第一章第四节实验：验证动量守恒定律 基础练习—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 第一章第四节实验：验证动量守恒定律 基础练习—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 151.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-01 06:29:04 | ||
图片预览
文档简介
12395200113538002020-2021学年第二学期高二物理人教版（2019）选择性必修第一册第一章第四节实验：验证动量守恒定律同步练习
一、单选题
1．在“验证动量守恒定律”的实验中,入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放,这是为了使( ? )
A．小球每次都能水平飞出槽口 B．小球每次都以相同的速度飞出槽口
C．小球在空中飞行的时间不变 D．小球每次都能对心碰撞
2．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
3．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
4．关于“探究碰撞中的不变量”实验，下列说法不正确的是（ ）
A．实验要求碰撞一般为一维碰撞
B．实验中的不变量是系统中物体各自的质量与速度的乘积之和
C．只需找到一种情境的不变量即可，结论对其他情境也同样适用
D．进行有限次实验找到的不变量，具有偶然性，结论还需要实践检验
5．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
6．在“验证动量守恒定律”的实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端点的切线保持水平，这样做的 目的是为了使（ ）
A．入射小球得到较大的速度
B．入射小球与被碰小球对心碰撞后速度为水平方向
C．入射小球与被碰小球对碰时无动能损失
D．入射小球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出
7．在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时，下列哪些操作是正确的是（ ）
A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量
B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起
C．释放小车时让小车紧靠打点计时器
D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
8．在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的不变量的实验中，下列说法不正确的是( )
A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长
B．由静止释放小球，以便较准确计算小球碰前速度
C．两小球必须都是钢性球，且质量相同
D．两小球碰后可以粘在一起共同运动
9．在用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，不需要测量的物理量是（ ）
A．滑块的质量 B．挡光的时间
C．挡光片的宽度 D．光电门的高度
10．2010年2月，温哥华冬奥会上，我国代表团凭借申雪/赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现，获得本届冬奥会上的第一块金牌，这也是中国队在花样滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌．若质量为m1的赵宏博抱着质量为m2的申雪以v0的速度沿水平冰面做直线运动，某时刻赵宏博突然将申雪向前水平推出，推出后两人仍在原直线上运动，冰面的摩擦可忽略不计．若分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度v2，则有( )
A．m1v0＝m1v1＋m2v2 B．m2v0＝m1v1＋m2v2
C．(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2 D．(m1＋m2)v0＝m1v1
二、实验题
11．用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验中，滑块A质量为0.21 kg，滑块B质量为0.10 kg，遮光片宽度均为3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图所示．开始时两滑块静止，烧断细线后，在弹簧片的作用下两滑块分别向左、右方向运动，两滑块上的遮光片通过光电门的时间分别为0.20 s和0.10 s．现已求得滑块A的速度为0.15 m/s（取滑块A运动的方向为正方向），则滑块B的速度为_______ m/s，烧断细线后两滑块总动量为_______ kg·m/s，本实验得到的结论是_____________________．(以上计算结果保留2位有效数字)
12．某小组用如图所示的装置验证动量守恒.装置固定在水平面上，圆弧轨道下端切线水平。两球半径相同，两球与水平面的动摩擦因数相同.实验时，先测出A、B两球的质量m1、m2，让球A多次从圆弧形轨道上某一位置由静止释放，记下其在水平面上滑行距离平均值S0，然后把球B静置于轨道下端水平部分，并从A从轨道上同一位置由静止释放，并与B相碰，重复多次。
(1)为确保实验中球A不反向运动，则m1与m2需满足的关系______________；
(2)写出实验中还需要测量的物理量及符号________________；
(3)若碰撞前后动量守恒，写出动量守恒的表达式__________________。
13．“验证动量守恒定律”的实验装置如图所示，让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下与静止在支柱上质量为m2的小球发生对心碰撞，则：
(1)两小球质量的关系应满足_______________。
A．m1=m2 B．m1＞m2 C．m1＜m2 D．没有限制
(2)实验必须满足的条件是_________。
A．轨道末端的切线必须是水平的B．斜槽轨道必须光滑C．入射球m每次必须从同一高度滚下
(3)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过仅测量_________（填选项前的符号）间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的水平射程
14．一同学设计了下面探究动量守恒的方案：
在一块短木板上钉两条剖成两半的铅笔（除去笔芯）作为滑槽。把一条轻竹片弯成“∩”形，中间用细线拴住成为竹弓，将它置于短板上的滑槽里，紧挨竹弓两端各放置一个小球，如图所示。
实验时，把这套装置放在桌子的一角上。在木板两头的地上各铺放一张白纸并盖上复写纸。用火柴烧断细线，竹弓立即将两小球弹出，小球落在复写纸上，在白纸上打出两个印痕。
(1)需要测量的量是________。
A．两小球的质量m1、m2及抛出的射程x1、x2 B．球抛出的高度h
C．球下落的时间t D．细线的长度L
(2)若等式________________（用(1)中的相关字母符号表示）成立，则表明系统动量守恒。
15．如图所示，利用此装置验证动量守恒定律。水平气垫导轨（轨道与滑块间摩擦力忽略不计）上装有两个光电计时装置C和D，可记录遮光片的遮光时间。将滑块A、B静止放在导轨上，按照如下步骤进行试验：
a.测量滑块A的质量，测量滑块B的质量
b.测量滑块A的遮光片的宽度d
c.给滑块A一个向右的瞬时冲量，让滑块A与静止的滑块B发生碰撞后，A、B一起通过光电计时装置D
d.待A、B完全通过光电计时装置D后用手分别按住
e.记录光电计时装置C显示的时间和装置D显示的时间
(1)完成上述实验步骤需要的实验器材有__________。
(2)若两滑块碰撞前后的动量守恒，其表达式可表示为______；两滑块碰撞过程中损失的机械能为__________。
16．某同学用图示装置验证动量守恒定律。斜槽与水平槽平滑接，通过位于水平槽右端的重锤线，在白纸上记录位置O，测得大小相同的两小球A、B质量分别为、实验时先不放B球，使A球多次从斜槽上某一固定点S由静止滚下，找到其在记录纸上平均落点位置P。再把球放置于水平槽右端边缘处，仍让A球多次从S处由静止滚下，找到A球和B球碰撞后分别在记录纸上的平均落点位置M、N。用刻度尺测得各落点到O点的距离为、、。
(1)要使实验顺利进行，两球质量需满足的条件是：______。（填“>”“=”或“<”）
(2)实验中，_______（填“需要”或“不需要”）测量水平槽右端与O点之间的高度H；_______（填“需要”或“不需要”）用秒表测小球做平抛运动的时间t。
(3)若A、B两球碰撞前后动量守恒，其表达式为_____（用题给物理量符号表示）。
17．用如图甲所示装置通过半径相同的、两球碰撞来验证动量守恒定律，球质量，球质量，实验时先使球从斜槽上某一固定点由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。把球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让球仍从位置由静止开始滚下，和球碰撞后，、球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，得到了如图乙所示的三个落地处。
(1)请在图乙中读出___________。
(2)由乙图可以判断出处是___________球的落地点（填“”或“”）。
(3)该实验在误差允许的范围内，只需比较，从而验证动量是否守恒，则通过计算___________，___________。（保留三位有效数字）
18．某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，在小车A后连着纸带，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示。
甲 乙
(1)长木板右端下面垫放一小木片的目的是__________
(2)若已获得的打点纸带如图乙所示，A为运动的起点，各计数点间距分别记为AB、BC、CD和DE，用天平测得A、B两车的质量分别为mA、mB，则需验证的表达式为_______
参考答案
1．B2．A3．C4．C5．D6．B7．B8．C9．D10．C
11．-0.30 1.5×10－3 在实验误差允许范围内，系统的总动量保持不变 12．mA＞mB xA、xB mA＝mA+mB 13．B AC C 14．A m1x1=m2x2 15．托盘天平（带砝码）、刻度尺（或游标卡尺）
16．> 不需要 不需要
17．17.5 A 0.0975（0.0966~0.0993） 0.0960（0.940~0.980）
18．平衡摩擦力 mA·BC＝（mA＋mB）·DE
一、单选题
1．在“验证动量守恒定律”的实验中,入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放,这是为了使( ? )
A．小球每次都能水平飞出槽口 B．小球每次都以相同的速度飞出槽口
C．小球在空中飞行的时间不变 D．小球每次都能对心碰撞
2．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
3．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
4．关于“探究碰撞中的不变量”实验，下列说法不正确的是（ ）
A．实验要求碰撞一般为一维碰撞
B．实验中的不变量是系统中物体各自的质量与速度的乘积之和
C．只需找到一种情境的不变量即可，结论对其他情境也同样适用
D．进行有限次实验找到的不变量，具有偶然性，结论还需要实践检验
5．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
6．在“验证动量守恒定律”的实验中，安装斜槽轨道时，应让斜槽末端点的切线保持水平，这样做的 目的是为了使（ ）
A．入射小球得到较大的速度
B．入射小球与被碰小球对心碰撞后速度为水平方向
C．入射小球与被碰小球对碰时无动能损失
D．入射小球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出
7．在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时，下列哪些操作是正确的是（ ）
A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量
B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起
C．释放小车时让小车紧靠打点计时器
D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源
8．在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的不变量的实验中，下列说法不正确的是( )
A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长
B．由静止释放小球，以便较准确计算小球碰前速度
C．两小球必须都是钢性球，且质量相同
D．两小球碰后可以粘在一起共同运动
9．在用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，不需要测量的物理量是（ ）
A．滑块的质量 B．挡光的时间
C．挡光片的宽度 D．光电门的高度
10．2010年2月，温哥华冬奥会上，我国代表团凭借申雪/赵宏博在花样滑冰双人滑比赛中的完美表现，获得本届冬奥会上的第一块金牌，这也是中国队在花样滑冰赛场上获得的首枚奥运会金牌．若质量为m1的赵宏博抱着质量为m2的申雪以v0的速度沿水平冰面做直线运动，某时刻赵宏博突然将申雪向前水平推出，推出后两人仍在原直线上运动，冰面的摩擦可忽略不计．若分离时赵宏博的速度为v1，申雪的速度v2，则有( )
A．m1v0＝m1v1＋m2v2 B．m2v0＝m1v1＋m2v2
C．(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2 D．(m1＋m2)v0＝m1v1
二、实验题
11．用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验中，滑块A质量为0.21 kg，滑块B质量为0.10 kg，遮光片宽度均为3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图所示．开始时两滑块静止，烧断细线后，在弹簧片的作用下两滑块分别向左、右方向运动，两滑块上的遮光片通过光电门的时间分别为0.20 s和0.10 s．现已求得滑块A的速度为0.15 m/s（取滑块A运动的方向为正方向），则滑块B的速度为_______ m/s，烧断细线后两滑块总动量为_______ kg·m/s，本实验得到的结论是_____________________．(以上计算结果保留2位有效数字)
12．某小组用如图所示的装置验证动量守恒.装置固定在水平面上，圆弧轨道下端切线水平。两球半径相同，两球与水平面的动摩擦因数相同.实验时，先测出A、B两球的质量m1、m2，让球A多次从圆弧形轨道上某一位置由静止释放，记下其在水平面上滑行距离平均值S0，然后把球B静置于轨道下端水平部分，并从A从轨道上同一位置由静止释放，并与B相碰，重复多次。
(1)为确保实验中球A不反向运动，则m1与m2需满足的关系______________；
(2)写出实验中还需要测量的物理量及符号________________；
(3)若碰撞前后动量守恒，写出动量守恒的表达式__________________。
13．“验证动量守恒定律”的实验装置如图所示，让质量为m1的小球从斜面上某处自由滚下与静止在支柱上质量为m2的小球发生对心碰撞，则：
(1)两小球质量的关系应满足_______________。
A．m1=m2 B．m1＞m2 C．m1＜m2 D．没有限制
(2)实验必须满足的条件是_________。
A．轨道末端的切线必须是水平的B．斜槽轨道必须光滑C．入射球m每次必须从同一高度滚下
(3)实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过仅测量_________（填选项前的符号）间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的水平射程
14．一同学设计了下面探究动量守恒的方案：
在一块短木板上钉两条剖成两半的铅笔（除去笔芯）作为滑槽。把一条轻竹片弯成“∩”形，中间用细线拴住成为竹弓，将它置于短板上的滑槽里，紧挨竹弓两端各放置一个小球，如图所示。
实验时，把这套装置放在桌子的一角上。在木板两头的地上各铺放一张白纸并盖上复写纸。用火柴烧断细线，竹弓立即将两小球弹出，小球落在复写纸上，在白纸上打出两个印痕。
(1)需要测量的量是________。
A．两小球的质量m1、m2及抛出的射程x1、x2 B．球抛出的高度h
C．球下落的时间t D．细线的长度L
(2)若等式________________（用(1)中的相关字母符号表示）成立，则表明系统动量守恒。
15．如图所示，利用此装置验证动量守恒定律。水平气垫导轨（轨道与滑块间摩擦力忽略不计）上装有两个光电计时装置C和D，可记录遮光片的遮光时间。将滑块A、B静止放在导轨上，按照如下步骤进行试验：
a.测量滑块A的质量，测量滑块B的质量
b.测量滑块A的遮光片的宽度d
c.给滑块A一个向右的瞬时冲量，让滑块A与静止的滑块B发生碰撞后，A、B一起通过光电计时装置D
d.待A、B完全通过光电计时装置D后用手分别按住
e.记录光电计时装置C显示的时间和装置D显示的时间
(1)完成上述实验步骤需要的实验器材有__________。
(2)若两滑块碰撞前后的动量守恒，其表达式可表示为______；两滑块碰撞过程中损失的机械能为__________。
16．某同学用图示装置验证动量守恒定律。斜槽与水平槽平滑接，通过位于水平槽右端的重锤线，在白纸上记录位置O，测得大小相同的两小球A、B质量分别为、实验时先不放B球，使A球多次从斜槽上某一固定点S由静止滚下，找到其在记录纸上平均落点位置P。再把球放置于水平槽右端边缘处，仍让A球多次从S处由静止滚下，找到A球和B球碰撞后分别在记录纸上的平均落点位置M、N。用刻度尺测得各落点到O点的距离为、、。
(1)要使实验顺利进行，两球质量需满足的条件是：______。（填“>”“=”或“<”）
(2)实验中，_______（填“需要”或“不需要”）测量水平槽右端与O点之间的高度H；_______（填“需要”或“不需要”）用秒表测小球做平抛运动的时间t。
(3)若A、B两球碰撞前后动量守恒，其表达式为_____（用题给物理量符号表示）。
17．用如图甲所示装置通过半径相同的、两球碰撞来验证动量守恒定律，球质量，球质量，实验时先使球从斜槽上某一固定点由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。把球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让球仍从位置由静止开始滚下，和球碰撞后，、球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，得到了如图乙所示的三个落地处。
(1)请在图乙中读出___________。
(2)由乙图可以判断出处是___________球的落地点（填“”或“”）。
(3)该实验在误差允许的范围内，只需比较，从而验证动量是否守恒，则通过计算___________，___________。（保留三位有效数字）
18．某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，在小车A后连着纸带，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示。
甲 乙
(1)长木板右端下面垫放一小木片的目的是__________
(2)若已获得的打点纸带如图乙所示，A为运动的起点，各计数点间距分别记为AB、BC、CD和DE，用天平测得A、B两车的质量分别为mA、mB，则需验证的表达式为_______
参考答案
1．B2．A3．C4．C5．D6．B7．B8．C9．D10．C
11．-0.30 1.5×10－3 在实验误差允许范围内，系统的总动量保持不变 12．mA＞mB xA、xB mA＝mA+mB 13．B AC C 14．A m1x1=m2x2 15．托盘天平（带砝码）、刻度尺（或游标卡尺）
16．> 不需要 不需要
17．17.5 A 0.0975（0.0966~0.0993） 0.0960（0.940~0.980）
18．平衡摩擦力 mA·BC＝（mA＋mB）·DE