备考2019年高考物理一轮专题： 第27讲 实验： 验证动量守恒定律

试卷更新日期：2018-10-25 类型：一轮复习

进入 出卷网 下载

一、单选题

  • 1.

    如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即验证两个小球在水平轨道末端碰撞前后的动量守恒．入射小球质量为m1 ， 被碰小球质量为m2 ， O点是小球抛出点在水平地面上的投影．实验时，先让入射小球m1多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置，并记下此位置距O点的距离；然后把被碰小球m2静置于水平轨道末端，再将入射小球m1从倾斜轨道上S位置静止释放，与小球m2相撞，多次重复此过程，并分别找到它们平均落点的位置距O点的距离．则下列说法正确的是（   ）

    A、实验中要求两小球半径相等，且满足m1＜m2 B、实验中要求倾斜轨道必须光滑 C、如果等式m1x2=m1x1+m2x3成立，可验证两小球碰撞过程动量守恒 D、如果等式m1x3=m1x1+m2x2成立，可验证两小球碰撞过程动量守恒

    查看试题解析

二、多选题

  • 2. 在“探究碰撞中的不变量”实验中，对于最终的结论m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，下列说法正确的是（   ）
    A、仅限于一维碰撞 B、任何情况下m1v12＋m2v22＝m1v1′2＋m2v2′2也一定成立 C、式中的v1、v2、v1′、v2′都是速度的大小 D、式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度乘积之和

    查看试题解析

  • 3. 某同学用如图所示装置来探究碰撞中的不变量，让质量为m1的小球从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为m2的小球发生碰撞。实验中必须要求的条件是（ ）

    A、斜槽必须是光滑的 B、斜槽末端的切线必须水平 C、m1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度 D、m1每次必须从同一高度处滚下

    查看试题解析

三、填空题

  • 4. 如图甲所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车上系有一穿过打点计时器的纸带，当甲车获得水平向右的速度时，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两车的运动情况，如图乙所示，电源频率为50Hz，则碰撞前甲车速度大小为m/s，碰撞后的共同速度大小为m/s。已测得甲小车的质量m1=0.20kg，乙小车的质量m2=0.10kg，由以上测量结果可得：碰前总动量为kg•m/s；碰后总动量为kg•m/s。

    查看试题解析

四、实验探究题

  • 5. 在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙两种装置：

    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．m1＞m2  r1＞r2       B．m1＞m2 r1＜r2 C．m1＞m2  r1=r2       D．m1＜m2  r1=r2

    ②若采用乙装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是（填字母）

    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 ， 则在用乙装置实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为（用装置图中的字母表示） ．

    查看试题解析

  • 6. 如图1所示，在做“碰撞中的动量守恒”实验中．

    (1)、下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是　        ．
    A、秒表 B、天平 C、刻度尺 D、弹簧秤
    (2)、完成本实验，下列必须要求的条件是　        　 ．
    A、斜槽轨道末端的切线必须水平 B、入射球和被碰球的质量必须相等 C、入射球和被碰球大小必须相同 D、入射球每次不必从轨道的同一位置由静止滚下
    (3)、某次实验中用游标卡尺测量小球的直径，如图2所示，该小球的直径为mm．
    (4)、某次实验中得出的落点情况如图3所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为 ．

    查看试题解析

  • 7. 为了研究两个小球在水平方向碰撞前后的动量关系。某同学采用了如图所示的实验装置，该装置可以通过测量小球做平抛运动的水平射程，间接地测定小球碰撞前后的速度。

    图中A、B是半径均为r的小钢球，O、O＇点分别是斜槽末端和可转动支柱在水平地面上的垂直投影，且OO＇间的距离等于A球的直径。实验时，使支柱处于倒下状态，先让A球多次从斜槽上同一位置静止释放，找到其平均落地点的位置P ， 测量水平射程OP的长度x0。然后，把支柱立起，将B球静置于支柱上，再将A球从斜槽上同一位置静止释放，与B球正碰（B球平抛出去的同时支柱倒下），并多次重复。分别找到A、B相碰后平均落地点的位置M、N。

    (1)、本实验要顺利完成，则需要A球的质量（选填“大于”、“等于”或“小于”）B球的质量；
    (2)、该实验还需要测量的是__________；
    A、测量A、B两球的质量m1、m2 B、测量A球开始释放的高度h C、测量抛出点距地面的高度H D、测量OM、ON的长度x1和x2
    (3)、若所测物理量之间的关系满足时，则说明两球碰撞过程动量守恒（用已知量及(2)中测量的量表示）。

    查看试题解析

  • 8. 某同学用如图1所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们连接平滑，O点为过水平槽末端C的重锤线所指的位置．实验时先不放置被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置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10次，得到球1落点的平均位置为P．然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G由静止滚下，和球2碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次．实验得到两小球的落点的平均位置分别为M、N．

    (1)、在该实验中，不需要用的器材是下列器材中的        ． （单选题、填序号）
    A、天平 B、刻度尺 C、秒表 D、大小相同的钢球和硬橡胶球各一个
    (2)、在此实验中，球1的质量为m1 ， 球2的质量为m2 ， 需满足m1m2（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
    (3)、被碰球2飞行的水平距离由图中线段表示．
    (4)、某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为 ．
    (5)、若该碰撞是弹性碰撞，则线段OM、ON、OP应满足的关系是：（只用线段OM、ON、OP表示）．

    查看试题解析

  • 9. 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：固定在桌边的斜槽末端的切线要沿方向。
    (2)、图中 O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让小球甲多次从斜轨道上 S 位置由静止释放，找到其平均落地点的位置 P ，测量平抛射程 OP¯ ；然后，把小球乙静置于桌边缘，再将小球甲从斜轨道上 S 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 m1 和小球乙的质量 m2 B、测量位置 S 到平台的高度 h C、测量桌边缘到水平地面的高度 H D、分别找出甲、乙两个小球相碰后平均落地点的位置 M 、 N 并测量平抛射程 OM¯ 、 ON¯
    (3)、若两小球碰撞前后的动量守恒，则应满足的关系式为 m1⋅OP¯= （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 OP¯= （用（2）中测量的量表示）。

    查看试题解析

  • 10. 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、D的气垫导轨和滑块A、B探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)。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的左端至挡板C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滑块分别碰撞挡板C、D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及其符号是。

    ②作用前A、B两滑块质量与速度乘积之和为；作用后A、B两滑块质量与速度乘积之和为。

    ③作用前、后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，产生误差的原因有 ⑴ ， ⑵(至少答出两点)。

    查看试题解析

  • 11. 利用气垫导轨和光电门进行“探究碰撞中的不变量”这一实验，气垫导轨的左侧与一倾斜轨道平滑连接，滑块在水平气垫导轨上运动时可忽略阻力。让滑块A在左侧倾斜轨道的P点由静止释放，然后与静止在光电门C和光电门D之间的滑块B发生碰撞，如图所示。

    (1)、实验中滑块B备有甲乙两种：其中甲种滑块左端装有弹性圈，乙种滑块左端装有橡皮泥，与滑块A碰撞后会粘在一起。若要求碰撞时动能损失最大，则应选用种滑块(填“甲”或“乙”)，若要求碰撞时动能损失最小，则应选用种滑块(填“甲”或“乙”)；
    (2)、某同学选取左端装有橡皮泥的滑块B进行实验，两滑块的质量分别为mA和mB ， 滑块A从P点释放后，通过光电门C的时间为t1 ， 与滑块B粘在一起后通过光电门D的时间为t2 ， 则在误差允许的范围内，只需验证等式成立即说明碰撞过程中mA和mB系统动量守恒；
    (3)、在上一问的某次实验中，滑块通过光电门C和光电门D的时间分别为t1=0.05s和t2=0.15s，那么滑块A和滑块B的质量之比为mA︰mB=。

    查看试题解析

  • 12. 气垫导轨是常用的种实验仪器，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验证动量守恒定律和机械能守恒定律，已知A的质量 m1 ，B的质量 m2 ，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：

    a.松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰到C、D挡板时计时器结束计时，分别记下A、B到达C、D的运动时间 t1 和 t2 。

    b.在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置，设此时弹簧的弹性势能为Ep。

    c.给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平。

    d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离 l1 ，B的右端至D板的距离 l2 。

    (1)、实验步骤的正确顺序是。(填写步骤前的字母)
    (2)、利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是；验证机械能守恒定律的表达式是。

    查看试题解析