第3节科学验证：动量守恒定律 同步练习（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
挑战学霸
一、单选题
1． 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
2． 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
3． 用如图装置做“研究平抛运动”实验时，下列说法正确的是（ ）
A．用重锤线确定y轴方向
B．用目测判断斜槽末端切线是否水平
C．每次从轨道上不同位置释放小球
D．斜槽不是光滑的，这是实验误差的主要来源
4． 在用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验时，入射小球a的质量为m1，被碰小球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、质量相同的小球
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
D．要验证的表达式是
5． 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
6． 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
7． 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
8． 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
9． 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
10．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
二、多选题
11．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
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
13．两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
14．利用气垫导轨验证碰撞中动量守恒，甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥，甲、乙两图中左侧滑块的质量均为m1，右侧滑块的质量均为m2。甲图中左、右滑块撞前速度设为v1和v2，撞后速度设为v1＇和v2＇。 乙图左滑块m1以速度v1向静止的右滑块m2滑来。下列说法正确的是（ ）
A．气垫导轨要调为水平，并严禁不开气源时滑动滑块
B．若要求碰撞前后动能损失最小应选择乙图进行实验
C．甲图要验证的动量守恒表达式是m1v1+ m2v2= m1v1＇+ m2v2＇
D．乙图碰撞前后动能损失了
15．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m2小球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m1B．实验中不要求倾斜轨道必须光滑
C．如果等式m1x3=m1x1+m2x2成立，可验证两小球碰撞过程动量守恒
D．如果等式m1x22=m1x12+m2x32成立，可验证两小球发生的是弹性碰撞
三、解答题
16．用两个大小相同的小球在光滑水平上的正碰来“探究碰撞中的不变量”实验，入射小球m1 = 15g，原来静止的被碰小球m2 = 10g，由实验测得它们在碰撞前后的x – t 图象如图所示。
（1）求碰撞前、后系统的总动量p和p′；
（2）通过计算得到的实验结论是什么。
17．如图所示，质量的小车静止在光滑的水平面上，车长，现有质量可视为质点的物块，以水平向右的速度从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止，物块与车面的动摩擦因数，取，求：
（1）物块在车面上滑行的时间；
（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度不超过多少？
（3）物块仍以水平向右的速度从左端滑上小车，要使物块从小车右端滑出，则物块刚滑上小车左端时需加一个至少多大的水平恒力。
四、实验题
18．某同学做“验证动量守恒定律”的实验（如图1所示），即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程。然后，把被碰小球静置于轨道的水平末端部分，再将入射球从斜轨上位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是__（填选项前的符号）。
A．用天平测量两个小球的质量、，且有
B．测量小球开始释放的高度
C．测量抛出点距地面的高度
D．分别找到、相碰后平均落地点的位置、
E．测量平抛射程、
（2）在某次的实验中，得到小球的落点情况如图2所示，假设碰撞中系统动量守恒，则入射小球的质量和被碰小球的质量之比为__。
（3）若碰撞中系统动量守恒，、、三者再满足关系式__，则可证明碰撞是弹性碰撞。
19．现利用如图所示的装置验证动量守恒定律.在图中，小车A的前端粘有橡皮泥，后连着纸带，启动打点计时器，给小车A一初速度，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续运动.实验测得小车A的质量m1＝0.81kg，小车B的质量m2＝0.84kg，打点计时器所用交流电的频率f＝50.0 Hz.碰撞前后打出的纸带如图乙所示（单位cm）.
(1)关于实验过程中的注意事项，下列说法正确的是（ ）
A．长木板下应垫着薄木片以平衡摩擦力
B．小车A和小车B的车轮应该选用同种材料制成的
C．应选用质量差不多大的两个小车
D．应选用足够光滑的长木板
(2)碰前两小车的总动量为________kg·m/s，碰后两小车的总动量为________kg·m/s.（保留三位有效数字）
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 B A D A D B C B C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD ABD BD ACD BD
三、解答题
16．（1）p =0.015 kg·m/s、p′= 0.015 kg·m/s；（2）通过计算发现：两小球碰撞前后的动量相等，即碰撞过程中动量守恒
17．(1)0.24s；
(2) ；
(3)1.47N。
四、实验题
18．
19． （1）ABC; （2）1.62； 1.60；
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