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
巩固拔高练习
一、单选题
1． 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
2． 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·（＋）
3． 如图为验证动量守恒实验装置图.先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复.根据水平地面记录纸上落点痕迹的照片，估算小球m2与m1的质量之比（ ）
A．0.17 B．4.0 C．0.62 D．0.8
4． 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
5． 图甲为验证动量守恒定律的实验装置图，让小车A拖着纸带向左运动，与静止的小车B碰撞，碰撞后两车粘在一起继续运动。图乙是实验得到的一条点迹清晰的纸带，设x1=2.00cm，x2=1.40cm，x3=0.95cm，小车A和B（含橡皮泥）的质量分别为m1和m2，则应验证的关系式为（ ）
A．
B．
C．
D．
6． 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
7． 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
8． 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
9． 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
D．要验证的表达式是
10．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
二、多选题
11．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
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“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
14．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
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，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．某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验。先让小球1从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把另一小球2放在斜槽轨道末端的最右端静止，让小球1仍从原固定点由静止开始滚下，与小球2相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。A、B、C为三个落点的平均位置，O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点。实验中空气阻力的影响很小，可以忽略不计。
(1)在本实验中斜槽轨道末端_________；（填选项前的字母）
A．必须水平 B．可以不水平
(2)斜槽末端没有放置被碰小球2时，将小球1从固定点由静止释放。若仅升高斜槽上固定点的位置，那么小球1的落地点到O点的距离将_________（填“改变”或“不变”）；若仅减小小球1的质量，小球1仍以相同的速度从斜槽末端飞出，那么小球1的落地点到O点的距离将__________（填“改变”或“不变”）。
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 C B A C C D A B D A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AC ABD ABD AC 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．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． A 改变 不变
19． （1）ABC; （2）1.62； 1.60；
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