢复系数e1，非弹性碰撞的e1.某同学借用验证动量守恒定律的实验装置(如图所示)验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2(它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞)，且小球1的质量大于小球2的质量实验步骤如下：安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重锤线所指的位置O.第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置第二步，把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度在上述实验中：(1)P点是_的平均位置；M点是_的平均位置；N点是_的平均位置(2)请写出本实验的原理；写出用测量量表示的恢复系数的表达式(3)三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关？_.解析(1)实验的第一步中小球1落点实验的第二步中小球1与小球2碰撞后小球1落点碰撞小球2落点(2)小球从槽口C飞出后均做平抛运动，飞行时间相同，设为t，则有OPv10tOMv1tONv2t小球2碰撞前静止，v200e在误差允许的范围内，若e1，则验证了弹性碰撞的恢复系数为1.e(3)OP与小球的质量无关，OM和ON与小球的质量有关答案见解析