广东物理2011年高考一轮复习第五章《实验七验证动量守恒定律》试题新人教版

1 第五章第五章 实验七实验七 验证动量守恒定验证动量守恒定 1 在 验证动量守恒定律 的实验中 关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响 的说法中 正确的是 A 释放点越低 小球受阻力越小 入射小球的入射速度越小 误差越小 B 释放点越高 两球碰后水平位移越大 水平位移测量的相对误差越小 两球速度的 测量越准确 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 水平槽对被碰小球的阻力越小 解析 该实验产生误差的主要原因有 1 两球相碰时水平方向外力的影响 2 小球做平 抛运动时水平位移测量不准确 3 没有确保两球在水平方向发生正碰 综上可知 B C 选项正确 答案 BC 2 在做 验证动量守恒定律 的实验中 实验必须要求的条件是 A 斜槽轨道必须是光滑的 B 斜槽轨道末端的切线是水平的 C 入射球每次都要从同一高度由静止滚下 D 碰撞的瞬间 入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行 解析 做本实验时 应注意每次实验时入射小球与被碰小球碰前速度相同 且方向水平 故 B C D 三项正确 至于斜槽是否光滑无需考虑 A 项错误 答案 BCD 3 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 如图实 7 6 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 图实 7 6 1 该同学还必须有的器材是 2 需要直接测量的数据是 3 用所得数据验证动量守恒的关系式是 解析 这个实验的思路与课本上采用的实验的原理完全相同 也是通过测平抛运动的 水平位移来代替它们作用完毕时的速度 答案 1 刻度尺 天平 2 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 2 3 m1x1 m2x2 4 在实验室里为了验证动量守恒定律 一般采用如图实 7 7 甲 乙所示的两种装置 图实 7 7 1 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 r1 r2 C m1 m2 r1 r2 D m1 m2 r1 r2 2 若采用图乙所示装置进行实验 以下所提供的测量工具中必需的是 A 直尺 B 游标卡尺 C 天平 D 弹簧测力计 E 秒表 3 设入射小球的质量为 m1 被碰小球的质量为 m2 则在用图甲所示装置进行实验时 P 为碰前入射小球落点的平均位置 所得 验证动量守恒定律 的结论为 用装置图中的字母表示 解析 1 为防止反弹造成入射球返回斜槽 要求入射球质量大于被碰球质量 即 m1 m2 为使入射球与被碰球发生对心碰撞 要求两小球半径相同 故选项 C 正确 2 设 a 球碰前的速度为 v1 a b 相碰后的速度分别为 v1 v2 由于两球都从同一高 度做平抛运动 当以运动时间为一个计时单位时 可以用它们平抛的水平位移表示碰撞 前后的速度 因此 验证的动量守恒关系 m1v1 m1v1 m2v2 可表示为 m1x1 m1x1 m2x2 所以需要直尺 天平 而无需弹簧测力计 秒表 由于题中两个 小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的 两球的半径不必测量 故无需游标卡尺 3 得出验证动量守恒定律的结论应为 m1OP m1OM m2O N 答案 1 C 2 AC 3 m1OP m1OM m2O N 5 某同学设计了一个用打点计时器做 验证动量守恒定律 的实验 在小车 A 的前端粘 有橡皮泥 推动小车 A 使之做匀速运动 然后与原来静止的小车 B 相碰并粘合成一体 继续做匀速运动 他设计的具体装置如图实 7 8 所示 在小车后连接着纸带 电磁打 点计时器使用的电源频率为 50 Hz 长木板垫着小木片以平衡摩擦力 图实 7 8 1 若已得到打点纸带如图实 7 9 所示 并测得各计数点间距 标在图上 A 为运动 3 起点 则应该选择 段来计算 A 碰前的速度 应选择 段来计算 A 和 B 碰后的共同速度 以上空格选填 AB BC CD DE 图实 7 9 2 已测得小车 A 的质量 m1 0 40 kg 小车 B 的质量 m2 0 20 kg 由以上测量结果可 得碰前 m1v0 kg m s 碰后 m1 m2 v共 kg m s 由此得出结论 解析 1 分析纸带上的点迹可以看出 BC 段既表示小车做匀速运动 又表示小车具有 较大的速度 故 BC 段能准确地描述小车 A 碰前的运动情况 应当选择 BC 段计算小车 A 碰前的速度 而 DE 段内小车运动稳定 故应选择 DE 段计算碰后 A 和 B 的共同速 度 2 小车 A 碰撞前的速度 v0 m s 1 050 m s BC 5 1 f 10 50 10 2 5 0 02 小车 A 在碰撞前 m1v0 0 40 1 050 kg m s 0 420 kg m s 碰后 A 和 B 的共同速度 v共 m s 0 695 m s DE 5 1 f 6 95 10 2 5 0 02 碰撞后 A 和 B m1 m2 v共 0 20 0 40 0 695 kg m s 0 417 kg m s 结论 在误差允许的范围内 碰撞中 mv 的矢量和是守恒的 答案 1 BC DE 2 0 420 0 417 在误差允许的范围内 碰撞中 mv 的矢量和是守 恒的 6 某同学用图实 7 10 所示的装置做 验证动量守恒定律 的实验 先将 a 球从斜槽轨 道上某固定点处由静止开始滚下 在水平地面上的记录纸上留下压痕 重复 10 次 再 把同样大小的 b 球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置 让 a 球仍从原固定点由 静止开始滚下 和 b 球相碰后 两球分别落在记录纸的不同位置处 重复 10 次 4 图实 7 10 1 本实验必须测量的物理量有 A 斜槽轨道末端到水平地面的高度 H B 小球 a b 的质量 ma mb C 小球 a b 的半径 r D 小球 a b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间 t E 记录纸上 O 点到 A B C 各点的距离 OA OB OC F a 球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差 h 2 根据实验要求 ma mb 填 大于 小于 或 等于 3 放上被碰小球后 两小球碰后是否同时落地 如果不是同时落地 对实验结果有没 有影响 不必作分析 4 为测定未放小球 b 时 小球 a 落点的平均位置 把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的 O 点对齐 图实 7 11 给出了小球 a 落点附近的情况 由图可得 OB 距离应为 cm 图实 7 11 5 按照本实验方法 验证动量守恒的验证式是 解析 1 必须测量的物理量有两小球的质量 ma mb 各落点 A B C 到 O 点的距离 OA OB OC 故选 B E 2 为使 a 球碰 b 后不反弹 必须有 ma mb 3 b 球被碰飞出后 a 球还要在水平段运动一小段 因此 b 球先落地 但不影响实验 结果 4 a 点位置的范围大致在 45 85 46 05 cm 中心位置大约在 45 95 cm 5 maOB maOA mbOC 答案 1 BE 2 大于 3 b 球先落地 对实验结果无影响 4 45 95 0 02 5 maOB maOA mbOC 7 用半径相同的两个小球 A B 的碰撞验证动量守恒定律 实 验装置示意图如图实 7 12 所示 斜槽与水平槽圆滑连 接 实验时先不放 B 球 使 A 球从斜槽上某一固定点 C 由静止滚下 落到位于水平地面 的记录纸上留下痕迹 再把 B 球静置于水平槽边缘处 让 A 球仍从 C 处由静止滚下 A 图实图实 7 12 5 球和 B 球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹 记录纸上的 O 点是重垂线所指的位 置 若测得各落点痕迹到 O 点的距离 OM 2 68 cm OP 8 62 cm ON 11 50 cm 并知 A B 两球的质量比为 2 1 则未放 B 球时 A 球落地点是记录纸上的 点 系统碰撞前总动量 p 与碰撞后