人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：验证动量守恒定律课后练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册4 实验：验证动量守恒定律课后练习题，共11页。试卷主要包含了选择题，填空题，注意事项等内容，欢迎下载使用。
1.4实验：验证动量守恒定律同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册一、选择题（共15题）1．在探究下列四个定律的实验中， 哪个定律不是直接通过控制变量法探究得出的（　　）A．牛顿第二定律 B．电阻定律 C．欧姆定律 D．动量守恒定律2．在研究碰撞中的动量守恒的实验中，下列操作不正确的是（       ）A．改变入射小球的释放高度，多次释放，测出每次的水平位移，求出平均值，代入公式计算B．入射小球应始终保持在同一高度释放C．球相碰时，两球的球心必须在同一水平高度上D．重复从同一高度释放入射小球，用一个尽量小的圆将其各次落点圈在其中，取其圆心作为小球落点的平均值3．一质量为 200kg 的小船静止在平静的水面上，小船长度为 2m．质量为 50kg的小孩从船头走到船尾．若不考虑船运动过程中水对船的阻力，则人从船头走到船尾的过程中 A．人与船可以向相同方向运动B．船的速率始终是人的速率的 4 倍C．人对地发生的位移大小为 1.6mD．船对地发生的位移大小为 1.6m4．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D．要验证的表达式是E．要验证的表达式是5．在做“验证动量守恒定律”的整个实验过程中，入射小球多次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，这是为了（　　）A．保证小球每次都水平地飞出槽口B．保证小球每次都以相同速度飞出槽口C．保证小球在空中飞行时间不变D．保证小球每次都沿同一方向运动6．如图所示，一个质量为的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为，长绳的下端刚好和水平面接触。初始静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿长绳向下滑动，当他滑到长绳下端时，他离地面的高度是（可以把人看作质点）（　　）A．5 m B．3.6 m C．2.6 m D．8 m7．如图为验证动量守恒实验装置图.先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复.根据水平地面记录纸上落点痕迹的照片，估算小球m2与m1的质量之比（       ） A．0.17 B．4.0 C．0.62 D．0.88．两球相向运动，发生正碰，碰撞后两球均静止，于是可以断定，在碰撞以前       (       )A．两球的质量相等B．两球的速度大小相同C．两球的质量与速度的乘积之和的大小相等D．以上都不能断定9．利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验时，不需要测量的物理量是（　　）A．滑块的质量 B．挡光时间C．挡光片的宽度 D．滑块移动的距离10．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11．一子弹从水平方向飞来打穿一放在光滑的水平面上的木块．关于此过程，对子弹和木块组成的系统，以下看法正确的是（　　）A．动量守恒，机械能守恒B．动量守恒，机械能不守恒C．动量不守恒，机械能守恒D．动量不守恒，机械能不守恒12．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13．在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来都静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动．假定两板与冰面间的动摩擦因数相同．已知甲在冰上滑行的距离比乙远这是由于(   )A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．分开时甲获得的动量大小大于乙的动量大小C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D．在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小14．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B．斜槽的末端必须水平C．入射球每次释放点的高度可以任意调D．入射球的质量必须与被碰球的质量相等15．在研究斜槽末端小球碰撞时动量守恒的实验中，实验装置如图所示，实验中（　　） A．不需要测量小球的质量B．需要测量小球下落的高度C．用重垂线来检测斜槽末端是否水平D．用小球的水平位移大小表示碰撞前后的速度大小二、填空题（共5题）16．一、实验原理在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1′、v2′，算出碰撞前的动量p=___________及碰撞后的动量p′=___________，看碰撞前、后___________是否相等。二、实验方案及实验过程方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验1.实验器材气垫导轨、数字计时器、___________、滑块（两个）、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。     2.实验过程（1）测质量：用天平测出滑块的质量。（2）安装：正确安装好气垫导轨，如图所示。 （3）实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的___________。（4）改变条件，重复实验：①改变滑块的___________；②改变滑块的初速度大小和方向。（5）验证：一维碰撞中的___________。3.数据处理（1）滑块速度的测量：v=，式中Δx为滑块上挡光片的宽度（仪器说明书上给出，也可直接测量），Δt为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间。（2）验证的表达式：___________。   方案二：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验1.实验器材斜槽、小球（两个）、___________、复写纸、白纸、___________、铅垂线等。 2.实验过程（1）测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量___________的小球为入射小球。（2）安装：按照如图甲所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端___________。 （3）铺纸：白纸在___________，复写纸在___________且在适当位置铺放好。记下铅垂线所指的位置O。   （4）放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某___________高度处自由滚下，重复10次。用圆规画___________的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。（5）碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度（同步骤4中的高度）自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。用步骤4的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N，如图乙所示 。（6）验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中，最后代入___________，看在误差允许的范围内是否成立。（7）整理：将实验器材放回原处。3.数据处理验证的表达式：m1·OP=m1·OM＋m2·ON。三、注意事项1.前提条件：碰撞的两物体应保证“___________”和“正碰”。2.方案提醒（1）若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨___________。（2）若利用平抛运动规律进行验证：①斜槽末端的切线必须___________；②入射小球每次都必须从斜槽___________高度由___________释放；③选质量___________的小球作为入射小球；④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。17．某小组用如图所示的装置验证动量守恒定律，装置固定在水平面上。圆弧形轨道末端切线水平，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高的平均值为L，然后把球B静置于轨道末端水平部分，并将球A从轨道上同一位置由静止释放，并与球B相碰，重复多次。已知碰后球A，B滑行距离的平均值分别为L1、L2 （1）为确保实验中球A不反向运动，则m1、m2应满足的关系是___________。（2）若碰撞前后动量守恒，写出动量守恒的表达式：___________。18．“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m1＝30g，原来静止的被碰小球m2＝20g，由实验测得它们在碰撞前后的x﹣t图像如图所示，由图可知，入射小球碰撞前的动量是_____________，入射小球碰撞后的动量是_____________，被碰小球碰撞后的动量是_____________，由此得出结论_____________。19．某同学利用图所示的装置，通过半径相同且质量分别为m1、m2的A．B两球所发生的碰撞来验证动量守恒定律．图中O点为球离开轨道时球心的投影位置，p点为A球单独平抛后的落点，p1、p2分别为A．B碰撞后A．B两球的落点．已知A球始终从同一高度滚下．今测得op=x，op1=x1，op2=x2，则动量守恒表达式为___________，（用m1、m2、x1、x2表示）若表达式______________________成立，则可判断AB发生弹性正碰．20．（1）如图甲所示为强强同学在“探究做功与物体速度变化的关系”实验中所用的学生电源，其接线端口应选择________（填“左侧”或“右侧”）。使用该电源选用的打点计时器应为________（填“乙”或“丙”）（2）他又利用如图丁所示装置进行“探究碰撞中的不变量”实验，在平衡摩擦力操作中应把垫片垫在图丁中平板的________（填“左侧”或“右侧”），该实验________（填“需要”或“不需要”）测量两小车的质量。（3）下列两条纸带，“探究碰撞中的不变量”实验的纸带是________，请计算出两小车碰撞以后的速度________。三、综合题（共3题）21．有研究者用下列方式验证动量守恒定律。如图（a）所示，在气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A和B相对的侧面皆有弹簧片，滑块A左侧与连接打点计时器的纸带相连，滑块B上端固定有遮光片，光电计时器可记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A的质量m1=0.310kg，滑块B的质量m2=0.108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用交流电源的频率f=50Hz。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与滑块B相碰；碰撞后光电计时器显示的时间△tB=3.500ms，碰撞前后打出的纸带如图（b）所示。若实验允许的相对误差绝对值（）最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？请写出运算过程。22．如图所示，在光滑水平面上有一辆质量m1＝3.98 kg的平板小车，小车上表面离地高度为h=0.2m，小车右端有一个质量m2＝1 kg的木块(木块可视为质点)，小车与木块一起静止在地面上．一颗质量m0＝20 g的子弹以v0＝300 m/s的初速度水平向右飞行，瞬间击中小车并留在其中．木块与小车上表面之间的动摩擦因数μ=0.2．(g＝10 m/s2)（1）如果木块刚好不从小车上掉下，求小车长度L0；（2）如果小车长度L=0.25 m，求木块落地瞬间与小车左端的水平距离x． 23．如图，小球A和B紧靠一起中间压紧一轻质弹簧并锁定（弹簧与小球不相连），静止于光滑平台上，mA=0.3kg，mB=0.5kg，解锁弹簧后两小球突然分离，A分离后向左运动恰好通过半径R=0.5m的光滑半圆轨道的最高点, B球分离后从平台上水平抛出，已知平台的高度h＝0.8 m，重力加速度g＝10m/s2，求：(1)AB两球刚分离时A的速度大小；(2)压紧时弹簧的弹性势能和B球落地的水平位移．
参考答案：1．D2．A3．C4．D5．B6．B7．A8．C9．D10．C11．B12．A13．C14．B15．D16．     m1v1＋m2v2     m1v1′＋m2v2′     动量     天平     速度     质量     动量守恒     m1v1＋m2v2=m1v1′＋m2v2′     天平     圆规     大     水平     下     上     固定     尽量小     m1·OP=m1·OM＋m2·ON     水平     水平     水平     同一     静止     较大17．     m1>m2     18．                    碰撞中mv的矢量和是守恒的量19．     m1     x=m1x1+m2x220．     右侧     乙     左侧     需要     纸带2     0.65m/s21．是，碰撞前A滑块的速度大小为碰撞后B滑块的速度大小为碰撞后A滑块的速度大小为碰撞前A滑块的动量碰撞后A滑块的动量碰撞后B滑块的动量实验允许的相对误差绝对值本实验是在误差范围内验证了动量守恒定律22．（1）0.45m（2）0.2m23．(1)vA=5m/s        (2)EP=6J     s=1.2m