第3节 科学验证：动量守恒定律 堂堂练（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
堂堂练
一、单选题
1． 某同学用半径相同的两个小球、来研究碰撞问题，实验装置示意图如图所示，点是小球水平抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜轨上的某确定位置由静止释放，从水平轨道的右端水平抛出，经多次重复上述操作，确定出其平均落地点的位置；然后，把被碰小球置于水平轨道的末端，再将入射小球从斜轨上的同一位置由静止释放，使其与小球对心正碰，多次重复实验，确定出、相碰后它们各自的平均落地点的位置、；分别测量平抛射程，和，已知、两小球质量之比为6︰1，在实验误差允许范围内，下列说法正确的是（ ）
A．、两个小球相碰后在空中运动的时间之比为
B．、两个小球相碰后落地时重力的时功率之比为
C．若、两个小球在碰撞前后动量守恒，则一定有
D．若、两个小球在碰撞前后动量守恒，则一定有
2． 某同学用如图所示装置，通过半径相同的、两球的碰撞来“验证动量守恒定律”，实验中必须满足的条件是（ ）
A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球每次从轨道的不同位置由静止滚下
D．两球的质量必须相等
3． 在做“验证动量守恒定律”的整个实验过程中，入射小球多次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，这是为了（ ）
A．保证小球每次都水平地飞出槽口
B．保证小球每次都以相同速度飞出槽口
C．保证小球在空中飞行时间不变
D．保证小球每次都沿同一方向运动
4． 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
5． 某中学实验小组的同学在“探究碰撞中的不变量”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
B．斜槽的末端必须水平
C．入射球每次释放点的高度可以任意调
D．入射球的质量必须与被碰球的质量相等
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
8． 在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，各小球的落地点如图所示，关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球
B．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m1·ON=m1·OM+m2·OP
D．要验证的表达式是m1·OP=m1·OM+m2·ON
9． 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、，则下列做法正确的是（ ）
A．和可以是半径不同的小球
B．小球每次必须从斜轨同一位置释放
C．选用两球的质量应满足
D．必须用秒表测定小球在空中飞行的时间
10．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
二、多选题
11．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
12．下列关于“探究碰撞中的不变量”实验叙述中正确的是（ ）
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
E．两个物体碰撞前要沿同一直线，碰撞后可不沿同一直线运动
13．在“碰撞中的动量守恒”实验中，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，在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为O、A、B、C，设入射小球和被碰小球的质量依次为m1、m2，则下列说法中正确的有（ ）
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B、A
C．第二次入射小球和被碰小球将同时落地
D．m1AB=m2 OC
14．两物体在光滑水平面上沿同一直线同向运动，它们发生碰撞前后的图像如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．的质量之比为
B．该碰撞为弹性碰撞
C．作用过程中所受对方作用力的冲量相同
D．碰撞前与碰撞后的总动能相同
15．如图所示，半径为的圆形槽置于光滑水平面上，小球和凹槽的质量均为，将小球从圆槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则、构成的系统（ ）
A．当小球到达凹槽左端时，凹槽向右的位移最大
B．这一过程动量守恒
C．因为系统机械能守恒，物体运动到圆槽的最低点速度为
D．释放后当物体向左上升到最高点时，又恰与释放点等高
三、解答题
16．如图所示，间距为L、倾角为30°的光金属轨道固定放置，轨道平面内有三个紧挨在一起的边长为L的正方形区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，Ⅰ内分布着垂直轨道平面向下的匀强磁场，Ⅲ内分布着垂直轨道平面向上的匀强磁场，Ⅱ区内无磁场。ab、cd两金属棒用长为L、不可伸长的绝缘细线相连，起初ab棒刚好在区域的外面，cd棒刚好在里面。现给ab棒一初速度2v0使两棒一起减速下行，经时间t0后，cd棒刚好离开区域Ⅰ的速度为v0，此时，细线突然断开，同时在ab棒上施加一沿轨道平面向下的外力F，使ab向下做加速度大小为0.5g的匀加速运动，当cd棒进入区域恰好匀速下行。已知ab、cd两棒的质量分别为2m、m，ab棒在轨道间的电阻是cd棒在轨道间电阻的两倍。两棒与轨道垂直且接触良好，两棒粗细不计，轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g，空气阻力忽略。
(1)判断cd棒分别经过区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程中的电流方向
(2)求区域Ⅰ、Ⅲ中两匀强磁场的磁感应强度的平方比即B12∶B22；
(3)已知从ab棒进入区域Ⅲ到cd棒离开区域Ⅲ的过程中a棒内产生的焦耳热为2Q，求外力F对ab棒做的功。
17．某同学用如图所示装置来研究碰撞过程，第一次单独让小球a从斜槽某处由静止开始滚下，落地点为P，第二次让a从同一位置释放后与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞，a、b球的落地点分别是M、N，各点与O的距离如图；该同学改变a的释放位置重复上述操作，由于某种原因他只测得了a球的落地点、到O的距离分别是22.0cm、10.0cm，求b球的落地点到O的距离。
四、实验题
18．用图示实验装置探究“碰撞中的不变量”实验，除了图示装置中的实验仪器外，下列仪器中还需要的是（ ）
A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．直流电源 E.交流电源
若实验中得到一条纸带如图所示，已知A、B车的质量分别为，则该实验需要验证的表达式是_____________________．（用图中物理量和已给出的已知量表示）
19．(1)如图甲所示。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。刚开始不放小球B，使小球A从斜槽上C点由静止滚下，然后在水平槽末端放上小球B，使小球A仍从C点由静止滚下，得到两次球在斜面上的平均落点、、。用刻度尺测得斜面底端到、、三点的距离分别为、、，测量出斜面的倾角为，用天平测量两个小球A、B的质量分别为、。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_______________________；
(2)实验小组成员小红对(1)中装置进行了改造，改造后的装置如图乙所示。使小球A仍从斜槽上C点由静止滚下，得到两次小球落在以斜槽末端为圆心的圆弧上的平均落点、、。测量轨道末端和、、三点的连线与水平方向的夹角分别为、、，测得小球A、B的质量分别为、，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为___________________（用所测物理量的符号表示）。
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 C B B C B C A D B B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AC ABD BD BD AD
三、解答题
16．(1)先顺时针后逆时针；(2)；(3)
17．48.0cm
四、实验题
18． BCE
19． 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
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