2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)课时跟踪练-实验八　验证动量守恒定律

实验八验证动量守恒定律(分值:46分)温馨提示:此系列题卡,非选择题每空2分,分值不同题空另行标注1.(6分)(2025·湖北黄石高三期末)用如图甲所示的装置,来验证碰撞过程中的动量守恒。图中PQ是斜槽,QR为水平槽,O点为水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,A、B两球的质量之比mA∶mB=3∶1。先使A球从斜槽上固定位置G由静止释放,在水平地面的记录纸上留下落点痕迹,重复10次,得到10个落点。再把B球放在水平槽上的末端R处,让A球仍从位置G由静止释放,与B球碰撞,碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复10次。A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示,其中米尺的零点与O点对齐。(1)碰撞后A球的水平射程应取cm。

(2)本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度。下面的实验条件中,不能使小球飞行的水平距离表示为水平速度的是。

A.使A、B两小球的质量之比改变为5∶1B.升高固定点G的位置C.使A、B两小球的直径之比改变为1∶3D.升高桌面的高度,即升高R点距地面的高度(3)利用此次实验中测得的数据,在误差允许的范围内满足表达式,则说明碰撞过程动量守恒。

2.(8分)(2025·河北沧州模拟)用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。水平导轨上有两个静止的小车A和B,小车A上方装有遮光片,前方固定撞针,小车B后方固定橡皮泥。轻推小车A,小车A经过光电门1后,与静止的小车B碰撞,然后两小车一起再通过光电门2。光电门会分别记录下遮光片的挡光时间。(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度d,结果如图乙所示,则遮光片的宽度d=mm。

(2)若某次实验中,光电门1记录的遮光时间t1=0.015s,光电门2记录的遮光时间t2=0.032s,小车A(含撞针、遮光片)的总质量为203g,小车B(含橡皮泥)的总质量为202g,则两小车碰撞前,小车A通过光电门1的速度大小v1=m/s,碰撞后两小车的总动量大小p2=kg·m/s(结果均保留2位有效数字)。

(3)为了减小实验误差,两个光电门放置的位置应适当(选填“靠近”或“远离”)一些。

3.(6分)(2024·山东卷,13)在第四次“天宫课堂”中,航天员演示了动量守恒实验。受此启发,某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验,气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器,a测量滑块A与它的距离xA,b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下:①测量两个滑块的质量,分别为200.0g和400.0g;②接通气源,调整气垫导轨水平;③拨动两滑块,使A、B均向右运动;④导出传感器记录的数据,绘制xA、xB随时间变化的图像,分别如图乙、图丙所示。回答以下问题:(1)从图像可知两滑块在t=s时发生碰撞。

(2)滑块B碰撞前的速度大小v=m/s(保留2位有效数字)。

(3)通过分析,得出质量为200.0g的滑块是(选填“A”或“B”)。

4.(8分)(2025·山东德州模拟)小李同学在“验证动量守恒定律时”,设计了如下实验:①安装斜槽轨道和水平凹槽轨道,让斜槽末端水平且与水平凹槽良好对接;②取大小相等、质量分别是m1、m2(m1>m2)的小球a、b;③让小球a从斜槽轨道上H高度处无初速度释放,记录小球a在水平轨道停下的位置A点;④在水平轨道上O点放置一个同样大小的小球b,让a球仍从H高度处释放,分别记录a、b两球碰完后停下的位置B、C;⑤用刻度尺测量OA、OB、OC的距离x1,x2,x3。(1)请写出动量守恒的表达式(用题目所给字母表示)

(2)若小球a的质量小于小球b的质量,(选填“能”或“不能”)满足动量守恒,若碰完后a球回到圆弧轨道上,(选填“能”或“不能”)完成实验验证。

(3)若碰撞是弹性碰撞,需满足条件。

5.(8分)(2024·湖北武汉模拟)用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒。小球a用不可伸长的细线悬挂起来,直径相同的小球b放置在光滑支撑杆上。细线自然下垂时两球恰好相切,球心位于同一水平线上。已知重力加速度为g。实验的主要步骤及需解答的问题如下:(1)测量出悬点到小球a球心的距离L,小球a、b的质量分别为m1、m2。(2)将小球a向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为θ1时由静止释放,与小球b发生对心碰撞后球a反弹,球b做平抛运动,测得小球a向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ2。则:小球a、b的质量大小需满足m1m2(选填“>”“<”或“=”)。

(3)测量出碰撞后小球b做平抛运动的水平位移x,竖直下落高度h,可知碰撞后小球b的速度大小vb=。

(4)若该碰撞中的总动量守恒,则需满足的表达式为

(用题中所给和测量的物理量表示)。(5)碰撞中的恢复系数定义为e=|v2-v1||v20-v10|,其中v10、v20分别是碰撞前两物体的速度,v1、6.(10分)(2025·河南郑州模拟)小明同学利用图甲的实验装置验证动量守恒定律。在长木板上安装光电门Ⅰ和Ⅱ,A、B为材料相同、带有等宽遮光条的滑块,A、B的质量分别为m1、m2,让滑块A与静止的滑块B在斜面上发生碰撞,碰撞时间极短,然后通过光电门对滑块进行测速,进而验证动量守恒定律并判断碰撞是否为弹性碰撞,请完成下列填空:(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d时,游标卡尺的示数如图乙所示,则d=mm。

将长木板一端垫高,调整长木板与水平面的夹角,轻推滑块直到经过两光电门的时间相同。(2)某次实验中,滑块A通过光电门Ⅰ时的挡光时间为t1,则滑块A过光电门Ⅰ的速度为(用相应的物理量符号表示),滑块A、B碰撞后通过光电门Ⅱ的挡光时间分别为t1'、t2。

(3)若