2022-2023学年第二学期高二物理人教版(2019)选择性必修一 1.4 验证动量守恒定律 过关检测
试卷更新日期：2023-02-09 类型：同步测试
一、实验探究题
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1. 如图甲为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图
甲 
乙(1)、入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是m1m2.(2)、在做此实验时，若某次实验得出小球的落点情况如图乙所示．假设碰撞中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比m1∶m2＝.2. 小明同学利用如图所示装置验证动量守恒定律。实验步骤如下：
①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；
②将两个宽度均为d的挡光片分别安装在甲、乙两滑块上；
③把两个滑块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧；
④烧断细线，观察滑块两滑块的运动情况；
⑤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；
⑥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。3. 用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒，现有质量相等的a、b两个小球用等长的不可伸长的细线悬挂起来，b球静止，拉起a球由静止释放，在最低点a、b两球发生正碰，碰后a球速度为零，完成以下问题：
(1)、实验中必须测量的物理量有：______________________A、a、b球的质量m B、细线的长度L C、释放时a球偏离竖直方向的角度θ1 D、碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ2 E、当地的重力加速度g(2)、利用上述测量的物理量，验证动量守恒定律的表达式为：4. 用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验
(1)、下列哪些措施可以减小实验误差_____A、换成末端光滑的斜槽 B、将斜槽末端调成水平 C、使入射球A每次都从同一高度由静止滚下 D、从P点附近多个落点中选取最清晰的一个点做为P的标记(2)、图中O点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点，以下选项中哪些是实验中必须进行测量______。A、测量抛出点距落地点的距离 B、测量A球或B球的直径d。 C、水平槽上未放被碰小球B球时，测量A球落点位置到O点的距离 D、测量A球和B球的质量分别为m1和m2(3)、实验中小球的质量m1＞m2 ， 若其表达式满足 ， 则可验证相碰前后的动量守恒。（用相关的物理量符号：H、d、m1、m2、OP、OM、ON、PM等表示）5. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置验证碰撞中的动量守恒定律。
(1)、图甲中A、B是两个质量相同的小车。实验前，先平衡摩擦力，只将小车A放在长木板上，并与纸带相连，将长木板装有打点计时器的一端适当垫高，将打点计时器接通电源，给小车A一个向左的初速度，如果纸带上打出的点 ， 则表明摩擦力已平衡；(2)、除了图甲所示装置中的实验仪器和刻度尺外，下列仪器中还需要的是____；A、秒表 B、天平 C、直流电源 D、交流电源(3)、若实验中得到一条纸带如图乙所示，测得小车A（包括胶泥）质量为 ， 小车B和车中砝码的总质量为 ， 若表达式成立，则A、B两车碰撞过程动量守恒。（用图中物理量和测得量表示）
6. 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，左侧与打点计时器（图中未画出）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。实验测得滑块A质量 ， 滑块B的质量 ， 遮光片的宽度；打点计时器所用的交流电的频率为 ， 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 ， 碰撞前后打出的纸带如图（b）所示。
(1)、两滑块碰撞前A滑块的速度大小为m/s，两滑块碰撞后B滑块的速度大小为m/s；(2)、碰撞前的两滑块的总动量大小为kg·m/s；碰撞后的两滑块的总动量大小为kg·m/s；（结果保留三位有效数字）(3)、若实验允许的相对误差绝对值（×100%）最大为5%，试计算本实验相对误差为%。(4)、本实验方法是否可以验证动量守恒定律，并说明理由。7. 如图，在光滑水平桌面上，有两个金属球a、b，大小相同、质量不等。a、b之间用细线连接，中间夹一被压缩的轻弹簧（弹簧原长小于桌面宽度，不考虑空气阻力对球运动的影响）。烧断细线，观察两球的运动情况，进行必要的测量，验证两球相互作用过程中是否动量守恒。
(1)、本实验必须测量的物理量是____A、桌面到水平地面的高度H B、小球a、b的质量ma、mb C、小球a、b离开桌面后空中飞行的时间t D、记录纸上O1点到a球落地点A的距离 ， O2点到b球落地点B的距离(2)、用测得的物理量验证动量守恒的关系式为。(3)、此装置还可用来测烧断细线前弹簧的弹性势能Ep ， 则Ep=（用ma、mb、H、、、g表示）8. 某同学用小球碰撞验证动量守恒定律，由同种材料制作的两倾斜轨道（倾角相同）和一光滑水平轨道平滑连接并处于同一竖直平面内（如图）。实验所需的等大实心小球和空心小球由同种材料制成。首先从右侧轨道某一位置处（做一标记）释放小球 ， 小球到达左侧轨道最大高度处（做另一标记）；然后将小球静止在水平轨道处，在右侧轨道第一次释放同一位置释放小球 ， 在水平轨道与小球碰撞后反弹，标记两球到达斜面最大高度时各自的位置。
(1)、实验中标记的位置为P、Q、M、N，则是空心小球（填或）；(2)、为验证碰撞过程动量守恒，实验中需测量的物理量：____A、两球质量和 B、P，Q，M离各自斜面底端的距离x1、x2、x3 C、P，Q，N离各自斜面底端的距离x1、x2、x4(3)、若满足表达式： ， 则可以验证碰撞过程动量守恒。（用第（2）问中测量的物理量的符号表示）