高考物理一輪專題: 第27講 實(shí)驗(yàn): 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律
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1、高考物理一輪專題: 第27講 實(shí)驗(yàn): 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________ 一、 單選題 (共1題;共2分) 1. (2分) (2017高二下安陽(yáng)期中) 在用如圖所示的裝置做”驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí),入射球a的質(zhì)量為m1 , 被碰球b的質(zhì)量為m2 , 小球的半徑為r,各小球的落地點(diǎn)如圖所示,下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是( ) A . 入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相同的小球 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(yàn)
2、證的表達(dá)式是m1 =m1 +m2 D . 要驗(yàn)證的表達(dá)式是m1 =m1 +m2 二、 多選題 (共2題;共6分) 2. (3分) 在用兩個(gè)小球的碰撞來(lái)驗(yàn)證碰撞中的不變量時(shí),產(chǎn)生誤差的主要原因是( ) A . 碰撞前入射小球的速度方向、碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是絕對(duì)沿水平方向 B . 小球在空氣中飛行時(shí)受到空氣阻力 C . 通過(guò)復(fù)寫(xiě)紙描得的各點(diǎn),不是理想的點(diǎn),有一定的大小,從而帶來(lái)作圖上的誤差 D . 測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)有誤差 3. (3分) 如圖為課本參考案例二,則下列說(shuō)法正確的是( ) A . 懸掛兩球的細(xì)繩長(zhǎng)度要適當(dāng),且等
3、長(zhǎng) B . 由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計(jì)算小球碰前的速度 C . 兩小球必須都是剛性球,且質(zhì)量相同 D . 兩小球碰后可以粘合在一起共同運(yùn)動(dòng) 三、 填空題 (共1題;共4分) 4. (4分) (2017洛陽(yáng)模擬) 用如圖所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)時(shí)先使質(zhì)量為mA的A球從斜槽上某一固定點(diǎn)G由靜止開(kāi)始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡.把質(zhì)量為mB的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡,重復(fù)這種操作10次,得到了如圖所示的三
4、個(gè)落地處. ①請(qǐng)?jiān)趫D中讀出OP=________cm; ②由圖可以判斷出R是________球的落地點(diǎn),Q是________球的落地點(diǎn). ③為了驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒,該同學(xué)只需驗(yàn)證表達(dá)式________. 四、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題;共40分) 5. (3分) (2018高二上遵義月考) 某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn),氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示,所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣,空氣會(huì)從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而
5、引起的誤差. (1) 下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟: ①安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導(dǎo)軌水平; ②向氣墊導(dǎo)軌空腔內(nèi)通入壓縮空氣; ③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí),紙帶始終在水平方向; ④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩; ⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間; ⑥先________,然后________,讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng); ⑦取下紙帶,重復(fù)步驟④⑤⑥,選出理想的紙帶如圖乙所示; ⑧測(cè)得滑塊1的質(zhì)量310 g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.完善
6、實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容. (2) 已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn),計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動(dòng)量為_(kāi)_______kgm/s;兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動(dòng)量為_(kāi)_______kgm/s(保留三位有效數(shù)字). (3) 試說(shuō)明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是________. 6. (8分) (2017高一下商丘期末) 如圖所示為驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖. (1) 若入射小球質(zhì)量為m1,半徑為r1;被碰小球質(zhì)量為m2,半徑為r2則 A . m1>m2 , r1>r2 B . m1>m2 , r1<r2 C . m1>m2 , r1=r2 D . m1<m2
7、 , r1=r2 (2) 為完成此實(shí)驗(yàn),以下所提供的測(cè)量工具中必需的是.(填下列對(duì)應(yīng)的字母) A . 直尺 B . 游標(biāo)卡尺 C . 天平 D . 彈簧秤 E . 秒表 (3) 設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1,被碰小球的質(zhì)量為m2,P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置,則關(guān)系式(用m1、m2及圖中字母表示)________成立,即表示碰撞中動(dòng)量守恒. 7. (5分) (2017高一下射洪期末) 某同學(xué)用如圖所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡.重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)落點(diǎn)痕
8、跡.再把B球放在水平槽的末端,讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡.重復(fù)這種操作10次,得到了如圖所示的三個(gè)落地處. (1) 應(yīng)該用什么方法找出落地點(diǎn)的平均位置 A . 記下每次落點(diǎn)到O的距離,然后取平均值; B . 選擇其中一次認(rèn)為比較準(zhǔn)確的落點(diǎn),量出該點(diǎn)到O的距離; C . 多做幾次實(shí)驗(yàn),用盡可能小的圓把所有的落點(diǎn)都圈在里面,其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置 D . 為了避免誤差過(guò)大,只需做一次碰撞,找到其落點(diǎn)位置,就可以了. (2) 已知mA:mB=2:1,碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,則由圖可以判斷出Q是碰后________
9、球的落地點(diǎn),P是碰后________球的落地點(diǎn).(填“A”或“B”) (3) 用題中字母寫(xiě)出動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式:________ 8. (6分) (2017高二下黑龍江期中) 某同學(xué)用圖甲所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)尋找碰撞中的不變量,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽,實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置C由靜止開(kāi)始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置C由靜止開(kāi)始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡,重復(fù)這種操作10次,圖中O是水平槽末端口在記錄紙上的垂直
10、投影點(diǎn),P,為未放被碰小球B時(shí)A球的平均落點(diǎn),M為與B球碰后A球的平均落點(diǎn),N為被碰球B的平均落點(diǎn).若B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示,其中米尺水平放置,且平行于OP,米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊.注意: (1) 實(shí)驗(yàn)的條件:MA________MB (2) 碰撞后B球的水平射程應(yīng)為_(kāi)_______cm. (3) 在以下選項(xiàng)中,哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量? 答:(填選項(xiàng)號(hào)). A . 水平槽上未放B球時(shí),測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 B . A球與B球碰撞后,測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離 C . 測(cè)量A球或B球的直徑 D . 測(cè)量A球和B球的質(zhì)量 E . 測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽
11、面的高度 (4) 寫(xiě)出驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式________. 9. (6分) (2017高二下鄒平期中) 驗(yàn)證《動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn)》中,劉同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證.設(shè)計(jì)如下: A.測(cè)出兩同種材質(zhì)的木塊A、B的質(zhì)量mA、mB B.測(cè)出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 C.用細(xì)線將A、B連接,使A、B間的彈簧壓縮(彈簧不與木塊連接) D.剪斷細(xì)線,測(cè)出木塊向兩側(cè)移動(dòng)的距離SA、SB E.測(cè)量桌面與木質(zhì)材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ (1) 上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中沒(méi)必要的步驟為_(kāi)_______(多選); (2) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒關(guān)系式為_(kāi)_______: (3) 請(qǐng)寫(xiě)出一條產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原
12、因________ 10. (5分) 某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,同時(shí)測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,兩滑塊A、B上各固定一相同窄片。部分實(shí)驗(yàn)步驟如下: I.用螺旋測(cè)微器測(cè)量窄片的寬度d; II.將氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平; II.將A、B用細(xì)線綁住,在A.B間放入一個(gè)被壓縮的輕小彈簧; IV.燒斷細(xì)線,記錄A、B上的窄片分別通過(guò)光電門(mén)C、D的擋光時(shí)間t1、t2。 (1) 若測(cè)量窄片的寬度d時(shí),螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖乙所示,則d=________mm。 (2) 實(shí)驗(yàn)中,還應(yīng)測(cè)量的物理量是______ A.滑塊A的質(zhì)量m1以及滑塊B的質(zhì)量m2 B.燒斷細(xì)線后滑塊
13、A、B運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)C、D的時(shí)間tA、tB C.燒斷細(xì)線后滑塊 A . B運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)C、D的路程x1、x2 (3) 驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是________;;燒斷細(xì)線前彈簧的彈性勢(shì)能Ep=________。(均用題中相關(guān)物理量的字母表示) 11. (4分) (2017高一下紅崗期末) 如圖甲,用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系. (1) 圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影.實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置P,測(cè)量平拋射程O(píng)P.然后,把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球m1
14、從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復(fù).接下來(lái)要完成的必要步驟是 .(填選項(xiàng)前的符號(hào)) A . 用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2 B . 測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度h C . 測(cè)量拋出點(diǎn)距離地面的高度H D . 分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N E . 測(cè)量平拋射程O(píng)M、ON (2) 圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影.實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置P,測(cè)量平拋射程O(píng)P.然后,把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復(fù).接下來(lái)要完成的必要步驟是 ?。?/p>
15、(填選項(xiàng)前的符號(hào)) A . 用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2 B . 測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度h C . 測(cè)量拋出點(diǎn)距離地面的高度H D . 分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N E . 測(cè)量平拋射程O(píng)M、ON (3) 若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,其表達(dá)式可表示為_(kāi)_______(用①中測(cè)量的量表示) (4) 若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,其表達(dá)式可表示為_(kāi)_______(用①中測(cè)量的量表示) 12. (3分) (2017高二下上饒期中) 在驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們不僅完成了課本原來(lái)的實(shí)驗(yàn),還用相同的器材進(jìn)行多方面的探索及嘗試.下面是甲、乙兩組同學(xué)的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回
16、答相關(guān)的問(wèn)題: (1) 甲組同學(xué)采用如圖1所示的裝置,由斜槽和水平槽構(gòu)成.將復(fù)寫(xiě)紙與白紙鋪在水平放的木板上,重垂線所指的位置為O.實(shí)驗(yàn)時(shí)先使a球從斜槽上某一固定位置由靜止開(kāi)始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡.重復(fù)上述操作多次,得到多個(gè)落點(diǎn)痕跡平均位置P;再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓a球仍從固定位置由靜止開(kāi)始滾下,與b球發(fā)生對(duì)心正碰,碰后a球不被反彈.碰撞后a、b球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡.重復(fù)這種操作多次得到多個(gè)落點(diǎn)痕跡平均位置M、N. ①若a球質(zhì)量為m1,半徑為r1;b球質(zhì)量為m2,半徑為r2.則________ A.m1>m2r1>r2B.m1>
17、m2r1<r2 C.m1>m2r1=r2D.m1<m2r1=r2 ②以下提供的器材中,本實(shí)驗(yàn)必需的有________ A.刻度尺B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.天平D.秒表 ③設(shè)a球的質(zhì)量為m1,b球的質(zhì)量為m2,則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為(用m1、m2、OM、OP、ON表示)________ (2) 乙組同學(xué)誤將重錘丟失,為了繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)則將板斜放,上端剛好在槽口拋出點(diǎn),標(biāo)記為O.板足夠長(zhǎng)小球都能落在板上,如圖2,采用甲組同學(xué)相同的操作步驟完成實(shí)驗(yàn). ①對(duì)該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)的判斷正確的是________ A.乙組同學(xué)無(wú)法完成驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 B.秒表也不是乙組同學(xué)的必需器材 C
18、.乙組同學(xué)必須測(cè)量斜面傾角θ D.圖2中N為b球碰后落點(diǎn) ②設(shè)a球的質(zhì)量為m1,b球的質(zhì)量為m2,則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為_(kāi)_______. ③如果a,b球的碰撞是彈性碰撞,那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為_(kāi)_______.(要求第(5)(6)結(jié)論用m1、m2、OM、OP、ON表示) 第 12 頁(yè) 共 12 頁(yè) 參考答案 一、 單選題 (共1題;共2分) 1-1、答案:略 二、 多選題 (共2題;共6分) 2-1、答案:略 3-1、答案:略 三、 填空題 (共1題;共4分) 4-1、 四、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共8題;共40分) 5-1、答案:略 5-2、答案:略 5-3、答案:略 6-1、答案:略 6-2、答案:略 6-3、答案:略 7-1、答案:略 7-2、答案:略 7-3、答案:略 8-1、答案:略 8-2、答案:略 8-3、答案:略 8-4、答案:略 9-1、答案:略 9-2、答案:略 9-3、答案:略 10-1、 10-2、 10-3、 11-1、答案:略 11-2、答案:略 11-3、答案:略 11-4、答案:略 12-1、答案:略 12-2、答案:略
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