第一章 第3节科学验证 ：动量守恒定律（Word版含答案）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册第一章第3节科学验证 ：动量守恒定律
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、单选题
1、 如图所示,在用斜槽轨道做“探究平抛运动的规律”的实验时让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描出运动轨迹,下面列出了一些操作要求,不正确的是________
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次释放小球的位置可以不同
C．每次必须由静止释放小球
D．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
2、 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
3、 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．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
B．小球在空气中飞行时受到空气阻力
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
4、 用如图所示的实验装置来完成“验证动量守恒定律”的实验，关于本实验下列说法中正确的是（ ）
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等于被碰小球的质量
C．轨道倾斜部分必须光滑
D．需要秒表测量小球在空中飞行时间
5、 如图所示，M、N和P为“验证动量守恒定律”实验中小球的落点。已知入射球质量为m1，被碰球质量为m2，如果碰撞中动量守恒，则有（ ）
A．m1·（-）=m2·
B．m1·（-）=m2·
C．m1·（＋）=m2·
D．m1·=m2·（＋）
6、 某中学实验小组的同学在“验证动量守恒定律”时，利用了如图所示的实验装置进行探究，下列说法正确的是（ ）
A．要求斜槽一定是光滑的且斜槽的末端必须水平
B．入射球单独平抛与碰后平抛的释放点的高度可以不同
C．入射球和被碰球的直径必须相等
D．入射球的质量必须与被碰球的质量相等
7、 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．位置N为小球b撞击挡板的位置
B．两小球从碰撞后至撞击挡板的过程中在空中运动的时间相同
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
8、 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
9、 在“探究碰撞中的不变量”的实验中，有质量相等的甲乙两摆球，摆长相同，乙球静止在最低点，拉起甲球释放后与乙球刚好正碰，碰后甲球静止，乙球摆到与甲球初始位置等高．现换为同质量的两个粘性球，重复以上操作，碰后两球粘合在一起运动，则：
A．两次碰撞的整个过程中机械能不可能守恒
B．第一次两球碰撞瞬间的前后，动量守恒，机械能不守恒
C．第二次两球碰撞瞬间的前后，动量守恒，机械能不守恒
D．第一次碰撞中，从甲球开始下落到乙球上升到最高点过程中动量守恒
10、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
B．需要测量小球下落的高度
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
二、多选题
11、如图所示，一质量为M的长直木板放在光滑的水平地面上，木板左端放有一质量为m的木块，木块与木板间的动摩擦因数为μ，在长直木板右方有一竖直的墙。使木板与木块以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），设木板足够长，木块始终在木板上，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．如果M=2m，木板只与墙壁碰撞一次，整个运动过程中摩擦生热的大小为
B．如果M=m，木板只与墙壁碰撞一次，木块相对木板的位移大小为
C．如果M=0.5m，木板第100次与墙壁发生碰撞前瞬间的速度大小为
D．如果M=0.5m，木板最终停在墙的边缘，在整个过程中墙对木板的冲量大小为1.5mv0
12、用下图实验装置验证《动量守恒定律》，a、b球的半径为r，a球的质量m1，b球的质量m2，则下列说法正确的是（ ）
A．小球滚动滑槽必须光滑
B．a球的质量m1应大于b球的质量m2
C．要验证的表达式是m1OB=m1OA+m2OC
D．要验证的表达式是m1OB=m1OA+m2（OC﹣2r）
13、如图所示，一个质量为的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量也为的小物块。现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为的初速度，所有碰撞弹性碰撞，则下列说法正确的是（ ）
A．最终小物块和木箱都做匀速运动
B．最终小物块和木箱都静止
C．最终小物块和木箱组成的系统损失的机械能一定为
D．最终小物块和木箱组成的系统损失的机械能与木箱底板的粗糙程度有关
14、如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量，初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移时间图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向，因A、B碰撞时间极短，图中无法显示）则根据上述信息，求出在A、B碰撞过程中的物理量是正确的是（ ）
A．物块A对B的冲量为
B．物块B的动量变化量为
C．物块AB间的平均作用力大小为300N
D．A，B系统损失的机械能为8J
15、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
三、解答题
16、如图所示，在空间和空间内分别存在竖直向上和向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为，在竖直方向上足够长，两磁场空间宽度均为。一边长为，总电阻为，质量的正方形线框从左边界面处水平飞入磁场，进入磁场时，已知当线框下落时刻边刚好离开边界面，且此时速度方向与水平方向的夹角为，试求：
(1)边出磁场前瞬间线框所受的安培力；
(2)边出磁场后瞬间两点间的电势差和从离开边界面到离开边界面过程中边产生的焦耳热；
(3)线圈刚进入边界面时的初速度。
17、如图所示，一工件置于光滑水平地面上，其AB段为一半径R=0.5m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一确定点。一可视为质点的物块，其质量m=0.2kg，与BC间的动摩擦因数μ=0.4.工件质量M=0.8kg，取g=10m/s2。
（1）若工件固定不动，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h；
（2）若工件可以在光滑水平地面自由滑动，将物块由P点无初速度释放，求工件停止运动时相对地面的位移。
四、实验题
18、某同学利用气垫导轨进行研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒实验，如图所示，其中图甲中两滑块相互碰撞的端面上分别装有弹性碰撞架，图乙中两滑块的碰撞端分别装有撞针和橡皮泥。
(1)分别用甲、乙两图的实验装置进行实验，碰撞时图_________所示的装置动能损失得较小；
(2)某次实验时使图乙中A、B滑块匀速相向滑动并发生碰撞，测得碰撞前A、B的速度大小分别为，，碰后A、B以共同的速度运动，方向与碰撞前A的运动方向相同，A、B的质量分别用、表示，以碰撞前A的运动方向为正方向，则验证此过程中动量守恒的表达式为______________；若表达式成立，则___________。
19、如图甲所示，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。
(1)入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是m1________m2；
(2)为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使________；
(3)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________间接地解决这个问题，（填选项前的符号）
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
(4)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复，接下来要完成的必要步骤是_______（多选）（填选项前的符号）
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM，ON
(5)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_____________（用（4）中测量的量表示）。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册第一章第3节科学验证 ：动量守恒定律（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C B A B C D C C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ACD BC AC AC BC
三、解答题
16、(1)6N；(2)3V，；(3)
17、（1）0.2m；（2）0.18m，方向向右
四、实验题
18、 甲
19、 ＞ 末端切线水平 C ADE m1OP=m1OM+m2ON
PAGE
第 2 页，共 2 页