高中物理驗證動量守恒定律練習題

高中物理驗證動量守恒定律練習題

一、選擇題（本題共計10小題，每題3分，共計30分，）

1.在利用氣墊導軌驗證動量守恒時，用到的測量工具有（）

A.停表、天平、刻度尺

B.天平、刻度尺、光電計時器

C.彈簧測力計、停表、天平

D.停表、刻度尺、光電計時器

2.某同學利用如圖所示的裝置來驗證兩個大小相等的小球人8碰撞過程中是否滿足動

量守恒定律.他將小球4用輕質細線系于。點，測得懸點。到小球重心的距離為，然后

將小球力拉到細線偏離豎直方向a角后由靜止釋放，小球4運動到最低點與靜止在平臺

邊緣的小球B正碰，碰后小球8做平拋運動，小球2向左擺到最高點時細線與豎直方向

的夾角為凡已知重力加速度為0則下列說法正確的是（）

A.小球B的質量一定大于小球A的質量

B.小球8的質量等于小球4的質量

C.要驗證兩小球碰撞過程中是否動量守恒，只需測量小球B的落點到平臺邊緣的距離

D.要驗證兩小球碰撞過程中是否動量守恒，還需測量兩小球的質量、小球B的落點到平

臺邊緣的距離以及平臺的高度

3.下列關于“探究碰撞中的不變量”實驗敘述中不正確的是（）

A.實驗中探究不變量的對象是相互碰撞的兩個物體組成的系統(tǒng)

B.實驗對象在碰撞過程中存在內部相互作用的力，但外界對實驗對象的合力為零

C.物體的碰撞過程，就是機械能的傳遞過程，可見，碰撞過程中的不變量就是機械能

D.利用氣墊導軌探究碰撞中的不變量，導軌必須保持水平狀態(tài)

4.在“驗證動量守恒定律”的實驗中，下列儀器中不需要的有（）

A.秒表B.毫米刻度尺C.天平D.圓規(guī)

5.用氣墊導軌進行實驗時，經常需要使導軌保持水平，檢驗氣墊導軌是否水平的方法

之一是，輕推一下滑塊，使其先后滑過光電門1和光電門2,如圖所示，其上的遮光條

將光遮住，電子計時器可自動記錄滑塊先后經過光電門1、2時的遮光時間和

比較和At2即可判斷導軌是否水平，為使這種檢驗更精準，正確的措施是0

A.換用質量更大的滑塊

B.換用寬度更小的遮光條

C.提高測量遮光條寬度△x的精確度

D.盡可能增大光電門1、2之間的距離L

6.在做“碰撞中的動量守恒定律”實驗中，下列說法正確的是()

A.斜槽軌道盡量光滑以減少誤差

B.入射球和被碰球的質量必須相等，且大小相同

C.需要用秒表測量小球做平拋運動的時間

D.需要用圓規(guī)確定小球落地的平均位置，并用刻度尺測量落地水平距離

7.如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即驗證兩個小球在水平軌道末

端碰撞前后的動量守恒。入射小球質量為暇乜，被碰小球質量為‘%。。點是小球拋出點

在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球'覦t多次從傾斜軌道上S位置靜止釋放，找

到其平均落地點的位置，并記下此位置距。點的距離。然后把被碰小球’外靜止于水平

軌道末端，再將入射小球蹄從傾斜軌道上S位置靜止釋放，與小球'外相撞，多次重復

此過程，并分別找到它們平均落點的位置距。點的距離。則下列說法正確的是

A.實驗中要求兩小球半徑相等，且滿足血1<m2

B.實驗中要求傾斜軌道必須光滑

C.如果等式=+'"盧：成立，可驗證兩小球碰撞過程動量守恒

D.如果等式叫《一町X：+明京成立，可驗證兩小球發(fā)生的是彈性碰撞

8.若采用下圖中甲、乙兩種實驗裝置來驗證動量守恒定律(圖中小球半徑相同、質量

均已知，且加4>血8,B、夕兩點在同一水平線上)，下列說法正確的是

甲乙

試卷第2頁，總25頁

A.采用圖甲所示的裝置，必需測量。8、OM、0P和ON的距離

B.采用圖乙所示的裝置，必需測量。B、B，N、B'P和B'M的距離

C.采用圖甲所示的裝置，若m〃ON=啊-OP+mB-OM,則表明此碰撞動量守恒

1

若纏^^^熏遮辭，則表明此碰撞機械能也守恒

D.采用圖乙所示的裝置,

9.“驗證動量守恒定律”的實驗裝如圖所示，A,B是直徑均為d,質量分別為m.和如

的兩個小球.如果碰撞中動量守恒，根據(jù)圖中各點間的距離，則下列式子可能成立的

^mA_ON

mBMP"mBMP

^m_QiP

AD==”

"meMN,meMN

10.某同學利用如圖所示的裝置做《驗證動量守恒定律的實驗》，已知兩球的質量分

別為m1、m2（且rni>m2）,關于實驗下列說法正確的（）（填選項前的字母）

A.如果M是m2的落點，則該同學實驗過程中必有錯誤

B.斜槽軌道必須很光滑

C.實驗需要驗證的是?0P=m2,O'M+mi?ON

D.實驗需要秒表、天平、圓規(guī)等器材

二、多選題（本題共計5小題，每題3分，共計15分，）

11.“驗證動量守恒定律''的實驗裝置原來的教科書采用圖（甲）的方法，經過編者修改

后，現(xiàn)行的教科書采用圖（乙）的方法.兩個實驗裝置的區(qū)別在于①懸掛重垂線的位

置不同：②圖（甲）中設計有一個支柱（通過調整，可使兩球的球心在同一水平線上；

上面的小球被碰離開后，支柱立即倒下），圖（乙）中沒有支柱.對于圖（甲）入射

小球和被碰小球做平拋運動的拋出點分別在通過0、。'點的豎直線上，重垂線只確定了

。點的位置.比較這兩個實驗裝置，下列說法正確的是（）

A.采用圖（甲）的實驗裝置時，需要測出兩小球的直徑

B.采用圖（乙）的實驗裝置時，需要測出兩小球的直徑

C.為了減小誤差，采用圖（甲）的實驗裝置時，應使斜槽末端水平部分光滑

D.為了減小誤差，采用圖（乙）的實驗裝置時，應使斜槽末端水平部分光滑

12.在利用氣墊導軌探究碰撞中的不變量時，下列哪些因素可導致實驗誤差（）

A.導軌安放不水平

B.小車上擋光片傾斜

C兩小車碰后連在一起

D.向氣墊導軌送氣的氣源壓力不足

13.在做“碰撞中的動量守恒”的實驗時，必須要求的有（）

A.斜槽軌道是筆直的

B.把小球放到斜槽末端的槽口處時，小球應能靜止

C.調節(jié)安裝被碰球的支柱與槽口時，應使小柱頂端與槽口的距離恰等于小球的半徑

D.碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道末端的切線平行

14.如圖所示為“探究碰撞中的不變量”的實驗裝置示意圖.本實驗中，實驗必須要求的

A.斜槽軌道必須是光滑的

B.斜槽軌道末端點的切線是水平的

C.入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速釋放

D.入射球與被碰球滿足ma>mb,ra=rb

15.在“碰撞中的動量守恒”實驗中，儀器按要求安裝好后開始實驗，第一次不放被碰小

球，第二次把被碰小球直接靜止放在斜槽末端的水平部分，在白紙上記錄下重錘位置

和各小球落點的平均位置依次為。、4B、C,設入射小球和被碰小球的質量依次為

機八m2,則下列說法中正確的有（）

■?■■

0ABC

A.第一、二次入射小球的落點依次是8、A

B.入射小球的質量可以小于被碰小球的質量

C.第二次入射小球和被碰小球將同時落地

D.若碰撞過程動量守恒，誤差范圍內滿足：山/48=皿2-。。

三、填空題（本題共計5小題，每題3分，共計15分，）

試卷第4頁，總25頁

16.在做“驗證動量守恒定律”實驗時，入射球a的質量為61,被碰球b的質量為巾2，小

球的半徑為r,各小球的落地點如圖1所示.圖1圖2

(1)下列關于這個實驗的說法正確的是

A.入射球與被碰球最好采用大小相同、質量相等的小球

B.讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，每次都使入射小球從斜槽上不同的位置滾下

C.要驗證的表達式是m1麗=m^OM+m2OP

D.要驗證的表達式是加19=mi麗+m2麗

E.要驗證的表達式是mi(而-2r)=巾】(麗一2r)+m^ON

(2)如圖2碰撞后b球的水平射程應取為cm.

(3)在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？答：(填選項號).

A.水平槽上未放b球時，測量a球落點位置到。點的距離

B.a球與b球碰撞后，測量a球落點位置到。點的距離

C.測量a球或b球的直徑

D.測量a球和b球的質量(或兩球質量之比)

E.測量a在斜槽上最高點相對于水平槽面的高度

(4)在本實驗中，需要用的測量工具有

4.秒表B,毫米刻度尺C.天平D.彈簧秤

(5)若表達式滿足則可證明碰撞過程為彈性碰撞.

17.如圖所示，某同學利用半徑相同、質量較小的2球和質量較大的8球來探究動量守

恒定律，圖中QR為水平槽.實驗時，他讓月球從斜槽上某一固定位置G由靜止?jié)L下，落

到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡，重復上述操作10次；再把B球放在水平槽末端,

讓A球仍從位置G由靜止?jié)L下，和B球碰撞后，4、8球分別在記錄紙上留下各自落點的

痕跡，重復操作10次.圖中的。點是水平槽末端的垂直投影點.用天平稱量出兩球的

質量，用米尺測量出各球落點的平均位置到。點的距離，如表：

m/gOM/cmON/cmOP/cm

mA/9B

10.040.039.3054.8598.29

①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析可得：M點是B球的落點，則N點是Z球在_______的落點，P點

是4球在_______的落點.(填“碰撞前”或“碰撞后”)

②取小球做平拋運動的時間為單位時間，用巾4、巾8和圖中字母表示碰撞前的總動量

P1=碰撞后的總動量P2=-

③將表中數(shù)據(jù)代入發(fā)現(xiàn)Pl________P2(填“大于”、“等于”或"小于”)，其主要原因是：

18.某同學欲采用氣墊導軌和光電計時器等器材進行“驗證動量守恒定律”的實驗。實驗

裝置如圖所示，下面是實驗的主要步驟：

①測得A和B兩滑塊上遮光片的寬度均為d；

②安裝好氣墊導軌和光電門，向氣墊導軌通入壓縮空氣，調節(jié)氣墊導軌的調節(jié)旋鈕，

使導軌水平；

③利用固定在氣墊導軌兩端的彈射裝置，使滑塊人B分別向左和向右運動，測出滑塊

力、B在碰撞前經過光電門過程中擋光時間分別為和At2；

④觀察發(fā)現(xiàn)滑塊4、B碰撞后通過粘膠粘合在一起，且運動方向與滑塊4碰撞前運動方

向相同。

量守恒，除了上述已知條件外，還必須要測量的物理量有o為了驗證滑塊4

B碰撞過程中動量守恒，請用上述實驗過程測出的相關物理量，表示需要驗證的關系式

是：o有同學認為利用此實驗裝置還能計算碰撞過程中損失的機械能。請用

上述實驗過程測出的相關物理量，表示出4、B系統(tǒng)在碰撞過程中損失的機械能4E=

19.在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖甲、乙兩種裝置：

(1)若入射小球質量為根，半徑為6；被碰小球質量為62,半徑為萬，則

A.m1>m27*1>r2B.m1><r2

C.m1>m2=r2D.m1<m2rr=r2

(2)若采用乙裝置進行實驗，以下所提供的測量工具中必需的是

4.直尺B,游標卡尺c.天平D.彈簧秤E.秒表

(3)設入射小球的質量為爪1，被碰小球的質量為m2,則在用甲裝置實驗時(P為碰

前入射小球落點的平均位置)，所得“驗證動量守恒定律”的結論為(用裝置圖中的字

母表示).

試卷第6頁，總25頁

(4)在實驗裝置乙中，若斜槽軌道是光滑的，則可以利用一個小球驗證小球在斜槽上

下滑過程中的機械能守恒.這時需要測是的物理量有：小球釋放初位置到斜槽末端的

高度差小球從斜槽末端做平拋運動的水平位移S、豎直高度h2,則所需驗證的關系

式為：.

20.某同學用圖1裝置做驗證動量守恒定律的實驗.先將a球從斜槽軌道上某固定點處由

靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的b球放

在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止，讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下，和b

球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次.

(1)為測定未放被碰小球時，小球a落點的平均位置，把刻度尺的零刻線跟記錄紙上

的。點對齊，圖2給出了小球a落點附近的情況，由圖2可得OB距離應為cm.

(2)按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是

(〃)質量為M的小車置于水平面上，小車的上表面由光滑的1/4圓弧和光滑平面組成，

弧半徑為R,車的右端固定有一不計質量的彈簧，如圖3所示.現(xiàn)有一質量為m的滑塊

從圓弧最高處無初速下滑，與彈簧相接觸并壓縮彈簧.求：

(1)彈簧具有的最大的彈性勢能Ep；

(2)當滑塊與彈簧分離時小車的速度u

四、解答題(本題共計5小題，每題10分，共計50分，)

21.某同學用圖甲所示裝置通過半徑相同的4、B兩球的碰撞來尋找碰撞中的不變量，

圖中PQ是斜槽，QR為水平槽，實驗時先使4球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾

下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復上述操作10次，得到10個落點痕

跡，再把8球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置C由靜止開始滾下，和B

球碰撞后，4、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡，重復這種操作10次，圖中。

是水平槽末端口在記錄紙上的垂直投影點，P,為未放被碰小球B時4球的平均落點，

M為與B球碰后4球的平均落點，N為被碰球B的平均落點.若B球落點痕跡如圖乙所示,

其中米尺水平放置，且平行于。P,米尺的零點與0點對齊.注意：

(2)碰撞后B球的水平射程應為cm.

（3）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？

答：（）（填選項號）.

A.水平槽上未放B球時，測量4球落點位置到。點的距離

B.4球與B球碰撞后，測量4球落點位置到。點的距離

C.測量4球或B球的直徑

D.測量A球和B球的質量

E.測量G點相對于水平槽面的高度

（4）寫出驗證動量守恒定律的表達式.

22.某實驗小組利用如圖所示裝置驗證動量守恒定律。圖中水平氣墊導軌上裝有光電門

C和D,滑塊4、B靜止放在導軌上，位置如圖所示。力的右側裝有橡皮泥，B的左側裝

有撞針，如果4與B相撞，兩滑塊會"粘'’在一起。4滑塊上方固定有遮光片，測出其寬

度為以光電門C、。分別連接著光電計時器（圖中未畫出），可以記錄遮光片通過光

電門的時間。

遮光片光電門C光電門。

1比Y卡T

：1：

氣墊導軌

（1）該實驗方案中，下列說法正確的有（）。

A.要調節(jié)氣墊導軌，確保導軌水平

B.A的初始位置應盡可能靠近B

C.遮光片的寬度適當窄一些有利于減小誤差

D.4的質量一定要大于B的質量

（2）測出4（含橡皮泥）的質量m&、B（含撞針）的質量粗垢給4一個向右的初速度,

光電計時器記錄了4的遮光片通過光電門C的時間為通過。的時間為若滿足關系

式（用題中所給物理量符號表示），則說明碰撞中4、B系統(tǒng)動量守恒。

（3）若不測量遮光片的寬度，此方案（填“能''或"不能”）驗證兩滑塊4、B在

碰撞過程中動量是否守恒。

23.用如圖裝置可以驗證碰撞中的動量守恒.48為豎直面內末端水平的軌道，斜面頂

端與B端平齊.實驗時先讓質量為mi的球從斜槽上某一固定位置4由靜止開始滾下，進

入水平軌道后，從軌道末端水平拋出，落到斜面上的E點.再把質量為巾2的球放在水

平軌道末端，讓四球仍從位置4由靜止?jié)L下，Hi1球和加2球碰撞后分別落到斜面上的

F點.圖中D、E、尸到拋出點B的距離分別為〃、0、LF.

（1）實驗中造成誤差的可能情況有（填選項前的字母）

試卷第8頁，總25頁

A.線段BE、BD、BF長度的測量

B.軌道不光滑

C.軌道末端不水平

D.軌道末端到對應點的豎直高度未測量

（2）若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為（用題中所給的已知字

母表示）.

24.如圖所示，用“碰撞試驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部

分碰撞前后的動量關系.

.......T

0.U?；?

（1）試驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是，可以通過僅（）

（填選項前的序號），間接地解決這個問題.

A.小球開始釋放高度hB.小球拋出點距地面得高度H

C小球做平拋運動的射程

（2）圖1中。點是小球拋出點在地面上的垂直投影.實驗時，先讓入射球多次從斜

軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程0P.然后，把被碰小

球機2靜置于軌道的水平部分，再將入射球小】從斜軌上S位置靜止釋放，與小球機2相碰,

并多次重復.接下來要完成的必要步驟是（）（填選項前的符號）

A.用天平測量兩個小球的質量m1、m2

B.測量小球Tn】開始釋放高度八

C.分別找到僧2相碰后平均落地點的位置M、N

D.測量拋出點距地面的高度H

E.測量平拋射程OM、ON

（3）若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為（用（2）中測量的量

表示）；若碰撞是彈性碰撞.那么還應滿足的表達式為（用（2）中測量的

量表示）

25.如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部

分碰撞前后的動量關系.

（1）下列說法中符合本實驗要求的是（）

A.安裝軌道時，軌道末端必須水平

B.必要的測量儀器有天平、刻度尺和秒表

C.入射球必須比靶球質量大，且二者的直徑必須相同

D.在同一組實驗的不同碰撞中，每次入射球必須從同一位置由靜止釋放

(2)圖中。點是小球拋出點在地面上的豎直投影.實驗時，先讓入射小球多次從S位

置由靜止釋放，找到其平均落地點的位置.然后把靶球靜置于軌道的末端，再將入射

小球從同一位置由靜止釋放，多次重復，并找到碰撞后兩球各自落地點的平均位

置.用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置與。點的距離(線段OM、OP、ON的長

度)，分別用修、必、制表示.入射小球的質量靶球的質量為徵2,若滿足關系式

則兩球碰撞前后系統(tǒng)動量守恒.

五、實驗探究題(本題共計1小題，共計15分，)

26.(15分)某同學用圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律，圖中48為斜槽，BC為水平槽.

(1)下列說法正確的是()

A.該實驗要求入射小球的質量應大于被碰小球的質量

B.該實驗要求入射小球和被碰小球必須是金屬材質

C.該實驗通過測量入射小球從斜槽上由靜止釋放的高度八得到小球碰撞前的速度

D.該實驗通過測量小球做平拋運動的豎直位移間接得到小球碰撞前后的速度

(2)實驗時先使入射小球從斜槽上某一固定位置S多次由靜止釋放，落到位于水平地

面的記錄紙上并留下痕跡，從而確定P點的位置；再把被碰小球放在水平槽末端，讓入

射小球仍從位置S多次由靜止釋放，跟被碰小球碰撞后，兩球分別在記錄紙上留下各自

的落點痕跡，從而確定M、N點的位置，實驗中，確定P點位置時多次落點的痕跡如圖

乙所示，刻度尺的零刻線與。點對齊，則。P=cm.

(3)該實驗若要驗證兩小球碰撞前后的動量是否守恒，需要分別測量記錄紙上M點距

。點的距離LOM、P點距。點的距離LOP、N點距0點的距離L°N.除此之外，還需要測量

的物理量是，需要驗證的關系式為(其中涉及需要測量的物理量請用自己設

定的字母表示).

(4)該實驗巧妙運用了平拋運動的規(guī)律，請以平拋運動為例，分析論證當物體所受的

合力與初速度方向不在一條直線上時，物體必做曲線運動.

試卷第10頁，總25頁

參考答案與試題解析

高中物理驗證動量守恒定律練習題

一、選擇題(本題共計10小題，每題3分，共計30分)

1.

【答案】

B

【考點】

利用氣墊導軌和光電門驗證動量守恒定律

【解析】

在利用氣墊導軌驗證動量守恒時，根據(jù)實驗原理即可明確應用到的測量工具.

【解答】

解：用天平測滑塊質量；用刻度尺測擋光片的寬度；運動時間是指擋光片通過光電門

的時間，由光電計時器計時，因此不需要停表，故B正確，ACD錯誤.

故選B.

2.

【答案】

D

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

小球A碰后繼續(xù)向前擺動，并不能說明小球B的質量與小球A的質量的關系，A、B

項錯誤；根據(jù)lm=mgl(1-cosa)可以求得小球A碰前的速度大小，根據(jù)ml=mkl。

(1-cosB)可以求得小球A碰后的速度大小要得到小球B碰后的速度大小需要測量平

拋運動的水平位移與下落的高度。所以要驗證動量守恒定律表達式m(+mBn,還需要

測量兩小球的質量、小球B的落點到平臺邊,彖的距離以及平臺的高度，C項錯誤，D

項正確。

【解答】

解：.小球4碰后繼續(xù)向前擺動，并不能說明小球B的質量與小球4的質量的關系，

故A、B錯誤；

CD.根據(jù)：皿4若=犯4。L(1-cosa),可以求得小球4碰前的速度大小，根據(jù)

2

|mxv；=ni4gL(1-cos￡)可以求得小球4碰后的速度大小，要得到小球B碰后的速度

大小需要測量平拋運動的水平位移與下落的高度.所以要驗證動量守恒定律表達式

mAvA-mAv'A+mBvB,還需要測量兩小球的質量、小球B的落點到平臺邊^(qū)的距離以

及平臺的高度，C項錯誤，。項正確.

故選。.

3.

【答案】

C

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

關于“探究碰撞中的不變量”實驗中，靈活運用整體法分析，且其實驗為驗證動量守恒

定律的，遵循動量守恒.

【解答】

解：實驗的形式可以改變，但是“探究碰撞中的不變量”實驗研究的始終是兩個相互碰

撞的物體組成的整體系統(tǒng).在此過程中，摩擦力為0,整體外力合力為0.故人B錯誤.

C、”探究碰撞中的不變量”實驗為驗證動量守恒定律，所以碰撞中守恒的是動量，不是

機械能.故C錯誤.

利用氣墊導軌探究碰撞中的不變量，為準確測量，導軌必須保持水平狀態(tài)，故。正

確.

該題選擇錯誤選項，故選：C.

4.

【答案】

A

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

根據(jù)實驗原理和實驗目的首先明確實驗原理，確定實驗需要測量的物理量，則可進一

步知道實驗所需要的器材.

【解答】

解：4、驗證動量守恒的實驗中，碰撞前后物體運動的時間由高度決定，高度是一定的，

所以運動時間是相同的，不需要秒表.所以4是不需要的；

8、實驗中需要測量紙帶上兩點間的距離，所以需要刻度尺，故B需要；

水平方向速度由水平位移決定，動量是質量和速度的乘積，故要用天平測出兩個物

體的質量，故C需要；

。、該實驗中小球的落點并不是固定的，需要使用圓規(guī)畫出盡量小的圓將盡量多的落

地圈起來，圓心就是平拋運動的平均落點，故D需要.

本題選不需要的，故選：A.

5.

【答案】

D

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

根據(jù)遮光條通過光電門的時間可明確滑塊的速度，若物體做勻速直線運動，則經過兩

個光電門的速度相同；根據(jù)滑塊的運動情況可明確如何提高精確性.

【解答】

本題中如果導軌水平，則滑塊應做勻速運動，因此要想更精準確的進行檢驗可以增大

光電門1、2之間的距離，從而明確更準確的判斷速度是否發(fā)生變化；而換用質量更大

的滑塊、寬度更小的遮光條以及提高測量遮光條寬度^x的精確度對速度變化均沒有影

響；故。正確，4BC錯誤；

6.

【答案】

D

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

試卷第12頁，總25頁

【解析】

驗證碰撞中的動量守恒，入射球質量應大于被碰球的質量；

實驗中不需要測量時間，不需要秒表.

【解答】

解：人只要小球離開軌道時的水平速度相等即可，不需要要求軌道光滑，故4錯誤；

B、為防止入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，故B錯誤；

C、小球離開軌道后做平拋運動，它們在空中的運動時間相等，可以用水平位移代替速

度，不需要測量時間，故c錯誤；

小球離開軌道后做平拋運動，它們在空中的運動時間相等，可以用水平位移代替

速度，需要用圓規(guī)確定小球落地的平均位置，并用刻度尺測量落地水平距離，故。正

確；

故選：。.

7.

【答案】

D

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

實驗中要求兩小球半徑相等，且滿足機］>m2,以保證入射球碰后不反彈，選項4錯誤；

實驗中傾斜軌道沒必要光滑，只需到達底端的速度相同即可，選項B錯誤；

因匕是機1碰前的射程，因X,是巾1碰后的射程，因與和電碰后的射程，如果等式

小"2=m1>X1+血2與成立，可驗證兩小球碰撞過程動量守恒，選項c錯誤；

如果等式如港=加1/*7712蟾即叫好=叫好+如港成立，可驗證兩小球發(fā)生的

是彈性碰撞，選項。正確；

故選D

【解答】

此題暫無解答

8.

【答案】

D

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

A.如果采用圖甲所示裝置，由于小球平拋運動的時間相等，故可以用水平位移代替速

度進行驗證，不需要測量。8的長度，故4

錯誤；

B.如果采用圖乙所示裝置時，利用水平距離相等，根據(jù)下落的高度可確定飛行時間，

從而根據(jù)高度可以表示出對應的水平速度

,從而確定動量是否守恒，故不需要測量。8的距離，故B錯誤；

C.采用圖甲所示裝置，一個球時水平距離為0P,兩球相碰時，A球距離為。M,8球

為。M則根據(jù)動量守恒定律有：

mav=mH+may,因下落時間相同，則兩端同時乘以t后有m,-OP=?0M+

m_-ON,則表明此碰撞動量守恒，故C錯誤；

D.小球碰后做平拋運動，速度越快，下落高度越小，單獨一個球下落時，落點為P,

兩球相碰后，落點分別為M和N,根據(jù)動量

守恒定律有mu=mH+msY,而速度u=根據(jù)無=.s._Phmu,貝ij

可解得：

2Vg

BB'BBBB'

{DB'F=[2B'M[2B'N,代入動量守恒表達式，消去公共項后，有而帝：

m.M<B'Nms,機械能守恒

\ggg

aten.1,1111

定律可知：云m+云me,聯(lián)立動量表達式和機械能表達式可知：-,故可以根據(jù)該式

2、B'NYB'MYB'P

表明此碰撞機械能守恒，故。正確；

故選。,

【解答】

此題暫無解答

9.

【答案】

A

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

兩球碰撞后做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律求出球的速度，然后應用動量守恒定律答

題.

【解答】

解：兩球碰撞后，小球做平拋運動，由于小球拋出點的高度相等，

它們在空中做平拋運動的時間t相等，小球做平拋運動的初速度：

OP,0M,0，N

VA=Y'以=Vb=

r

由動量守恒定律得：mAvA=mAvA4-

nilOPOM,OiN

mOrNOrN小丹.

嬴A=亦加=而，故力正確，

故選：A.

10.

【答案】

A

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

要保證碰撞前后a球的速度方向保持不變，則必須讓a球的質量大于b球的質量

m2.為了保證每次小球運動的情況相同，故應該讓入射小球a每次從同一位置滾

下.本題要驗證動量守恒定律定律即加1%=巾1%+m2v2,故需驗證nh?OP=巾1?

OM+m2-ON.

【解答】

解：4、入射球要比靶球質量大，因此質量為mi的為入射小球，其碰前落地點為P,碰

后落地點為M,故A正確；

試卷第14頁，總25頁

B、在同一組的實驗中要保證入射球和靶球每次平拋的速度都相同，故每次入射球必須

從同一高度由靜止釋放，由于摩擦作用對它們的影響相同，因此軌道是否光滑不影響

實驗，故B錯誤；

C、不管是入射小球還是被碰小球，它們開始平拋的位置都是。點，圖中P是入射小球

不發(fā)生碰撞時飛出的落地點；N是被碰小球飛出的落地點；M是入射小球碰撞后飛出的

落地點，由于它們都是從同一高度做平拋運動，運動的時間相同，故可以用水平位移

代表水平速度，故需驗證表達式為：m「0P=m「0M+m2-0N,故C錯誤.

本實驗不需要測小球平拋運動的速度，故不需要測運動的時間，所以不需要秒表,

故。錯誤.

故選：A.

二、多選題（本題共計5小題，每題3分，共計15分）

11.

【答案】

A,D

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

為防止碰撞后入射球被彈回，入射球的質量應大于被碰球的質量.

為使小球離開軌道后做平拋運動，應使軌道末端水平，每次實驗應從同一位置由靜止

釋放小球；小球做平拋運動的運動時間相等，球的水平位移與其初速度成正比，可以

用小球的水平位移代替其初速度，實驗要測出球的水平位移.

【解答】

解：力、采用圖（甲）的實驗裝置時，為測出入射球碰撞后的水平位移，需要測出兩小

球的直徑，故4正確；

B、采用圖（乙）的實驗裝置時，不需要測出兩小球的直徑，故B錯誤；

C、不論采用哪個圖做實驗，斜槽軌道末端的切線都要求水平，采用圖（甲）的實驗裝

置時，斜槽末端水平部分不一定要光滑.故C錯誤；

。、采用圖（乙）的實驗裝置時，碰撞后4要在水平面上繼續(xù)運動一段距離后再做平拋

運動，為減小實驗誤差，應使斜槽末端水平部分盡量光滑，故。正確；

故選：4。.

12.

【答案】

A,B,D

【考點】

利用氣墊導軌和光電門驗證動量守恒定律

誤差

【解析】

此題暫無解析

【解答】

解：A.導軌安放不水平，小車速度將受重力的影響，從而導致實驗誤差，故4符合題

意；

B.擋光片傾斜會導致?lián)豕馄瑢挾炔坏扔趽豕怆A段小車通過的位移，使計算速度出現(xiàn)誤

差，故B符合題意；

C.兩小車碰撞后連在一起是完全非彈性碰撞，系統(tǒng)碰撞前后，動量仍然守恒，故不會

導致實驗誤差，故C不符合題意；

D.氣源壓力不足時，小車與導軌的摩擦力會導致實驗誤差，故。符合題意.

故選ABD.

13.

【答案】

B,D

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

兩球做平拋運動，由于高度相等，則平拋的時間相等，水平位移與初速度成正比，把

平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運動的初速度.將需要驗證的

關系速度用水平位移替代.根據(jù)實驗原理與實驗注意事項分析答題.

【解答】

解：4、小球離開軌道后做平拋運動，軌道不需要是筆直的，只要斜槽軌道末端切線應

水平即可，小球靜止放在軌道槽口處應保持平衡，即保持靜止，故4錯誤，B正確；

C、調節(jié)安裝被碰球的支柱與槽口時，應使小柱頂端與槽口的距離恰等于小球的直徑，

故C錯誤；

。、為保證小球碰撞后做平拋運動，碰撞的瞬間，入射球與被碰球的球心連線與軌道

末端的切線水平，故。正確；

故選：BD.

14.

【答案】

B,C,D

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

根據(jù)實驗要求每次碰前小球a的速度相同可知沒有必要要求斜槽軌道光滑，并且每次小

球a的釋放位置必須相同，這樣可對4c做出判斷；根據(jù)平拋運動的規(guī)律可知斜槽的末

端必須水平，可對B做出判斷；根據(jù)彈性碰撞規(guī)律，若入射小球質量小于被碰小球質量

時可能被碰回，及只有發(fā)生對心碰撞時才能做直線運動，可對。做出判斷；

【解答】

解：4、本實驗必須要求入射小球在每次碰撞前的速度相同即可，與斜槽是否光滑無關,

所以4錯誤；

B、只有斜槽末端點的切線水平才能保證碰后小球做平拋運動，所以B正確；

C、根據(jù)動等定理可知，只有滿足入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速釋放時，

入射速度才能相同，所以C正確；

根據(jù)彈性碰撞規(guī)律，若入射小球質量小于被碰小球的質量時，入射小球要被碰回,

所以必須滿足機。＞皿6；只有滿足兩小球的半徑相同時，碰后兩小球的速度才能在一

條直線上，所以。正確.

故選：BCD

15.

【答案】

A,D

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

試卷第16頁，總25頁

入射小球和被碰小球相撞后，被碰小球的速度增大，入射小球的速度減小，都做平拋

運動，豎直高度相同，所以水平方向，被碰小球在入射小球的前面，應用動量守恒定

律分析答題。

【解答】

4、入射小球和被碰小球相撞后，被碰小球的速度增大，入射小球的速度減小，碰前碰

后都做平拋運動，高度相同，落地時間相同，所以B點是沒有碰時入射小球的落地點，

力碰后入射小球的落地點，C碰后被碰小球的落地點，故力正確；

B、為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質量要大于被碰球的質量，故B錯誤；

C、兩球碰后都做平拋運動，豎直高度相同，它們在空中的運動時間相等，由于被碰球

先離開斜槽入射球后離開斜槽，被碰球先落地，入射球后落地，故C錯誤；

D、如果兩球碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：=

+m2v3,

小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間t相等，

上式兩邊同時乘以t得：小途5=小途2￡+得：巾1。8=miCM+62?？诩矗?/p>

=m2OC,故。正確；

三、填空題(本題共計5小題，每題3分，共計，5分)

16.

【答案】

(1)D；(2)65.0；(3)ABD；(4)BC；(5)m^OP=+m^ON.

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

(1)根據(jù)實驗注意事項，應用動量守恒定律分析答題.

(2)由圖示確定刻度尺的分度值，然后求出其示數(shù).

(3)根據(jù)需要驗證的表達式確定實驗需要測量的量.

(4)根據(jù)實驗需要測量的量確定需要的實驗器材.

(5)根據(jù)動量守恒定律與能量守恒定律求出需要驗證的表達式.

【解答】

解：(1)人為讓兩球發(fā)生對心碰撞，兩球的直徑應相等，即兩球大小相等，為防止

碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，故4錯誤；

B、讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰，為保證球的速度相等，每次都使入射小球從斜

槽上相同的位置由靜止?jié)L下，故B錯誤；

。、小球離開軌道后做平拋運動，由于小球拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間

t相等，如果碰撞過程動量守恒，則：m/o=瓶1%+m/2，兩邊同時乘以t得：

m^ot-m^t+即miOP=mi?！?瓶2。7，故0正確，CE錯誤，故選。.

(2)用盡可能小的圓把小球所有落點圈起來，圓的圓心是小球落點的平均位置，由圖

2所示可知，碰撞后b球的水平射程65.0cm；

⑶實驗需要驗證：叫而=叫麗'+g麗，需要測出小球的水平位移、測出小球

的質量，故選48。.

(4)實驗需要用毫米刻度尺測出小球的水平位移，用天平測出小球的質量，需要的實

驗器材是：毫米刻度尺、天平，故選BC.

(5)由(1)可知，如果碰撞過程動量守恒，PIIJ：m^P=mrOM+m2ONt

如果碰撞過程機械能守恒，貝IJ：+|m2V2?

2

兩邊同時乘以產得：1ml詔/=譜產+17n2諺尸，貝iJniiOp?=7nlOM?+m2ON1

222

如果巾1。2=m1OM+m2ON,可證明碰撞過程為彈性碰撞.

17.

【答案】

碰撞后，碰撞前，叫10P，叫。N+g?！?大于,4、B碰撞后，4反彈，4離開水平槽時的速

度小球碰撞后的速度

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

研究平拋物體的運動

【解析】

①小球離開水平槽后做平拋運動，根據(jù)實驗步驟與實驗數(shù)據(jù)分析答題；

②根據(jù)動量的計算公式分析答題；

③根據(jù)兩球的質量關系與實驗步驟分析答題.

【解答】

解：①小球4與B碰撞后的速度變小，小于不與B發(fā)生碰撞時的速度，小球離開水平槽

后做平拋運動，由于拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間相等，球水平位移與

初速度成正比，初速度越大，水平位移越大，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，N點是4球在碰撞

后的落點，P點是4球在碰撞前的落點.

②小球離開水平槽后做平拋運動，由于拋出點的高度相等，它們在空中的運動時間t相

等，球水平位移與初速度成正比，即：s=仇，以運動時間t為時間單位，可以用小球

的水平位移代替小球的速度，則碰撞前的總動量：Pi=mAOP,碰撞后的總動量P2=

mA0N+mB0M.

③根據(jù)表中數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可知，Pi大于P2,這是由于小球2的質量小于小球B的質量，4、B

發(fā)生碰撞后，4球要反彈，力向左運動返回斜面，然后再從斜面上滾下到達水平槽，然

后離開槽做平拋運動，在此過程中，4要克服摩擦力做功，4的動能減小，A返回水平

槽末端時的速度小于剛碰撞后的速度，4離開水平槽后做平拋運動的水平位移。N偏小.

故答案為：①碰撞后；碰撞前；@mAOP；mA0N+mB0M;③大于；4、B碰撞后，A

反彈，4離開水平槽時的速度小球碰撞后的速度.

18.

【答案】

m+mm+m

ni]m2i2+i2

=△超2

Ati-At9AtAt?At

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

(1)(2)極短時間內的平均速度等于瞬時速度，根據(jù)滑塊經過光電門的時間應用速

度公式求出速度，根據(jù)動量守恒定律求出實驗需要驗證的表達式，來判斷需要測量的

試卷第18頁，總25頁

物理量；

(3)根據(jù)碰撞前后系統(tǒng)的機械能求出碰撞過程系統(tǒng)損失的機械能。

【解答】

(2)根據(jù)極短時間內物體的平均速度等于瞬時速度得物塊4、B碰撞前速度的大小分

dd

別為?1,乙

d

V-

碰撞后4B的速度：△t,

如果碰撞過程動量守恒，I以向左為正方向i%-m2v2=(jn6+m2)。

dd丁(鵬+叱)彘

即:叫K叼

-1m2iH5+m2

敕亞。Atfi-At?-At

整理得：o乙

為了驗證碰撞過程中動量守恒，還必須測量的物理量有：4、機7，以及碰撞后滑塊B

再次經過光電門b時擋光時間△t；故AC正確；為了驗證碰撞中動量守恒定律，需要驗

iri|nigin]

證的關系是：△t24、B系統(tǒng)在碰撞過程中損失的機械能△

12721(,X4

f=ym7v1+ym2v7-g-(m1+m2)v

2nigin,4in+m?

dnn

整理得:AE=2(△tl△t2)

19.

【答案】

(1)C

(2)AC

⑶m1OP=+m2O'N

(4)s2=4九1八2

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

(1)為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質量大于被

碰小球的質量.為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑相同；

(2、3)兩球做平拋運動，由于高度相等，則平拋的時間相等，水平位移與初速度成正

比，把平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運動的初速度.將需要

驗證的關系速度用水平位移替代.根據(jù)表達式確定需要測量的物理量.

(4)驗證小球在斜槽上下滑過程中的機械能守恒，即驗證在斜槽滑下動能的增加量與

重力勢能的減小量是否相等.

【解答】

解：(1)在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有m1幾=nil%+

在碰撞過程中動能守恒故有［加I詔=jmivf+|m2v^

解得也=1M

m1+m2

要碰后入射小球的速度%>0,即一加2>0,

7nl>m2,

為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑相同，『1=七

故選C

(2、3)P為碰前入射小球落點的平均位置，M為碰后入射小球的位置，N為碰后被碰小

球的位置，

碰撞前入射小球的速度%=

碰撞后入射小球的速度

OM

OfN

碰撞后被碰小球的速度內=I

若m1%=m2v3+加送2則表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒,

帶入數(shù)據(jù)得：MiOP=mrOM+m2O'N

故需要測量的工具有刻度尺和天平.

2

(4)根據(jù)平拋運動的規(guī)律，h2=lgt.

解得t=再

平拋運動的初速度%=，=sj奈，

則動能的增加量為△&=\rnvl=嗯,

重力勢能的減小量△Ep=rnghlt

則驗證鬻，=rnghr,

即s?=4砥九2.

20.

【答案】

7(1)46.41,

(2)ma-OB=ma-OA+mb-OC.

〃、(1)彈簧具有的最大的彈性勢能為mgR.

(2)當滑塊與彈簧分離時小車的速度為黑三.

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

試卷第20頁，總25頁

【解析】

/、抓住平拋運動的時間相等，水平位移可以代表平拋運動的初速度，寫出驗證動量守

恒的驗證式.

〃、(1)當彈簧壓縮量最大時，由動量守恒定律知，6和M的速度為零，根據(jù)能量守

恒定律求出彈簧的最大彈性勢能.

(2)結合動量守恒定律和能量守恒定律求出滑塊分離時小車的速度.

【解答】

解：/、(1)由圖2可得OB距離應為46.41cm.

(2)由題意知，小球單獨釋放時平拋運動落點為B點，碰撞后小球a落在4點，b球落

在C點.由于平拋運動的時間相等，平拋運動的水平位移可以代表平拋運動的初速

度.因為%=半，％'=OAoc

-%=三,所以驗證動量守恒的驗證式為?。8=Hi。

OA+mb?OC.

〃(1)當滑塊將彈簧壓縮得最多時，彈簧的彈性勢能最大，根據(jù)系統(tǒng)水平方向上動量守

恒知，此時小車與滑塊的速度均為零，

由能量關系可知，彈簧具有的最大彈性勢能為Ep=mgR.

(2)設滑塊與彈簧分離時，滑塊的速度為由系統(tǒng)動量和能量守恒定律得，

0=Mv—mv1

11

2，2

-Mv+-mv=Ep=mgR

2

聯(lián)立兩式解得u=2mgR

四、解答題(本題共計5小題，每題10分，共計50分)

21.

【答案】

大于

64.7

A,B,D

MAOP=MAOM+MBON

【考點】

利用平拋運動規(guī)律驗證動量守恒定律

【解析】

根據(jù)通過實驗的原理確定需要測量的物理量，小球離開軌道后做平拋運動，它們在空

中的運動時間相同，水平位移與出速度成正比，可以用水平位移代替小球的初速度，

根據(jù)動量守恒定律求出需要驗證的表達式.

【解答】

為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，即大于.

由圖乙所示可知，取所有落點中靠近中間的點讀數(shù)，即可取一個最小的圓的圓心，約

為64.7cm；

兩球離開軌道后做平拋運動，它們在控制的運動時間t相等，如果碰撞過程動量守恒，

貝U：兩邊同時乘以t得：Mvt-Mvt+Mvt,

MAVO-M^+MBV2,AoArB2

則：%。P=/。"+"8。刈實驗需要測量小球的水平位移、小球的質量，故選48。.

由(2)可知，需要驗證的表達式為：M.0P=M40M+MB0N.