1.4 实验：验证动量守恒定律 同步课时练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.4 实验：验证动量守恒定律 同步课时练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 252.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 14:01:33 | ||
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文档简介
高二物理选择性必修一1.4《实验：验证动量守恒定律》同步课时练习
一、选择题：
1、用如图所示的装置来验证动量守恒定律，斜槽轨道固定在水平桌面上，入射小球、被碰小球分别为m1、m2，则下列做法正确的是（ ）
A．m1和m2可以是半径不同的小球 B．小球m1每次必须从斜轨同一位置释放
C．选用两球的质量应满足m12、在气垫导轨上进行探究实验时，首先应该做的是（ ）
A．给气垫导轨通气 B．给光电计时器进行扫零处理
C．把滑块放到导轨上 D．检查挡光片通过光电门时是否能挡光计时
3、在探究碰撞中的不变量时，采用如图所示的实验装置，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，则下列说法中正确的是（ ）
A．第一、二次入射小球的落点依次是A、B
B．第一、二次入射小球的落点依次是C、B
C．第二次入射小球和被碰小球不会同时落地
D．第二次入射小球和被碰小球将同时落地
4、在用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，不需要测量的物理量是（）
A．滑块的质量 B．挡光的时间 C．挡光片的宽度 D．光电门的高度
5、在研究斜槽末端小球碰撞时动量守恒的实验中，实验装置如图所示，实验中（ ）
A．不需要测量小球的质量m B．需要测量小球下落的高度h
C．用重垂线来检测斜槽末端是否水平
D．用小球的水平位移大小表示碰撞前后的速度大小
6、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
7、在做探究碰撞中的不变量实验时，入射球a的质量为m1，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m1ON=m1OM+m2OP
D．要验证的表达式是m1OP=m1OM+m2ON
8、在研究碰撞中的动量守恒的实验中，下列操作不正确的是（ ）
A．改变入射小球的释放高度，多次释放，测出每次的水平位移，求出平均值，代入公式计算
B．入射小球应始终保持在同一高度释放
C．球相碰时，两球的球心必须在同一水平高度上
D．重复从同一高度释放入射小球，用一个尽量小的圆将其各次落点圈在其中，取其圆心作为小球落点的平均值
9、在验证动量守恒定律的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．斜槽有摩擦对实验结果有较大的影响
B．需要测量斜槽末端到水面地面的高度
C． a球释放点越高，两球相碰时相互作用的力越大，实验误差越小
D．需要测量a球释放点到斜槽末端的高度差来计算碰撞前的速度
10、用气垫导轨进行实验时,经常需要使导轨保持水平,检验气垫导轨是否水平的方法之一是,轻推一下滑块,使其先后滑过光电门1和光电门2,如图所示,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录滑块先后经过光电门1、2时的遮光时间△t1和△t2,比较△t1和△t2即可判断导轨是否水平,为使这种检验更精准,正确的措施是( )
A．换用质量更大的滑块 B．换用宽度△x更小的遮光条
C．尽可能增大光电门1、2之间的距离L D．提高测量遮光条宽度△x的精确度
11、关于“探究碰撞中的不变量”实验，下列说法不正确的是（ ）
A．实验要求碰撞一般为一维碰撞
B．实验中的不变量是系统中物体各自的质量与速度的乘积之和
C．只需找到一种情境的不变量即可，结论对其他情境也同样适用
D．进行有限次实验找到的不变量，具有偶然性，结论还需要实践检验
12、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
13、在用两个小球的碰撞来验证碰撞中的不变量时，不是产生误差的主要原因是（ ）
A．小球在空气中飞行时受到空气阻力
B． 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绝对沿水平方向
C．通过复写纸描得的各点，不是理想的点，有一定的大小，从而带来作图上的误差
D．测量长度时有误差
14、下列关于“探究碰撞中的不变量”实验叙述中不正确的是（ ）
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
15 A、B两滑块在同一气垫导轨上，碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示．已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在0～80 cm范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x＝10 cm处．若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则( )
A．碰撞发生在第1次闪光后的3T时刻
B．碰撞后A与B的速度大小相等、方向相反
C．碰撞后A与B的速度大小之比为1∶3
D．A、B两滑块的质量之比为2∶3
二、解答题：
16、如下图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：实验中使用半径相同的弹性小球1和2，已知两小球的质量分别是m1、m2。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复10次，分别在白纸上留下各自的落点痕迹；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度LOM，LOP，LON。
①本实验中，要想更准确的确定小球平均落点位置，需要借助哪种实验仪器______（填仪器名称即可），在这个实验中，为了减小实验误差，两球的质量应满足m1______m2；（填“>”、“<”或“=”）
②当所测物理量满足表达式_______ （用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
③完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如下图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的底端与O点重合。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测得斜面底端到M′、P′、N′三点的距离分别为L′OM 、L′OP、L′ON，测量出斜面的倾角为θ。则仅利用以上数据能不能验证两球碰撞过程中总动量守恒。若能，请用所测物理量写出验证表达式；若不能，请说明理由_______。
17、如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是________。（选填选项前的字母）
A．刻度尺 B．天平 C．打点计时器 D．秒表
（2）关于本实验，下列说法中正确的是_________。（选填选项前的字母）
A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放
B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量
C．轨道倾斜部分必须光滑
D．轨道末端必须水平
（3）图中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多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有___________。（选填选项前的字母）
A．入射小球和被碰小球的质量m1、m2 B．入射小球开始的释放高度h
C．小球抛出点距地面的高度H D．两球相碰后的平抛射程OM、ON
（4）在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式_______，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。（用（3）中测量的量表示）
18、A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞(碰撞时间极短)。用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如下图所示。已知闪光的时间间隔为Δt，而闪光本身持续时间极短，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0-80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过x=55cm处，滑块B恰好通过x=70cm处，问：
(1)碰撞发生在何处 (2)碰撞发生在第一次闪光后多长时间
(3)设两滑块的质量之比为mA：mB=2：3，试分析碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和是否相等
参考答案
一、选择题：
1、B 2、A 3、 C 4、D 5、D
6、 C 7、D 8、A 9、 C 10、C
11、C 12、C 13、A 14、 C 15、D
二、解答题：
16、圆规 > m1·LOP=m1·LOM+m2·LON 不能，因为根据所测得的物理量不能求出小球做平抛运动的时间，不能求出小球碰撞前后的速度
17、 AB AD AD m1OP=m1OM+m2ON
18、 （1）60cm（2）Δt/2（3）碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和相等.
一、选择题：
1、用如图所示的装置来验证动量守恒定律，斜槽轨道固定在水平桌面上，入射小球、被碰小球分别为m1、m2，则下列做法正确的是（ ）
A．m1和m2可以是半径不同的小球 B．小球m1每次必须从斜轨同一位置释放
C．选用两球的质量应满足m1
A．给气垫导轨通气 B．给光电计时器进行扫零处理
C．把滑块放到导轨上 D．检查挡光片通过光电门时是否能挡光计时
3、在探究碰撞中的不变量时，采用如图所示的实验装置，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，则下列说法中正确的是（ ）
A．第一、二次入射小球的落点依次是A、B
B．第一、二次入射小球的落点依次是C、B
C．第二次入射小球和被碰小球不会同时落地
D．第二次入射小球和被碰小球将同时落地
4、在用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，不需要测量的物理量是（）
A．滑块的质量 B．挡光的时间 C．挡光片的宽度 D．光电门的高度
5、在研究斜槽末端小球碰撞时动量守恒的实验中，实验装置如图所示，实验中（ ）
A．不需要测量小球的质量m B．需要测量小球下落的高度h
C．用重垂线来检测斜槽末端是否水平
D．用小球的水平位移大小表示碰撞前后的速度大小
6、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
7、在做探究碰撞中的不变量实验时，入射球a的质量为m1，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m1ON=m1OM+m2OP
D．要验证的表达式是m1OP=m1OM+m2ON
8、在研究碰撞中的动量守恒的实验中，下列操作不正确的是（ ）
A．改变入射小球的释放高度，多次释放，测出每次的水平位移，求出平均值，代入公式计算
B．入射小球应始终保持在同一高度释放
C．球相碰时，两球的球心必须在同一水平高度上
D．重复从同一高度释放入射小球，用一个尽量小的圆将其各次落点圈在其中，取其圆心作为小球落点的平均值
9、在验证动量守恒定律的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．斜槽有摩擦对实验结果有较大的影响
B．需要测量斜槽末端到水面地面的高度
C． a球释放点越高，两球相碰时相互作用的力越大，实验误差越小
D．需要测量a球释放点到斜槽末端的高度差来计算碰撞前的速度
10、用气垫导轨进行实验时,经常需要使导轨保持水平,检验气垫导轨是否水平的方法之一是,轻推一下滑块,使其先后滑过光电门1和光电门2,如图所示,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录滑块先后经过光电门1、2时的遮光时间△t1和△t2,比较△t1和△t2即可判断导轨是否水平,为使这种检验更精准,正确的措施是( )
A．换用质量更大的滑块 B．换用宽度△x更小的遮光条
C．尽可能增大光电门1、2之间的距离L D．提高测量遮光条宽度△x的精确度
11、关于“探究碰撞中的不变量”实验，下列说法不正确的是（ ）
A．实验要求碰撞一般为一维碰撞
B．实验中的不变量是系统中物体各自的质量与速度的乘积之和
C．只需找到一种情境的不变量即可，结论对其他情境也同样适用
D．进行有限次实验找到的不变量，具有偶然性，结论还需要实践检验
12、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
13、在用两个小球的碰撞来验证碰撞中的不变量时，不是产生误差的主要原因是（ ）
A．小球在空气中飞行时受到空气阻力
B． 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绝对沿水平方向
C．通过复写纸描得的各点，不是理想的点，有一定的大小，从而带来作图上的误差
D．测量长度时有误差
14、下列关于“探究碰撞中的不变量”实验叙述中不正确的是（ ）
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
15 A、B两滑块在同一气垫导轨上，碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示．已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在0～80 cm范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x＝10 cm处．若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则( )
A．碰撞发生在第1次闪光后的3T时刻
B．碰撞后A与B的速度大小相等、方向相反
C．碰撞后A与B的速度大小之比为1∶3
D．A、B两滑块的质量之比为2∶3
二、解答题：
16、如下图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：实验中使用半径相同的弹性小球1和2，已知两小球的质量分别是m1、m2。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复10次，分别在白纸上留下各自的落点痕迹；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度LOM，LOP，LON。
①本实验中，要想更准确的确定小球平均落点位置，需要借助哪种实验仪器______（填仪器名称即可），在这个实验中，为了减小实验误差，两球的质量应满足m1______m2；（填“>”、“<”或“=”）
②当所测物理量满足表达式_______ （用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
③完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如下图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的底端与O点重合。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测得斜面底端到M′、P′、N′三点的距离分别为L′OM 、L′OP、L′ON，测量出斜面的倾角为θ。则仅利用以上数据能不能验证两球碰撞过程中总动量守恒。若能，请用所测物理量写出验证表达式；若不能，请说明理由_______。
17、如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是________。（选填选项前的字母）
A．刻度尺 B．天平 C．打点计时器 D．秒表
（2）关于本实验，下列说法中正确的是_________。（选填选项前的字母）
A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放
B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量
C．轨道倾斜部分必须光滑
D．轨道末端必须水平
（3）图中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多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有___________。（选填选项前的字母）
A．入射小球和被碰小球的质量m1、m2 B．入射小球开始的释放高度h
C．小球抛出点距地面的高度H D．两球相碰后的平抛射程OM、ON
（4）在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式_______，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。（用（3）中测量的量表示）
18、A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞(碰撞时间极短)。用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如下图所示。已知闪光的时间间隔为Δt，而闪光本身持续时间极短，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0-80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过x=55cm处，滑块B恰好通过x=70cm处，问：
(1)碰撞发生在何处 (2)碰撞发生在第一次闪光后多长时间
(3)设两滑块的质量之比为mA：mB=2：3，试分析碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和是否相等
参考答案
一、选择题：
1、B 2、A 3、 C 4、D 5、D
6、 C 7、D 8、A 9、 C 10、C
11、C 12、C 13、A 14、 C 15、D
二、解答题：
16、圆规 > m1·LOP=m1·LOM+m2·LON 不能，因为根据所测得的物理量不能求出小球做平抛运动的时间，不能求出小球碰撞前后的速度
17、 AB AD AD m1OP=m1OM+m2ON
18、 （1）60cm（2）Δt/2（3）碰撞前后两滑块的质量与速度乘积之和相等.