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
过 关 演 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． 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将同时落地
D．第二次入射小球和被碰小球不会同时落地
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． 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的且斜槽的末端必须水平
B．入射球每次释放点的高度可以任意调节
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
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． 采用如图所示的实验装置进行验证动量守恒定律（图中小球半径相同、质量均已知，且mA>mB），下列说法正确的是（ ）
A．实验中要求轨道末端必须保持水平
B．实验中要求轨道必须光滑
C．验证动量守恒定律，需测量OB、OM、OP和ON的距离
D．测量时发现N点偏离OMP这条直线，直接测量ON距离不影响实验结果
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“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
9． 在做“探究平抛运动在水平方向的运动规律”实验时，每次须将小球从轨道同一位置无初速释放（如图所示），其目的是使小球（ ）
A．抛出后只受重力 B．抛出后机械能守恒
C．抛出后轨迹重合 D．抛出时的速度方向水平
10．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
二、多选题
11．下列所给实验装置哪些可以用于验证机械能守恒（ ）
A． B．
C． D．
12．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
13．入射球碰前的速度以及被碰后的速度可用其运动的水平位移来表示，在图中，M、N、P是小球的落点，下列说法中正确的是（ ）
A．O′是被碰小球碰前其球心在纸上的垂直投影
B．O是碰撞瞬间入射小球的球心在纸上的垂直投影
C．被碰球碰后的速度可用表示
D．入射球碰前的速度可用表示
14．在“探究碰撞中的不变量”时，用如图所示的装置进行实验，下列说法中正确的是（ ）
A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长
B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度
C．两小球必须都是刚性球，且质量相同
D．两小球碰后可以合在一起共同运动
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．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．如图所示，在水平桌面上有A、B两辆静止的小车，质量分别是和。两车用细线拴在一起，中间有一被压缩的弹簧。剪断细线后，两车被弹开，小车A以的速度向左运动，那么小车B的速度多大？方向如何？请你将此题改成一个验证动量守恒定律的实验，并把实验方案写出来，与同学交流。
四、实验题
18．某同学用如图（a）所示的实验装置验证碰撞中动量守恒，他用两个质量相等、大小相同的钢球A和B进行实验。首先该同学使球A自斜槽上某一高度由静止释放，从斜槽的末端水平飞出，测出球A落在水平地面上的点P（图中未画出）与球飞出点在地面上垂直投影O的距离为。然后该同学使球A自同一高度由静止释放，在斜槽的末端与静止的球B发生不在同一直线上的碰撞，如图（b）所示，碰后两球向不同方向运动，测出A、B两球落地点M、N（图中未画出）与O点间的距离分别为、，该同学多次重复上述实验过程，并将测量值取平均值，已知碰撞过程中没有机械能损失。
(1)下列关系式正确的是_________（填字母代号）；
A
B．
C．
(2)根据实验原理，试推导出OM与ON间夹角的大小_________________。
19．用半径相同的两个小球“验证碰撞中的动量守恒”的实验，让质量为m1的小球从斜槽轨道上某处自由滚下，与静止在轨道末端的质量为m2的小球发生对心碰撞（如图所示），则：
（1）两小球质量及大小关系应满足__________：
A、m1=m2 B、m1>m2 C、m1（2）实验必须满足的条件是_________；
A、轨道末端必须是水平的 B、斜槽轨道必须尽可能光滑
C、两个小球的材质必须相同 D、入射球m1每次必须是从同一高度由静止释放
（3）实验中必须测量的物理量是_________；
A、小球的质量m1和m2 B、桌面离地面的高度H
C、小球m1的初始高度h D、小球m1单独落下的水平距离OB
E、小球m1和m2碰后的水平距离OA、OC F、测量小球m1或m2的直径
（4）本实验我们要验证等式：____________是否成立．
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 D B C B A A C C B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ACD BD ABC ABD BD
三、解答题
16．(1)先顺时针后逆时针；(2)；(3)
17．小车B的速度大小为2m/s，方向向右；实验方案见如下
四、实验题
18． B
19． B AD ADE m1OB=m1OA+m2OC
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