《2023届高考物理一轮实验专题集训：验证动量守恒定律（word版含答案）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023届高考物理一轮实验专题集训：验证动量守恒定律（word版含答案）.doc（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2023届高考物理一轮实验专题集训：验证动量守恒定律1（2022四川省泸县第二中学模拟预测）如图甲为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，推动小车A使之做匀速直线运动，小车A与原来静止在前方的小车B相碰，并粘在一起继续做匀速直线运动，在小车A后连着纸带，电磁打电计时器电源频率为50Hz。（1）用小木片将长木板一端垫起的目的是_；（2）若实验已得到的打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（标在图上），则应该选_段来计算的碰撞前速度，应该选_段来计算A和B碰后的共同速度（选填“ab”、“bc”或“de”）。（3）已测得小车A的质量m1=0.4kg，小车B质量m2=0.4k
2、g，由以上测量结果可得碰前的总动量为_；碰后总动量为_。（保留二位有效数字）2（2022北京师大附中三模）某同学借助图1所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，图1让小车1以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，得到的纸带如图2所示，已将各计数点之间的距离标在图上。（1）图2中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车1碰撞前的速度大小应选_段，计算两车碰
3、撞后的速度大小应选_段。（2）若小车1的质量（含橡皮泥）为0.4kg，小车2的质量为0.2kg，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是_kgm/s，碰后两小车的总动量是_kgm/s。（结果均保留三位有效数字）（3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是_。A实验中小车1必须从静止释放B若小车1前端没贴橡皮泥，不影响实验验证C上述实验装置不能验证弹性碰撞规律3（2022北京东城三模）如图所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为的A球从斜槽轨道上某一固定位置由静止开始释放，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到1
4、0个落点痕迹。再把质量为的B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置由静止释放，与B球碰撞后抛出，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。、为三个落点的平均位置。（1）关于本实验，下列说法正确的是_。A斜槽轨道必须光滑B斜槽轨道末端必须水平C实验过程中，复写纸和白纸都可以移动（2）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过测量小球平抛运动的射程，来间接验证动量守恒。请通过分析说明为什么这样做是可以的？( )（3）实验中、这三个长度中，与实验所用小球质量无关的是_（4）在实验误差允许范围内，若满足关系式_，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。ABCD（5）在实验中，为了让A球碰
5、后沿原方向运动，A球的质量和B球的质量应满足一定的关系。若定义碰撞中的恢复系数为两球碰后的相对分离速率和碰前相对靠近速率之比，即。若在某次实验中，两球碰撞的回复系数为（），求应满足的条件？并据此说明实验时只要满足，则A球碰后一定会沿原方向运动。( )4（2022湖南长郡中学模拟预测）一同学利用如图所示的斜槽轨道和两个由相同材料制成、表面粗糙程度相同的滑块A、B做“验证动量守恒定律”的实验。斜槽轨道由倾斜轨道和平直轨道组成，两部分间由一段圆弧平滑连接，在平直轨道的一侧固定有刻度尺。其操作步骤如下：将斜槽轨道放置在水平桌面上：用天平测得A、B两个滑块的质量分别为不放滑块B，使滑块A从倾斜轨道顶端P
6、点由静止释放，滑块A最终静止在平直轨道上，记下滑块A静止位置其右侧面对应的刻度把滑块B放在平直轨道上。记下其左侧面对应的刻度：让滑块A仍从倾斜轨道顶端P点由静止释放，滑块A与B发生碰撞后最终均静止在平直轨道上，记下最终滑块B、A静止位置对应的刻度。请回答下列问题：（1）实验中，必须满足的条件或测定的物理量是_（填正确答案标号）。A滑块A的质量应大于滑块B的质量B平直轨道必须水平C倾斜轨道必须光滑D测定滑块A的释放点P到平直轨道间的高度差h（2）实验中滑块A碰撞前的速度和滑块A、B碰撞后滑块A的速度的比值_，若A、B两滑块碰撞过程中满足动量守恒，则关系式_成立。（用题中字母表示）（3）若滑块A、
7、B之间的碰撞为弹性碰撞，则关系式_成立。（用题中字母表示）（4）若在进行步骤的操作时，滑块A从倾斜轨道顶端P点下方的某位置由静止释放，其他实验操作都正确，则会造成碰撞后两滑块的动量之和_（填“大于”“小于”或“等于”） 。5（2022山东胜利一中模拟预测）用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。用天平测量两个小球的质量、，且；直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过测量相关量，来间接解决这个问题。下面是三个实验小组的实验情况：（1）实验小组甲的实验装置如图所示。图中点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球多次从斜轨上A位置
8、静止释放；然后把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球，从斜轨上A位置静止释放，与小球相撞，并多次重复，分别找到小球的平均落点、，并测量出平均水平位移、的长度、。（用上述步骤中测量的量表示），若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为：_。（2）实验小组乙的实验装置如图所示。在水平槽末端的右侧放置一个竖直屏，竖直屏的点与小球的球心等高。使小球仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验（1）的操作，得到两球落在竖直屏上的平均落点、，量出、的高度，、。（用上述步骤中测量的量表示），则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为：_。（3）实验小组丙的实验装置如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜
9、面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验（1）的操作，得到两球落在斜面上的平均落点、，用刻度尺测量斜面顶点到、三点的距离分别为、。（用上述步骤中测量的量表示）则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_。6（2022辽宁大连二十四中模拟预测）某实验小组利用如图（a）所示的实验装置验证动量守恒定律。实验的主要步骤如下：用游标卡尺测量小球A、B的直径d，其示数如图（b）所示，用天平测量小球A、B的质量分别为、；用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上；将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时由静止释放，与球B碰撞后，测
10、得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。回答下列问题：（1）小球的直径_；（2）若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式可表示为_（用中测量的量表示）；（3）完成实验后，实验小组进一步探究。用质量相同的A、B两球重复实验步骤，发现A球与B球碰撞后，A球静止，B球向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角几乎等于，由此他们判断A、B两球的碰撞是_（填“弹性碰撞”“非弹性碰撞”“完全非弹性碰撞”）。7（2022天津静海一中模拟预测）在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作：先调整斜槽轨道，使末端的切线水平，在一块平木板表面
11、先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹；将木板向右平移适当的距离，再使小球从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹；把半径相同的小球静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球仍从原固定点由静止释放，和小球相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹和；用天平测量、两小球的质量分别为，用刻度尺测量白纸上点到、三点的距离分别为、和。（1）小球下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果_（填“会”或“不会”）产生误差。（2）两小球的质量关系：_（填“”“”或“”）。（3）用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量
12、守恒，其表达式为_。8（2022吉林松原模拟预测）某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律。步骤一，先安装好仪器，在地上铺上一张白纸，白纸上铺放复写纸，记录轨道末端正下方的位置为O点。步骤二，轨道末端先不放置小球B，让小球A多次从轨道上同一位置静止释放，记录小球A在白纸上的落点。步骤三，轨道末端放置小球B，仍让小球A多次从轨道上的同一位置静止释放，与小球B发生碰撞后，均落到白纸上，记录两小球在白纸上的落点。步骤四，用刻度尺测量出小球落点的平均位置M、P、N到O点的距离分别为1.5L、2L、2.5L。回答下列问题：（1）小球A的半径_小球B的半径，小球A的密度_小球B的密度。（均选填“大于”
13、“等于”或“小于”）（2）若碰撞过程动量守恒，小球A与小球B的质量之比为_，两小球发生的是_（填“弹性”或“非弹性”）碰撞。（3）若仅改变两小球的材质，小球质量不变，小球A释放的初始位置不变，则小球B的落点到O点的距离最大可能为_。9（2022浙江天略外国语学校模拟预测）采用如图1所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）关于斜槽轨道和小球，正确的说法是_（多选
14、）A斜槽轨道必须光滑B斜槽轨道末段水平C小球表面必须光滑D小球的密度大体积小（2）做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，下列操作正确的是_（多选）A记录的点应适当多一些B每次必须由同一位置静止释放小球C每次必须等距离下降记录小球位置D确定y轴时，y轴必须平行于重锤线E确定坐标原点时，静置于Q点的钢球的最上端对应白纸上的位置即为原点（3）小明通过改进上述“研究平抛运动”的实验装置来验证动量守恒定律撤去硬板和水平挡板，在紧靠Q端放置一光电门，记录小球通过光电门的时间，即可研究入射小球和被碰小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，如图2所示实验中小球和要满足一些条件，下
15、列选项中正确的是_；A必需光滑B半径相等C质量相等D小球大些实验时，先让入射小球从倾斜导轨上位置P处静止释放，测出小球通过光电门的时间然后，把被碰小球静止置于导轨的水平部分末端Q处，再将入射小球从倾斜轨上相同的位置P处静止释放，与小球相碰，光电门先后记录小球和通过光电门的时间和为验证动量守恒定律，还需要测量的物理有_；A用天平测量两个小球的质量B测量小球开始释放的高度hC测量抛出点距地面的高度HD小球和的直径用中测量的量表示，两球相碰前后的动量守恒的表达式为_；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_。10（2022苏州模拟预测）小明用气垫导轨验证两个滑块碰撞中的动量守恒，实验装置如图所示，
16、滑块A的质量为m，滑块B的质量为M330 g，上方安装有一个宽为d的遮光片。滑块A每次以相同的速度u向静止的滑块B运动，碰撞后粘为一体通过光电门，计时器记录遮光片经过光电门的时间t.通过改变B上砝码的质量m进行多次实验。（1） 碰撞后滑块B的速度为v_（用题中相关字母表示）（2） 小明多次实验后得到的实验数据如下表所示：实验次数（Mm）/gv/102（ms1）/102（sm1）13804.420.22624803.920.25535803.400.29446802.600.38558302.580.38869302.330.429根据表中数据，小明已在坐标纸中标出各数据点，请作出对应的图线_。
17、（3）若碰撞过程动量守恒，则（2）问中所作出图线的斜率应为_（用题中相关字母表示）由图线可求得滑块A的初速度u_m/s。（结果保留两位有效数字）（4） 在其他条件不变的情况下，小华同学所用滑块B的质量为300 g，进行上述实验，则他最终得到的图线可能是下图中的_。（图中为小明实验得到的图线，图线平行）11（2022北京模拟预测）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。（1）某同学在实验中记录了小球三个落点的平均位置M、P、N，发现M和N偏离了OP方向，使点O、M、P、N不在同一条直线上，如图所示。若要验证两小球碰撞前后在OP方向
18、上是否动量守恒，则下列操作正确的是_（2）“验证动量守恒定律”的实验装置（图甲）与“研究平抛运动规律”的实验装置（图乙）有许多相似之处。比较这两个实验装置，下列说法正确的是_A为了记录小球落点位置，进行图（甲）实验时，白纸应平铺在复写纸的上方B为了记录小球落点位置，进行图（乙）实验时，白纸应平铺在复写纸的上方C为了减小误差，进行图（甲）实验时，应使斜槽末端水平部分尽量光滑D为了减小误差，进行图（乙）实验时，应使斜槽末端水平部分尽量光滑12（2022北京丰台二模）在“验证动量守恒定律”的实验中，先让质量为m1的A球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复
19、写纸上，在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点。（1）实验中，通过测量_间接地测定小球碰撞前后的速度；A小球开始释放的高度hB小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的水平距离（2）以下提供的器材中，本实验必须使用的是_；A刻度尺B天平C秒表（3）关于该实验的注意事项，下列说法正确的是_；A斜槽轨道必须光滑B斜槽轨道末端的切线必须水平C上述实验过程中白纸可以移动D两小球A
20、、B半径相同（4）为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1m2，若满足关系式_则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒；（5）某同学记录小球三个落点的平均位置时发现M和N偏离了OP方向，如图甲所示。该同学认为只要满足关系式_，则说明两小球碰撞前后总机械能守恒；（6）实验时，若斜槽轨道光滑、两小球发生弹性碰撞，且 m1m23m1，小球落点用图乙中的C、D、E表示，满足关系_，可以两小球认为碰撞前后总动量守恒。13（2022北京模拟预测）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用
21、的是_；（选填选项前的字母）A刻度尺B天平C打点计时器D秒表（2）关于本实验，下列说法中正确的是_；（选填选项前的字母）A同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放B入射小球的质量必须小于被碰小球的质量 C轨道倾斜部分必须光滑D轨道末端必须水平（3）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有_；（选填选项前的字母）A入射
22、小球和被碰小球的质量m1、m2B入射小球开始的释放高度hC小球抛出点距地面的高度HD两球相碰后的平抛射程OM、ON（4）在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式_，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒；用（3）中测量的量表示（5）某同学在上述实验中更换了两个小球的材质，且入射小球和被碰小球的质量关系为m1=2m2，其它条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如下图所示。他将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现，两小球在碰撞前后动量是守恒的。由此可以判断出图中
23、B处是_；A未放被碰小球，入射小球的落地点B入射小球碰撞后的落地点C被碰小球碰撞后的落地点若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式_是否成立。用（5）中的物理量表示14（2022浙江绍兴二模）（1）某实验小组用如图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。在平衡阻力时，小车拖着的纸带打出的点如图2所示，则需要把图1中垫块向_（填“左”或“右”）移动；在正确操作后打出了一条纸带，实际点迹如图3。已知交流电频率为50Hz，打下纸带中P点的速度是_m/s（保留三位有效数字），该纸带的运动方向是向_（填“左”或“右”）。（2）在用气垫导轨装置做“探究碰撞中的不变量”实验时，若要探究两滑块做
24、反冲运动时的物理规律，应选用_（填“甲”、“乙”或“丙”）结构的滑块。15（2022广西二模）某同学设计了如图甲所示的装置验证动量守恒定律:（1）小车a的前端粘有质量不计的橡皮泥，在小车a后连着纸带，纸带通过电磁打点计时器，长木板下垫着小木块，开始时未放小车b，移动长木板下的小木块，轻推小车a，直到纸带上打下的点迹_；（填“均匀”或“不均匀”） （2）在小车a的前方放置一个与a材料相同的静止小车b，推动小车a使之运动，后与小车b相碰并粘合成一体，若已测得打点的纸带如图乙所示，O为运动的起点，x1、x2、x3、x4分别为OA、AB、BC、CD的长度，则应选_段来计算a碰撞前的速度，应选_段来计算
25、 a和b碰后的共同速度；（以上两空均选填“x1”“x2”“x3”或“x4”）（3）设a的质量为ma、b的质量为mb，要验证碰撞中的动量守恒定律，要验证的关系为_（选ma、mb、x1、x2、x3、x4来表示）。16（2022江苏模拟预测）某同学欲采用气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实验。实验装置如图所示，下面是实验的主要步骤：测得A和B两滑块上遮光片的宽度均为d；安装好气垫导轨和光电门，向气垫导轨通入压缩空气，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；利用固定在气垫导轨两端的弹射装置，使滑块A、B分别向左和向右运动，测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为t1和t2；观
26、察发现滑块A、B碰撞后通过粘胶粘合在一起，且运动方向与滑块A碰撞前运动方向相同。(1)为验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有( )AA、B两滑块（包含遮光片）的质量m1、m2B两个光电门之间的距离LC碰撞后滑块B再次经过光电门b时挡光时间tD碰撞后滑块A再次经过光电门a时挡光时间(2)为了验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，请用上述实验过程测出的相关物理量，表示需要验证的关系式是：_。(3)有同学认为利用此实验装置还能计算碰撞过程中损失的机械能。请用上述实验过程测出的相关物理量，表示出A、B系统在碰撞过程中损失的机械能_。17（2020广西柳州一模）某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验操作步骤如下：I先将光滑斜槽轨道的末端调至水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，撞到木板在记录纸上留下压痕O。II将木板向右平移适当距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞到木板在记录纸上留下压痕。III把半径相同的小球b（ma M N m1sP m1sM+m2sN答案第3页，共1页