1.3科学验证：动量守恒定律 质量检测卷 （含答案）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页1.3科学验证：动量守恒定律质量检测卷（含解析）一、选择题1．在验证碰撞中的动量守恒的实验中，关于入射小球在斜槽轨道上释放点的高低对实验影响，下列说法正确的是（）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，两球速度测量值越精确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，支柱对被碰小球的阻力越小2．图甲为验证动量守恒定律的实验装置图，让小车A拖着纸带向左运动，与静止的小车B碰撞，碰撞后两车粘在一起继续运动。图乙是实验得到的一条点迹清晰的纸带，设x1=2.00cm，x2=1.40cm，x3=0.95cm，小车A和B（含橡皮泥）的质量分别为m1和m2，则应验证的关系式为（）A．B．C．D．3．在“利用气垫导轨验证动量守恒定律”的实验中，用到的测量工具有（）A．停表、天平、刻度尺B．弹簧测力计、停表、天平C．天平、刻度尺、光电计时器D．停表、刻度尺、光电计时器4．某学习小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中先从某一高度处单独释放质量为ma的小球a，标记下小球a撞击在挡板上的位置M，再在水平轨道上放上质量为mb的小球b，从同一高度释放小球a，标记两球撞击挡板的位置P、N，关于本实验下列说法正确的是（）A．为减小实验误差，两小球的质量需满足B．位置N为小球b撞击挡板的位置C．小球离开轨道后下落的高度越大则小球的离开轨道时的速度越大D．该实验中可用来反映小球a的初动量5．下列所给实验装置哪些可以用于验证机械能守恒（）A． B．C． D．6．如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置.下列说法符合本实验要求是（）A．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放C．安装轨道时，要求轨道必须是光滑的，且轨道末端必须水平D．需要测量小球做平抛运动的水平位移，因此要用到刻度尺7．用如图所示的装置，来探究碰撞过程中的不变量。图中是斜槽，其末端水平，先使A球从斜槽上某一高度处由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹P，重复10次，得到10个落点。再把B球放在斜槽末端，A球滚到斜槽末端与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次。A、B两球在记录纸上留下的平均落点痕迹如图所示。则下列说法正确的是（）A．只需满足A球和B球，对半径无特别要求B．每次都要求A球从同一位置静止释放C．斜槽不光滑，实验也可以正常进行D．在误差范围内，通过探究会得到表达式：成立二、实验题8．小明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，如图甲所示，长木板下垫着小木块以平衡两车的摩擦力，让小车P做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车Q相碰并粘合成一体，继续做匀速运动；在小车P后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz．（1）某次实验测得纸带上各计数点的间距如图乙所示，A为运动的起点，则应选_____来计算小车P碰撞前的速度，应选_________来计算小车P和Q碰后的共同速度．（选填“AB”、“BC、“CD”、DE＂、“EF＂、“FG”）（2）测得小车P的质量m1＝0.4kg，小车Q的质量m2＝0.2kg，则碰前两小车的总动量大小为_______kg*m/s，碰后两小车的总动量大小为_________kg*m/s．（计算结果保留二位有效数字）（3）由本次实验获得的初步结论是________________________________9．在“碰撞中的动量守恒”实验中，已测得A、B两小球质量mA<mB，由实验所得结果如图所示，图中M、P、N为小球落点位置，O是斜槽末端重垂线的投影点，则图中O′是_______球(填“A”或“B”)球心的投影点；A、B两球的质量之比是______。10．“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m1＝30g，原来静止的被碰小球m2＝20g，由实验测得它们在碰撞前后的x﹣t图像如图所示，由图可知，入射小球碰撞前的动量是_____________，入射小球碰撞后的动量是_____________，被碰小球碰撞后的动量是_____________，由此得出结论_____________。11．在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为m1、m2，碰撞前的速度分别为v1、v2，碰撞后的速度分别为v1′、v2′，若系统所受合外力为零，则系统的动量守恒，则____________.12．在“验证动量守恒定律”实验中，A、B两小球大小相同，质量分别为m1、m2（m1>m2），实验装置如图所示。（1）实验步骤正确的顺序是___________；（填写字母）A．将斜槽固定在桌边并使其末端水平。在地板上铺白纸和复写纸，通过小铅锤将斜槽末端在纸上的投影记为点O。B．取下白纸，用圆规找出落点的平均位置点P、点M和点N，用刻度尺测出lOP、lOM和lON。C．改变点C位置，重复上述实验步骤。D．首先让球A从斜槽点C由静止释放，落在复写纸上，如此重复多次。E．再将球B放在槽口末端，让球A从点C由静止释放，撞击球B，两球落到复写纸上，如此重复多次。（2）按照本实验方法，验证动量守恒定律的关系式是________。A．B．C．D．13．某学习小组为了验证碰撞中的动量守恒，设计了如下方案：如图所示，斜面与水平桌面平滑连接，先将质量为M的滑块A从斜面上某位置由静止释放，测量出滑块在水平桌面上滑行的距离为x0；接着将质量为m、相同材料的滑块B放在斜面底端（如图），再将A从斜面上同一位置由静止释放，A与B碰撞后，测量出各自沿桌面滑行的距离分别为x1、x2。实验中M>m，重力加速度为g。（1）若满足关系式____，则验证了A、B碰撞前后系统动量守恒。（用题目中给出的物理量表示）（2）若桌面稍有倾斜，本实验____。（填正确选项前的字母）A．无法验证A、B碰撞前后系统动量守恒B．仍可以验证A、B碰撞前后系统动量守恒，只是需要验证的关系式将改变C．仍可以验证A、B碰撞前后系统动量守恒，并且需要验证的关系式不改变14．用如图所示的装置，来完成“验证动量守恒定律”的实验。实验中使用的小球1和2半径相等，用天平测得质量分别为m1、m2.在水平木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下，落到水平木板P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端，重复上述操作，小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上，在白纸上留下各自落点的痕迹。（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来解决这个问题。确定碰撞前后落点的位置P、M、N，用刻度尺测量出水平射程OP、OM、ON①本实验必须满足的条件是___________A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端必须是水平的C．小球1每次必须从同一位置由静止释放②实验器材准备时，为确保小球1碰后不弹回，要求m1________m2（选填“>”、“<”、“=”）③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式为：OP=________；（用m1、m2、OM、ON表示）（2）在上述实验中换用不同材质的小球，其它条件不变，记录下小球的落点位置。下面三幅图中，可能正确的是________。15．如图所示，某同学用“碰撞实验器”验证动量守恒定律完成以下问题：（1）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球A多次从斜面上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程，然后把被碰小球B静置于水平轨道末端，再将入射小球A从S位置由静止释放，与被碰小球B相碰，并多次重复，分别找到A、B相碰后平均落地点的位置，测量平抛射程、，己知A、B两小球的质量分别为、，若两球碰撞前后动量守恒，其表达式可表示为______；（用题给字母表示）（2）碰撞后B球的水平射程（如乙图所示）应取为______cm。（3）实验中，必须测定的物理量或满足的条件有______；A．斜面必须是光滑的

B．A的质量必须大于B的质量C．A和B的大小必须相同

D．测定小球A释放点S到水平轨道的高度差hE.测定水平轨道到地面的高度差H16．实验一：（1）某同学用下图装置进行“探究碰撞中的不变量”的实验，向左轻推前端带针小车后，该小车与前方后端带橡皮泥的小车碰撞，后成为整体一起前进。为了平衡摩擦力，垫片应该垫在长木板的___________（填“左端”或“右端”），两小车的质量___________（填“必须要”或“不必要”）相等。（2）根据纸带可判断两车的碰撞处必对应纸带上的___________（填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）两个计数点之间，且碰前带针小车的速度为___________m/s（打点计时器所用电源频率为50Hz，结果保留三位有效数字）。17．某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。实验开始前在水平放置的气垫导轨左端装一个弹射装置，打开控制开关，滑块可被弹射装置向右弹出。滑块A和滑块B上装有相同宽度的挡光片，在相碰的端面装有轻质弹性架。实验开始前，滑块A被弹射装置锁定，滑块B静置于两个光电门之间。（1）打开控制开关，滑块A被弹出。数字计时器记录了挡光片通过光电门1的时间△t1，挡光片先后通过光电门2的时间分别为△t2和△t3，则滑块A（含挡光片）与滑块B（含挡光片）的质量大小关系是mA____mB（选填“大于”“等于”或“小于”）。（2）若滑块A和滑块B的碰撞过程中满足动量守恒，则应满足的关系式为___________________（用“mA、mB、△t1、△t2、△t3”表示）。（3）若滑块A和滑块B的碰撞是弹性碰撞，则=___________（用“”表示）。答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案1．C【解析】【详解】释放点越低，入射小球碰前的速度越小，两球碰后速度也越小，水平位移越小，水平位移测量的相对读数的相对误差大；释放点越高，入射小球碰前的速度越大，两球相碰时，相互作用的内力越大，支柱对被碰小球的阻力不变，阻力的影响相对减小，可以较好地满足动量守恒的条件，碰后两球的速度越大，也有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小。故选C。2．C【解析】【详解】由于小球A和碰撞后两球都做匀速直线运动，故可利用这段求出碰撞前的速度为可利用这段求出碰撞后的速度为是计数间隔，根据动量守恒定律有代入整理有ABD错误，C正确。故选C。3．C【解析】【详解】用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度；运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要停表。ABD错误，C正确。故选C。4．D【解析】【详解】A．为了防止碰撞后入射球反弹，入球的质量要大于被碰球的质量，即，故A错误；BC．小球离开水平轨道后均做平抛运动，从图中可以看出每个小球每次平抛运动的水平位移相同，a小球不与b小球相碰时落点为M，a小球与b小球相碰后，a小球平抛初速度比第一次小，且，根据平抛运动学公式。水平方向则有竖直方向则有因为，b小球平抛初速度大，下落高度小，所以P点应为b小球撞击挡板位置，N位置应为小球a击挡板位置，故BC错误；D．根据平抛公式解得因此验证碰撞过程动量守恒可得所以可以用来反映小球a的初动量，故D正确。故选D。5．ACD【解析】A．如图所示装置中，以悬挂的钩码为研究对象，可以测出钩码下落的高度，也可以测出钩码在不同时刻的速度，可以表达钩码的动能和重力势能。所以可以用于验证机械能守恒，所以A正确；B．如图所示装置中，小车在桌上运动时，要受到摩擦力，小车会客服摩擦力做功，所以机械能不守恒，即该装置不可以用于验证机械能守恒，所以B错误；C．如图所示装置中，以悬挂的钩码和盘为研究对象，可以测出钩码下落的高度，也可以测出钩码在不同时刻的速度，可以表达钩码的动能和重力势能。所以可以用于验证机械能守恒，所以C正确；D．如图所示装置中，以重物为研究对象，可以测出重物下落的高度，也可以测出重物在不同时刻的速度，可以表达重物的动能和重力势能。所以可以用于验证机械能守恒，所以D正确。故选ACD。6．BD【解析】【详解】A．为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量必须大于被碰球的质量，两球的直径必须相同，故A错误;B．为控制入射球的初速度相等，在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，故B正确;C．为使小球离开轨道后做平抛运动，安装轨道时，轨道未端必须水平，只要从同一高度释放保证速度相等，轨道不用是光滑的，故C错误;D．实验需要测出小球的质量与水平位移，需要使用的测量仪器有天平和刻度尺，故D正确。故选BD。7．BC【解析】A．为了保证两球为对心碰撞，要求两球半径必须相等，故A错误；B．为了让每次碰撞中入射球的速度均相等，则每次都要求A球从同一位置静止释放，故B正确；C．只要能保证每次从同一点由静止释放，则可以保证小球相碰时的速度相等，不需要要求斜槽光滑，故C正确；D．根据动量守恒定律可知由于平抛运动的时间相同，则两边同乘以t可得则根据平抛运动规律可知成立，故D错误。故选BC。8．

BC

EF

0.8

0.79

在误差允许范围内，系统动量守恒【解析】【详解】（1）小车P碰前做匀速运动，应选点迹均匀的计数点来进行计算，AB和BC段点迹都均匀，但由于A点为运动的起点，故选择运动了一段时间后的BC段来计算小车P碰撞前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，小车P和Q碰后的共同运动时做匀速直线运动，DE段的后半段点迹已经均匀，故选EF段来计算碰后共同的速度；（2）碰前的速度小车P的速度大小，小车Q的速度为零，故碰前两小车的总动量大小，碰撞后，小车P和Q成为一个整体，速度大小为，动量大小；（3）根据碰撞前后的动量关系可知：在误差允许的范围内，系统动量守恒．9．

A

1：3【解析】【详解】在平抛测速度来验证碰撞中的动量守恒实验中，由装置图可知被碰小球初始位置的投影点在O′，而本实验需要防止被碰球碰后发生反弹情况，则有入射小球的质量需大于被碰小球的质量，所以被碰小球为A球，即O′点是A球球心的投影点。由图可读出而碰撞中的A与B两球动量守恒有因碰前后均做平抛运动时间相同故有可得，即可以用平抛的水平位移代替平抛初始速度，整理的表达式所以两球的质量之比为10．

碰撞中mv的矢量和是守恒的量【解析】由图像可知，碰前入射小球的速度v1＝＝＝1m/s碰后入射球的速度为被碰球碰后的速度为入射球碰前的动量为入射小球碰撞后的动量为被碰小球碰撞后的动量为碰后系统的总动量为通过计算发现，两小球碰撞前后的动量相等，即：碰撞中mv的矢量和是守恒的量。11．m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′12．

ADEBC

C【解析】【详解】（1）实验中，将斜槽固定在桌边并使其末端水平。在地板上铺白纸和复写纸，通过小铅锤将斜槽末端在纸上的投影记为点O，首先让球A从斜槽点C由静止释放，落在复写纸上，如此重复多次，再将球B放在槽口末端，让球A从点C由静止释放，撞击球B，两球落到复写纸上，如此重复多次，取下白纸，用圆规找出落点的平均位置点P、点M和点N，用刻度尺测出lOP、lOM和lON，改变点C位置，重复上述实验步骤。故实验步骤正确的顺序是ADEBC；（2）根据碰撞的特点可知小球A与B碰撞后，A的速度既小于B的速度，也小于碰撞前瞬间自身的速度，由此可推知P点是A单独运动时的平均落点，M、N点分别是碰撞后A、B的平均落点，由于小球做平抛运动的竖直位移相等，所以运动时间相等，均设为t，则A在碰撞前瞬间的速度为

①碰撞后瞬间A、B的速度分别为

②

③根据动量守恒定律有

④联立①②③④可得

⑤故选C。13．

C【解析】【详解】（1）设两滑块与水平桌面间的动摩擦因数均为μ，碰撞前瞬间滑块A的速度为v0，碰撞后瞬间A、B的速度分别为vA、vB，根据牛顿第二定律可知A、B在桌面上滑行时的加速度大小均为

①由题意，根据运动学公式有

②

③

④根据动量守恒定律有Mv0=MvA+mvB

⑤联立①~⑤式可得需要验证的关系式为

⑥（2）若桌面稍有倾斜，根据牛顿第二定律易知A、B在桌面上滑行时的加速度仍然相等，根据前面分析可知仍可以验证A、B碰撞前后系统动量守恒，并且需要验证的关系式不改变，故选C。14．

BC##CB

>

B【解析】【详解】（1）A。因小球在斜槽末端的速度与平抛的水平位移成正比，所以斜槽是否光滑对该实验影响不大，故A错误；B．斜槽末端保持水平，是为了保证它们在水平碰撞后做平抛运动，故B正确；C．小球1每次必须从同一高度释放，保证尽可能每次碰撞情况相同，故C正确；故选BC。为确保小球1碰后不弹回，要求m1＞m2小球离开斜槽末端做平抛运动，竖直方向满足下落高度一定，运动时间相同；水平方向满足水平位移与平抛初速度成正比，两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为即（2）两球碰撞，动量守恒，有……①则故排除A。碰撞过程中有能量损失，则……②设单个格子的长度为a，则BC三个图中，、、的