高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤訓(xùn)練-力學(xué)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

1、2022高考一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤訓(xùn)練力學(xué)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律一、單項(xiàng)選擇（下列各題中四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）1如圖所示，M、N和P為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中小球的落點(diǎn)。已知入射球質(zhì)量為m1，被碰球質(zhì)量為m2，如果碰撞中動(dòng)量守恒，則有（）Am1（-）=m2Bm1（-）=m2Cm1（）=m2Dm1=m2（）2某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在“探究碰撞中的不變量”時(shí)，利用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行探究，下列說(shuō)法正確的是（）A要求斜槽一定是光滑B斜槽的末端必須水平C入射球每次釋放點(diǎn)的高度可以任意調(diào)D入射球的質(zhì)量必須與被碰球的質(zhì)量相等3在做探究碰撞中的不變量實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射球a的質(zhì)量為m1，被碰球b的質(zhì)量為m2

2、，小球的半徑為r，各小球的落地點(diǎn)如圖所示，下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是（）A入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相等的小球B讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下C要驗(yàn)證的表達(dá)式是D要驗(yàn)證的表達(dá)式是4采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律（圖中小球半徑相同、質(zhì)量均已知，且mAmB），下列說(shuō)法正確的是（）A實(shí)驗(yàn)中要求軌道末端必須保持水平B實(shí)驗(yàn)中要求軌道必須光滑C驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需測(cè)量OB、OM、OP和ON的距離D測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)N點(diǎn)偏離OMP這條直線，直接測(cè)量ON距離不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果5將驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置搬到豎直墻壁的附近，調(diào)整儀器，使球A從斜軌上由靜止

3、釋放，并在水平軌道末端與球B發(fā)生正碰后，兩球都能打在墻上。 已知A、B兩球半徑相同，A球的質(zhì)量大于B球的質(zhì)量，則下列說(shuō)法正確的是A此裝置無(wú)法驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律B碰撞后瞬間，A球的速度大于B球的速度C碰撞后， A、B兩球同時(shí)打到墻上D碰撞后，A球在墻上的落點(diǎn)在B球落點(diǎn)的下方二、多項(xiàng)選擇（下列各題中四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意）6下列關(guān)于“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)敘述中正確的是（）A實(shí)驗(yàn)中探究不變量的對(duì)象是相互碰撞的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)B實(shí)驗(yàn)對(duì)象在碰撞過(guò)程中存在內(nèi)部相互作用的力，但外界對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的合力為零C物體的碰撞過(guò)程，就是機(jī)械能的傳遞過(guò)程，可見(jiàn)，碰撞過(guò)程中的不變量就是機(jī)械能D利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中

4、的不變量，導(dǎo)軌必須保持水平狀態(tài)E.兩個(gè)物體碰撞前要沿同一直線，碰撞后可不沿同一直線運(yùn)動(dòng)7在“探究碰撞中的不變量”時(shí)，用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是（）A懸掛兩球的細(xì)繩長(zhǎng)度要適當(dāng)，且等長(zhǎng)B由靜止釋放小球以便較準(zhǔn)確地計(jì)算小球碰前的速度C兩小球必須都是剛性球，且質(zhì)量相同D兩小球碰后可以合在一起共同運(yùn)動(dòng)8對(duì)于實(shí)驗(yàn)最終的結(jié)論m1v1m2v2=m1v1m2v2，下列說(shuō)法正確的是（）A僅限于一維碰撞B任何情況下也一定成立C式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小D式中的不變量是m1和m2組成的系統(tǒng)的質(zhì)量與速度乘積之和9“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置可采用圖甲或圖乙的方法，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的區(qū)別在

5、于：懸掛重垂線的位置不同；圖甲中設(shè)計(jì)有一個(gè)支柱（通過(guò)調(diào)整，可使兩球的球心在同一水平線上，上面的小球被碰撞離開(kāi)后，支柱立即倒下），圖乙中沒(méi)有支柱，圖甲中的入射小球A和被碰小球B做平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)分別在通過(guò)O、O點(diǎn)的豎直線上，重垂線只確定了O點(diǎn)的位置。（球A的質(zhì)量為m1，球B的質(zhì)量為m2）比較這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，下列說(shuō)法正確的是（）A采用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，需要測(cè)出兩小球的直徑B采用圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，需要測(cè)出兩小球的直徑C采用圖乙的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，斜槽軌道末端的切線要求水平，而采用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)則不需要D為了減小誤差，無(wú)論哪個(gè)圖，都要求入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下10某同學(xué)用如圖甲所示的裝置來(lái)探究碰

6、撞中的守恒量，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，圖乙是多次實(shí)驗(yàn)中某球落到位于水平地面記錄紙上得到的10個(gè)落點(diǎn)痕跡，有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的一些說(shuō)法，不正確的有（ ）A入射球和被碰球必須是彈性好的，且要求兩球的質(zhì)量相等，大小相同B被碰球靜止放在槽口，入射球必須每次從軌道的同一位置由靜止釋放C小球碰撞前后的速度不易測(cè)量，所以通過(guò)測(cè)量小球平拋運(yùn)動(dòng)的射程間接地解決D由圖乙可測(cè)出碰撞后某球的水平射程為58.5cm（或取58.258.8cm之間某值）三、實(shí)驗(yàn)探究題11某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖裝置來(lái)驗(yàn)證碰撞過(guò)程遵循動(dòng)量守恒。在離地面高度為h的光滑水平桌面上，放置兩個(gè)小球a和b。其中，b與輕彈簧緊挨著但不栓接，彈簧左側(cè)固定，自由長(zhǎng)度

7、時(shí)離桌面右邊緣足夠遠(yuǎn)，起初彈簧被壓縮一定長(zhǎng)度并鎖定。a放置于桌面邊緣，球心在地面上的投影點(diǎn)為O點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將a球移開(kāi)，彈簧解除鎖定，b沿桌面運(yùn)動(dòng)后水平飛出。再將a放置于桌面邊緣，彈簧重新鎖定。解除鎖定后，b球與a球發(fā)生碰撞后，均向前水平飛出。重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次。實(shí)驗(yàn)中，小球落點(diǎn)記為A、B、C。（1）讀出下面圖中游標(biāo)卡尺測(cè)量a小球的直徑，讀數(shù)為_(kāi)cm。（2）若a球質(zhì)量為ma，半徑為ra；b球質(zhì)量為mb，半徑為rb。b球與a球發(fā)生碰撞后，均向前水平飛出，則_。Amamb，ra=rbBmamb，ramb，ra=rbDmamb，rarb（3）為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒，本實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量的物理量有_。A小球a的質(zhì)量

8、ma和小球b的質(zhì)量mbB小球飛出的水平距離OA、OB、OCC桌面離地面的高度hD小球飛行的時(shí)間（4）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式：_，即說(shuō)明碰撞過(guò)程遵循動(dòng)量守恒。（用題中已測(cè)量的物理量表示）（5）該同學(xué)還想探究彈簧鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能，他測(cè)量了桌面離地面的高度h，該地的重力加速度為g，則彈簧鎖定時(shí)具有的彈性勢(shì)能Ep為_(kāi)。（用題中已測(cè)量的物理量表示）12用圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在長(zhǎng)木板右端下面墊放小木片，補(bǔ)償阻力。小車P的前端粘有橡皮泥，后端連著紙帶。接通電源，輕推小車P使之運(yùn)動(dòng)，小車P運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，與原來(lái)靜止的小車Q相碰，并粘合在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。（已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻

9、率為50 Hz） （1）兩車碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示。測(cè)得小車P的質(zhì)量（包含橡皮泥）mP=0.40 kg，小車Q的質(zhì)量mQ=0.10 kg，由以上數(shù)據(jù)求得碰前系統(tǒng)總動(dòng)量為_(kāi)kgm/s，碰后系統(tǒng)總動(dòng)量為_(kāi)kgm/s。（均保留兩位有效數(shù)字）（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_。13某興趣小組利用圖示裝置研究彈性碰撞。該裝置由傾斜軌道AB、平直軌道CD與斜面EF連接而成，其中B、C之間通過(guò)光滑小圓弧（圖中未畫(huà)出）連接，小球通過(guò)B、C前后速率不變。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先把CD段調(diào)成水平再把質(zhì)量為m2的小球2放在平直軌道CD上，然后把質(zhì)量為m1的小球1從傾斜軌道AB上的P點(diǎn)由靜止釋放，球1與球2發(fā)生正碰后，球2向前運(yùn)動(dòng)，經(jīng)D點(diǎn)平

10、拋后落到斜面上的Q點(diǎn)（圖中未畫(huà)出），球1反彈，最高上升到傾斜軌道AB上的P點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）該小組測(cè)出P點(diǎn)到CD的高度為h，P點(diǎn)到CD的高度為，EQ=，=30，球1與球2大小相等。（1）本實(shí)驗(yàn)中，m1_m2（選填“”“m2（2）繼續(xù)實(shí)驗(yàn)步驟如下，其步驟中有錯(cuò)誤的或者不完善的有_。A在地面上依次鋪白紙和復(fù)寫(xiě)紙B確定重錘對(duì)應(yīng)點(diǎn)OC不放球2，讓球1從斜槽某一位置無(wú)初速度滑下，確定它的落地點(diǎn)位置D把2球放在立柱上，讓球1從斜槽無(wú)初速度滑下，與球2正碰后，確定球1和球2落地點(diǎn)位置和E用刻度尺量出、的長(zhǎng)度F看與是否相等，以驗(yàn)證動(dòng)量守恒。（3）碰撞恢復(fù)系數(shù)的定義為，其中v10和v20分別是碰撞前兩小球的速度，

11、v1和v2分別是碰撞后兩小球的速度，該實(shí)驗(yàn)小球碰撞恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式為e=_（用題目中字母表達(dá)），若測(cè)得e=_，可以判定小球的碰撞為彈性碰撞。15某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑的長(zhǎng)木板的一端，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車A的后面。讓小車A運(yùn)動(dòng)，小車B靜止。在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，如圖1，碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥把兩小車粘合成一體。他在安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，先接通電源然后輕推小車A，使A獲得一定的速度，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，已知電源頻率為50Hz。（1）實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖2所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距標(biāo)在圖上，則應(yīng)選_段計(jì)算A的碰

12、前速度；應(yīng)選_段計(jì)算A和B碰后的共同速度（選填：“BC”“CD”或“DE”）。（2）已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1=0.20kg，小車B的質(zhì)量m2=0.10kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得：碰前m1v1=_kgm/s；碰后（m1m2）v2=_kgm/s。（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知在誤差允許的范圍內(nèi)，AB碰撞過(guò)程中_不變。16利用“類牛頓擺”驗(yàn)證碰撞過(guò)程中的動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)半徑相同的球1和球2，細(xì)線若干，坐標(biāo)紙，刻度尺。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）測(cè)量小球1、2的質(zhì)量分別為m1、m2，將小球各用兩細(xì)線懸掛于水平支架上，各懸點(diǎn)位于同一水平面，如圖甲；（2）將坐標(biāo)紙豎直固定在一個(gè)水平支架

13、上，使坐標(biāo)紙與小球運(yùn)動(dòng)平面平行且盡量靠近。坐標(biāo)紙每一小格是邊長(zhǎng)為d的正方形。將小球1拉至某一位置A，由靜止釋放，垂直坐標(biāo)紙方向用手機(jī)高速連拍；（3）分析連拍照片得出，球1從A點(diǎn)由靜止釋放，在最低點(diǎn)與球2發(fā)生水平方向的正碰，球1反彈后到達(dá)最高位置為B，球2向左擺動(dòng)的最高位置為C，如圖乙。已知重力加速度為g，碰前球1的動(dòng)量大小為_(kāi)。若滿足關(guān)系式_，則驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒；（4）與用一根細(xì)線懸掛小球相比，本實(shí)驗(yàn)采用雙線擺的優(yōu)點(diǎn)是：_；（5）球1在最低點(diǎn)與靜止的球2水平正碰后，球1向右反彈擺動(dòng)，球2向左擺動(dòng)。若為彈性碰撞，則可判斷球1的質(zhì)量_球2的質(zhì)量（填寫(xiě)“大于”、“等于”或“小于”）；若為非彈性碰撞

14、，則_（填“能”或“不能”）比較兩球質(zhì)量大小？17小明同學(xué)利用如圖所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)步驟如下：將光電門1、2分別固定在氣墊導(dǎo)軌左右兩側(cè)，打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平；將兩個(gè)寬度均為d （已知）的擋光片分別安裝在甲、乙兩滑塊上；把兩個(gè)滑塊用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮的彈簧；燒斷細(xì)線，觀察兩滑塊的運(yùn)動(dòng)情況；當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，分別用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被甲、乙兩擋光片遮住的時(shí)間t1、t2；分別求出相互作用前后的總動(dòng)量，進(jìn)行比較。根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，回答下列問(wèn)題：（1）為了完成實(shí)驗(yàn)，還需要的測(cè)量工具有_（填選項(xiàng)前的字母代號(hào)）A毫米刻度尺 B游標(biāo)卡尺 C天平 D秒表（2）寫(xiě)出還需要測(cè)量的物理

15、量和符號(hào)_；（3）實(shí)驗(yàn)所要驗(yàn)證的表達(dá)式為_(kāi)。（用已知量及所測(cè)得物理量表示）18利用圖（a）所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。在圖（a）中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)時(shí)器（未完全畫(huà)出）可以記錄遮光片通過(guò)光電門的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑塊A質(zhì)量，滑塊B質(zhì)量，遮光片寬度；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電的頻率為。將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰；碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示。（1）碰撞后A的動(dòng)量為_(kāi)；（2）撞后A、B組成的系統(tǒng)總動(dòng)量為_(kāi)；

16、（以上結(jié)果均保留兩位小數(shù)）（3）在誤差允許范圍內(nèi)A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒？_（填“是”或“否”）19如圖所示的裝置是“沖擊擺”，擺錘的質(zhì)量很大，子彈以初速度從水平方向射入擺中并留在其中，隨擺錘一起擺動(dòng)。（1）子彈射入擺錘后，要得到子彈和擺錘一起運(yùn)動(dòng)的初速度，需要測(cè)量的物理量有_。A子彈的質(zhì)量B擺錘的質(zhì)量C沖擊擺的擺長(zhǎng)D擺錘擺動(dòng)時(shí)擺線的最大擺角（2）用問(wèn)題（1）中測(cè)量的物理量，應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí)可以得出子彈和擺錘一起運(yùn)動(dòng)的初速度_；（3）通過(guò)表達(dá)式_，即可驗(yàn)證子彈與擺錘作用過(guò)程中的不變量（用已知量和測(cè)量量的符號(hào)、表示）。20某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)完全相同的小車、B，由于車內(nèi)固定有不同槽碼而質(zhì)量不同?，F(xiàn)在在小車的前端粘有橡皮泥，推動(dòng)小車使之做勻速運(yùn)動(dòng)，然后與原來(lái)靜止在正前方的小車B相碰并粘在一起，裝置如圖（a）所示，在小車的后面連著紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為，長(zhǎng)木板下墊著的小木塊已平衡摩擦力。（1）、B相碰后粘在一起_下滑（選填“勻速