2022高考物理练习一轮—力学试验：验证动量守恒定律

1、2022局考一一轮复习课时跟踪训练力学实验：验证动量守恒定律一、单项选择(下列各题中四个选项中只有一个选项符合题意)1 .如图所示，M、N和P为验证动量守恒定律”实验中小球的落点。已知入射球质量为mi,被碰球质量为m2,如果碰撞中动量守恒，则有()L,L_LrL一00MPNA. mi(OP-OM)=m2O'NB. mi(OP-OM)=m2O'NCmi(OP+OM)=m2o;nD.miop=m2(O'N+OM)2 .某中学实验小组的同学在探究碰撞中的不变量”时，利用了如图所示的实验装置进行探究，下列说法正确的是()mrn.I10MPNA.要求斜槽一定是光滑B.斜槽的末端必

2、须水平C.入射球每次释放点的高度可以任意调D.入射球的质量必须与被碰球的质量相等3 .在做探究碰撞中的不变量实验时，入射球a的质量为mi,被碰球b的质量为m2,小球的半径为r,各小球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是(A.入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球B.让入射球与被碰球连续10次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下C.要验证的表达式是mQNmQMm20PD.要验证的表达式是miOPmiOMm?ON4 .采用如图所示的实验装置进行验证动量守恒定律（图中小球半径相同、质量均已知，且mA>mB）,下列说法正确的是（）0MPNA.实验中要求轨道末端必须保

3、持水平B.实验中要求轨道必须光滑C.验证动量守恒定律，需测量OB、OM、0P和ON的距离D.测量时发现N点偏离OMP这条直线，直接测量ON距离不影响实验结果5 .将验证动量守恒定律的实验装置搬到竖直墙壁的附近，调整仪器，使球A从斜轨上由静止释放，并在水平轨道末端与球B发生正碰后，两球都能打在墙上。已知A、B两球半径相同，A球的质量大于B球的质量，则下列说法正确的是A.此装置无法验证动量守恒定律B.碰撞后瞬间，A球的速度大于B球的速度C.碰撞后，A、B两球同时打到墙上D.碰撞后，A球在墙上的落点在B球落点的下方二、多项选择（下列各题中四个选项中有多个选项符合题意）6 .下列关于探究碰撞中的不变量

4、”实验叙述中正确的是（）A.实验中探究不变量的对象是相互碰撞的两个物体组成的系统B.实验对象在碰撞过程中存在内部相互作用的力，但外界对实验对象的合力为零C.物体的碰撞过程，就是机械能的传递过程，可见，碰撞过程中的不变量就是机械能D.利用气垫导轨探究碰撞中的不变量，导轨必须保持水平状态E两个物体碰撞前要沿同一直线，碰撞后可不沿同一直线运动7 .在探究碰撞中的不变量”时，用如图所示的装置进行实验，下列说法中正确的是)A.悬挂两球的细绳长度要适当，且等长8 .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.两小球碰后可以合在一起共同运动8.对于实验最终的结论miv

5、i+m2V2=mivi'+m2V2',下列说法正确的是（）A.仅限于一维碰撞22'2'28 .任何情况下mivim2V2miVim2V2也一定成立C.式中的Vi、V2、Vi'、V2都是速度的大小D.式中的不变量是mi和m2组成的系统的质量与速度乘积之和9 .验证动量守恒定律”的实验装置可采用图甲或图乙的方法，两个实验装置的区别在于：悬挂重垂线的位置不同；图甲中设计有一个支柱（通过调整，可使两球的球心在同一水平线上，上面的小球被碰撞离开后，支柱立即倒下），图乙中没有支柱，图甲中的入射小球A和被碰小球B做平抛运动的抛出点分别在通过O、O点的竖直线上，重垂线只

6、确定了O点的位置。（球A的质量为mi,球B的质量为m2）比较这两个实验装置，下列说法正确的是（）A.采用图甲的实验装置时，需要测出两小球的直径B.采用图乙的实验装置时，需要测出两小球的直径C.采用图乙的实验装置时，斜槽轨道末端的切线要求水平，而采用图甲的实验装置时则不聿亚而D.为了减小误差，无论哪个图，都要求入射球每次都要从同一高度由静止滚下10.某同学用如图甲所示的装置来探究碰撞中的守恒量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽,图乙是多次实验中某球落到位于水平地面记录纸上得到的10个落点痕迹，有关该实验的一些说法，不正确的有（）A.入射球和被碰球必须是弹性好的，且要求两球的质量相等，大小相同B.被碰

7、球静止放在槽口，入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放C.小球碰撞前后的速度不易测量，所以通过测量小球平抛运动的射程间接地解决D.由图乙可测出碰撞后某球的水平射程为58.5cm（或取58.258.8cm之间某值）三、实验探究题11.某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为h的光滑水平桌面上，放置两个小球a和b。其中，b与轻弹簧紧挨着但不栓接，弹簧左侧固定，自由长度时离桌面右边缘足够远，起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a放置于桌面边缘，球心在地面上的投影点为O点。实验时，先将a球移开，弹簧解除锁定，b沿桌面运动后水平飞出。再将a放置于桌面边缘，弹簧重新锁定。解除锁定后，b球

8、与a球发生碰撞后，均向前水平飞出。重复实验10次。实验中，小球落点记为A、B、Co0ABC(1)读出下面图中游标卡尺测量a小球的直径，读数为cm。234cm(2)若a球质量为ma,半径为ra；b球质量为mb,半径为rb。b球与a球发生碰撞后，均向前水平飞出，则。A. ma<mb,ra=rbB. ma<mb,ra<rbC. ma>mb,ra=rbD. ma>mb,ra>rb(3)为了验证动量守恒，本实验中必须测量的物理量有。A.小球a的质量ma和小球b的质量mbB.小球飞出的水平距离OA、OB、OCC.桌面离地面的高度hD.小球飞行的时间(4)在实验误差允许的

9、范围内，当所测物理量满足表达式：,即说明碰撞过程遵循动量守恒。(用题中已测量的物理量表不)(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能，他测量了桌面离地面的高度h,该地的重力加速度为g,则弹簧锁定时具有的弹性势能Ep为。(用题中已测量的物理量表示)12 .用图甲所示装置验证动量守恒定律，在长木板右端下面垫放小木片，补偿阻力。小车P的前端粘有橡皮泥，后端连着纸带。接通电源，轻推小车P使之运动，小车P运动一段时间后，与原来静止的小车Q相碰，并粘合在一起继续运动。（已知打点计时器电源频率为50Hz）小木片（1）两车碰撞前后打出的纸带如图乙所示。测得小车P的质量（包含橡皮泥）mp=0.40kg,小车Q

10、的质量mQ=0.l0kg,由以上数据求得碰前系统总动量为kg-m/部后系统总动量为kg-m/s（均保留两位有效数字）（2）实验结论：。13 .某兴趣小组利用图示装置研究弹性碰撞。该装置由倾斜轨道AB、平直轨道CD与斜面EF连接而成，其中B、C之间通过光滑小圆弧（图中未画出）连接，小球通过B、C前后速率不变。实验时，先把CD段调成水平再把质量为m2的小球2放在平直轨道CD上，然后把质量为mi的小球1从倾斜轨道AB上的P点由静止释放，球1与王2发生正碰后，球2向前运动，经D点平抛后落到斜面上的Q点（图中未画出），球1反弹，最高上升到倾斜轨道AB上的P'点（图中未画出）该小组测出P点到CD的

11、高度为h,P'点到CD的高度为hEQ=l,0=30球1与球2大小相等。4（1）本实验中，m1m2（选填“>"或<“'="；轨道AB、CD光滑（选填需要”或不需要”）。（2）若重力加速度为g,取向右为正方向，碰撞后瞬间小球1的速度为（用g、h、1表示）（3）碰撞前后，若满足表达式,则可验证碰撞中两球组成系统的动量守恒。（用mi、m2、h、l表示)(4)碰撞前后，若满足l=h,则可验证该碰撞为弹性碰撞。14.如图所示为验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。已知小球1和小球2的质量分别为m1>m2，小球的半径为均为r。(1)实验中应满足的条件有。

12、A.轨道末端水平B.轨道表面必须光滑C.两小球质量关系必须满足m1>m2(2)继续实验步骤如下，其步骤中有错误的或者不完善的有。A.在地面上依次铺白纸和复写纸B.确定重锤对应点OC.不放球2,让球1从斜槽某一位置无初速度滑下，确定它的落地点位置PD.把2球放在立柱上，让球1从斜槽无初速度滑下，与球2正碰后，确定球1和球2落地点位置M和NE.用刻度尺量出OM、OP、ON的长度F.看m10Mm?ON与m10P是否相等，以验证动量守恒。(3)碰撞恢复系数的定义为eV2V1V20V10,其中V10和V20分别是碰撞前两小球的速度，V1和V2分别是碰撞后两小球的速度，该实验小球碰撞恢复系数的表达式

13、为e=(用题目中字母表达)，若测得e=,可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。15 .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：将打点计时器固定在光滑的长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图1,碰撞时撞针插入橡皮泥把两小50Hz。车粘合成一体。他在安装好实验装置后，先接通电源然后轻推小车A,使A获得一定的速度，电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点，已知电源频率为(1)实验中打出的纸带如图2所示，并测得各计数点间距标在图上，则应选段计算A的碰前速度；应选段计算A和B碰后的共同速度(选填：BC'CD&#

14、39;或归)。(2)已测得小车A的质量mi=0.20kg,小车B的质量m2=0.10kg,由以上测量结果可得：碰前mivi=kg-m/就后(mi+m2)v2=kg-m/S计算结果保留两位有效数字)(3)由以上实验结果，可知在误差允许的范围内，AB碰撞过程中不变。16 .利用类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。实验器材：两个半径相同的球1和球2,细线若干，坐标纸，刻度尺。实验步骤：(1)测量小球1、2的质量分别为m1、m2,将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面，如图甲；(2)将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为d的正

15、方形。将小球1拉至某一位置A,由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍；(3)分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后到达最高位置为B,球2向左摆动的最高位置为C,如图乙。已知重力加速度为g,碰前球1的动量大小为。若满足关系式,则验证碰撞中动量守恒；（4）与用一根细线悬挂小球相比，本实验采用双线摆的优点是：；（5）球1在最低点与静止的球2水平正碰后，球1向右反弹摆动，球2向左摆动。若为弹性碰撞，则可判断球1的质量球2的质量（填写大于”、等于“或小于"）；若为非弹性碰撞，则（填能”或不能”）比较两球质量大小？17 .小明同学利用如图所示装置验

16、证动量守恒定律。实验步骤如下： 将光电门1、2分别固定在气垫导轨左右两侧，打开电源，调节气垫导轨水平； 将两个宽度均为d（已知）的挡光片分别安装在甲、乙两滑块上； 把两个滑块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧； 烧断细线，观察两滑块的运动情况；当滑块上的挡光片经过光电门时，分别用光电计时器测得光线被甲、乙两挡光片遮住的时间t1、t2；分别求出相互作用前后的总动量，进行比较。根据实验步骤，回答下列问题：（1）为了完成实验，还需要的测量工具有（填选项前的字母代号）A.毫米刻度尺B.游标卡尺C.天平D.秒表（2）写出还需要测量的物理量和符号;（3）实验所要验证的表达式为。（用已知量及所测得物理量表示）

17、18 .利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律。在图（a）中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与穿过打点计时器的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器（未完全画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。时器所用的交流电的频率为f50Hz。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰；碰后光电计时器显示的时间为At3.30103s,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。(111)>|<>|«>|<L94L94194L94工254.004004.004.00图b)(1)碰撞后A的动量

18、为kgm/s;(2)撞后A、B组成的系统总动量为kgm/s；(以上结果均保留两位小数)(3)在误差允许范围内A、B组成的系统动量是否守恒？(填是"或否”)19 .如图所示的装置是冲击摆”，摆锤的质量很大，子弹以初速度V。从水平方向射入摆中并留在其中，随摆锤一起摆动。(1)子弹射入摆锤后，要得到子弹和摆锤一起运动的初速度V,需要测量的物理量有A.子弹的质量mB.摆锤的质量MC.冲击摆的摆长lD.摆锤摆动时摆线的最大摆角（2）用问题（1）中测量的物理量，应用所学的物理知识可以得出子弹和摆锤一起运动的初速度v；（3）通过表达式,即可验证子弹与摆锤作用过程中的不变量（用已知量和测量量的符号m、M、v、%表示）。20 .某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验。两个完全相同的小车A、B,由于车内固定有不同槽码而质量不同。现在在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在正前方的小车B相碰并粘在一起，装置如图（a）所示，在小车A的后面连着纸带，打点计时器所接电源频率为50Hz,长木板下垫着的小木块已平衡摩擦力。（1）A、B相碰后粘在一起下滑（选填匀速“加速“减速”