2025年大学物理（动量实验）试题及答案

2025年大学物理（动量实验）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共6小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.在动量实验中，关于系统动量守恒的条件，以下说法正确的是A.系统不受外力作用B.系统所受合外力为零C.系统不受内力作用D.系统内力远大于外力2.若要测量物体的动量，需要测量的物理量是A.物体的质量和速度B.物体的质量和加速度C.物体的体积和速度D.物体的密度和速度3.在验证动量守恒定律的实验中，若两物体碰撞前后的速度方向不在同一直线上，此时A.动量一定不守恒B.动量有可能守恒C.无法判断动量是否守恒D.动量一定守恒4.关于动量实验中测量速度的方法，下列哪种较为准确A.通过测量位移和时间，利用公式v=s/t计算B.通过观察物体运动的快慢直接估计C.通过测量加速度和时间，利用公式v=at计算D.通过测量质量和动能，利用公式v=√(2Eₖ/m)计算5.在动量实验中，若实验数据存在较大误差，可能的原因不包括A.测量仪器精度不够B.实验操作不规范C.忽略了某些次要因素D.实验原理本身错误6.对于一个孤立系统，在某一过程中系统的动量A.一定保持不变B.可能保持不变C.一定发生变化D.变化情况无法确定第II卷（非选择题共70分）一、填空题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。把答案填在题中的横线上。1.在动量实验中，若已知两物体的质量分别为m₁和m₂，碰撞前的速度分别为v₁₀和v₂₀，碰撞后的速度分别为v₁和v₂，则动量守恒定律的表达式为______。2.某实验中，通过测量得到一个物体的质量为2kg，速度为3m/s，则该物体的动量大小为______。3.在验证动量守恒定律的实验装置中，需要调整仪器使两物体碰撞时尽量接近______碰撞。4.若在动量实验中，测量时间的工具精度为0.1s，测量长度的工具精度为0.1cm，那么速度测量的最大相对误差约为______。二、简答题（共15分）答题要求：本大题共3小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述动量守恒定律在实际生活中的一个应用实例。2.在动量实验中，如何减小测量误差？3.说明动量与动能的联系与区别。三、计算题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。1.质量为m₁=2kg的物体以v₁₀=5m/s的速度与质量为m₂=3kg静止的物体发生正碰，碰撞后m₁的速度变为v₁=1m/s，求碰撞后m₂的速度v₂，并判断碰撞是否为弹性碰撞。（已知弹性碰撞满足动能守恒，即碰撞前后系统总动能不变）四、实验题（共15分）答题要求：本大题共3小题，每小题5分。请阅读以下实验材料，回答问题。实验材料：在验证动量守恒定律的实验中，采用气垫导轨装置。气垫导轨是利用气泵使导轨表面形成一层空气薄膜，使滑块在导轨上滑动时受到的摩擦力极小，可近似认为是无摩擦运动。实验中，让两个滑块在导轨上相向运动，通过光电门测量滑块通过光电门的时间，从而计算出滑块的速度。已知滑块A的质量为m₁，滑块B的质量为m₂。1.若要测量滑块A碰撞前的速度，需要测量哪些物理量？如何计算速度？2.在实验过程中，如何保证两滑块碰撞时处于同一直线上？3.若实验中发现两滑块碰撞后粘在一起运动，此时如何验证动量守恒定律？五、综合分析题（共15分）答题要求：本大题共3小题，每小题5分。请阅读以下实验材料，回答问题。实验材料：在研究物体碰撞后的动量变化实验中，记录了如下数据。两个质量分别为m₁=0.5kg和m₂=0.3kg的小球，m₁以v₁₀=4m/s的速度与静止的m₂发生碰撞，碰撞后m₁的速度变为v₁=1m/s，m₂的速度变为v₂=5m/s。1.计算碰撞前后系统的总动量，并比较是否守恒。2.分析碰撞过程中能量的变化情况。3.若要使碰撞后的动量更接近守恒，你认为可以对实验进行哪些改进？答案：第I卷1.B2.A3.B4.A5.D6.A第II卷填空题：1.m₁v₁₀+m₂v₂₀=m₁v₁+m₂v₂2.6kg·m/s3.对心4.10%简答题：1.如汽车碰撞试验，通过分析碰撞前后汽车及车内物体的动量变化，评估碰撞安全性等。2.选用高精度测量仪器；多次测量取平均值；规范实验操作等。3.联系：都与物体的质量和速度有关。区别：动量是矢量，有方向；动能是标量，无方向；动量变化与力和时间有关，动能变化与力和位移有关。计算题：1.根据动量守恒定律m₁v₁₀=m₁v₁+m₂v₂，代入数据2×5=2×1+3v₂，解得v₂=8/3m/s。碰撞前总动能Eₖ₀=1/2m₁v₁₀²=25J，碰撞后总动能Eₖ=1/2m₁v₁²+1/2m₂v₂²=1/2×2×1²+1/2×3×(8/3)²=35/3J，Eₖ₀≠Eₖ，不是弹性碰撞。实验题：1.测量滑块A的遮光条宽度d，通过光电门记录遮光时间t，速度v=d/t。2.调整导轨使其水平，让滑块在导轨