第一章第四节实验：验证动量守恒定律 （巩固）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（ Word版含答案）

2020-2021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：验证动量守恒定律巩固练习
一、单选题
1．在实验室里为了验证动量守恒定律，可以采用如图所示的装置。若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则（　　）
A．m1>m2，r1>r2
B．m1>m2，r1C．m1>m2，r1=r2
D．m12．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
3．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
4．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
5．在实验室里为了验证动量守恒定律，可以采用如图所示的装置．若入射小球质量为false，半径为false；被碰小球质量为false，半径为false，则 ( )
A．false B．false C．false D．false
6．下列说法正确的是
A．物体速度变化越大，则加速度一定越大
B．物体动量发生变化，则物体的动能一定变化
C．合外力对系统做功为零，则系统机械能一定守恒
D．系统所受合外力为零，则系统的动量一定守恒
7．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
8．2010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
9．在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球a的质量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false
D．要验证的表达式是false
E.要验证的表达式是false
10．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
二、填空题
11．用如图甲所示的装置“探究碰撞中的不变量”实验中：
(1)用游标卡尺测量入射球直径，测量结果如图乙所示，该球直径为________ cm；
(2)实验中小球的落点情况如图丙所示，入射球与被碰球的质量之比mA∶mB=5∶3；则碰撞结束时刻两球动量大小之比pA∶pB=________。
12．某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证木块间相互作用时动量守恒．
（1）该同学还必须有的器材是___________．
（2）需要直接测量的物理是(写出相应的名称及符号)______．
（3）用所得数据验证动量守恒的关系式是___________．
（4）桌面左右两端间的距离，对实验结果的准确性_________(选填“有”或“无”)影响．
13．某同学设计了如图所示的实验来验证碰撞过程中的动量守恒．轨道AOB在O处平滑相接，B右侧为粗糙水平面，有两个材料及表面粗糙程度均相同的小物块甲、乙，其质量分别为m1和m2（m1＞m2），令小物块甲从斜面上M点由静止下滑，运动至粗糙水平面上的C点速度恰好减为0，测量B、C间距为x0，把小物块乙置于B点，小物块甲仍从斜面上M点由静止下滑，小物块甲与小物块乙碰撞后，在粗糙水平面上的位移分别为x1、x2．
（1）为验证碰撞过程动量守恒，是否需要测量小物块与粗糙水平面间的动摩擦因数？_____（选填“是”或“否”）；小物块甲与轨道AOB间的摩擦力是否影响实验结果？_____（选填“是”或“否”）．
（2）若满足关系式_____，则二者碰撞过程动量守恒．
14．在“碰撞中的动量守恒”实验中，已测得A、B两小球质量mA三、解答题
15．如图所示，在空间false和空间false内分别存在竖直向上和向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为false，在竖直方向上足够长，两磁场空间宽度均为false。一边长为false，总电阻为false，质量false的正方形线框从左边界面false处水平飞入磁场，进入磁场时false，已知当线框下落false时刻false边刚好离开边界面false，且此时速度方向与水平方向的夹角为false，试求：
(1)false边出磁场前瞬间线框所受的安培力；
(2)false边出磁场后瞬间false两点间的电势差false和从false离开边界面false到false离开边界面false过程中false边产生的焦耳热；
(3)线圈刚进入边界面false时的初速度。
16．我们通常采用如图1所示的装置验证动量守恒定律的实验。实验测得：A球的质量m1，B球的质量m2，水平轨道末端距地面的高度H。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，记录的落点平均位置Ｍ、N几乎与OP在同一条直线上，测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON的长度。
(1)先仅研究A球单独做平抛运动的情况。始终让A球从斜槽的同一位置S处由静止滚下，而多次改变斜槽的倾斜角度，即改变S处的高度h。A球的水平射程OP用x表示。请在图2中画出x2-h图像的示意图，并求出其斜率；（设斜槽及水平轨道光滑）
(2)再研究A球和B球相碰的情况。因为两球的碰撞动量守恒，其表达式为m1×OP＝m1×OM＋m2×ON。
a．关于该实验，也可以根据牛顿运动定律及加速度的定义，从理论上推导得出碰撞前后两球的动量变化量大小相等、方向相反。请写出推导过程（推导过程中对所用的物理量做必要的说明）。
b．某同学在做这个实验时，记录下小球三个落点的平均位置M、P、N，如图3所示。他发现Ｍ和N偏离了OP方向。这位同学猜想两小球碰撞前后在OP方向上依然动量守恒，请你帮他写出验证这个猜想的办法。
17．某同学利用如图所示的装置验证动量守恒定律．图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为1∶2.当两摆球均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触．向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45°角，然后将其由静止释放．结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角为30°.若本实验允许的最大误差为±4%，此实验是否成功地验证了动量守恒定律？
18．如图所示，三个可视为质点的滑块质量分别为mA=m，mB=2m，mC=3m，放在光滑水平面上，三滑块均在同一直线上．一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，B、C均静止。现滑块A以速度v0=false与滑块B发生碰撞（碰撞时间极短）后粘在一起，并压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平面上匀速运动。求：被压缩弹簧的最大弹性势能。
参考答案
1．C 2．B 3．B 4．B 5．C 6．D 7．C 8．C 9．D 10．C 11．1.16 1∶2
12．刻度尺、天平 两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离x1、x2 m1x1＝m2x2 无
13．否 否 false
14．A 1：3
15．(1)6N；(2)3V，false；(3)false
16．(1)图像见解析；k=4H；(2)a．见解析；b．见解析
17．能，见解析
18．false