知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量 ______ （填选项前的序号），间接地解决这个问题．
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m₁多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．
然后，把被碰小球m₂静置于轨道的水平部分，再将入射球m₁从斜轨S位置静止释放，与小球m₂相撞，并多次重复．
A．用天平测量两个小球的质量m₁、m₂
B．测量小球m₁开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m₁、m₂相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 ______ （用（2）中测量的量表示）．

难度：中等

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2．某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．图1中PQ是斜槽，QR为水平槽．实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次．图1中O点是水平槽末端R在记录纸上垂直投影点．B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐．

（1）碰撞后B球的水平射程应取为 ______ cm．
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： ______ （填选项号）．
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
E．测量G点相对于水平槽面的高度．

难度：中等

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3．
气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的$.$在实验室中我们可以用带竖直挡板$C$、$D$的气垫导轨和已知质量均为$M$的滑块$A$、$B$做验证动量守恒定律的实验，如图所示，实验步骤如下：
$(1)$在$A$上固定一个已知质量为$m$的砝码，在$A$和$B$间放入一个压缩状态的弹簧，用电动卡销置于气垫导轨上；
$(2)$按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块$A$、$B$运动时间的计时器开始工作，当$A$、$B$滑块分别碰撞$C$、$D$挡板时记时结束，记下$A$、$B$分别到达$C$、$D$的运动时间$t_{1}$、$t_{2}$．
$(3)$重复几次；
$①$在调整气垫导轨时应注意 ______ ；
$②$还应测量的数据有 ______ ；
$③$只要关系式 ______ 成立即可验证该过程动量守恒．
$④$利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式．______ ．

难度：中等

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4．
碰撞的恢复系数的定义为$e= \dfrac {|v_{2}-v_{1}|}{v_{20}-v_{10}}$，其中$v_{10}$和$v_{20}$分别是碰撞前两物体的速度，$v_{1}$和$v_{2}$分别是碰撞后两物体的速度$.$弹性碰撞的恢复系数$e=1$，非弹性碰撞的$e < 1$，某同学借用验证动量守恒定律的实验装置$($如图所示$)$物质弹性碰撞的恢复系数是否为$1$，实验中使用半径相等的钢质小球$1$和$2($它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞$)$，且小球$1$的质量大于小球$2$的质量$.$实验步骤如下安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置$O$．
第一步，不放小球$2$，让小球$1$从斜槽上$A$点由静止滚下，并落在地面上$.$重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置．
第二步，把小球$2$放在斜槽前端边缘处的$C$点，让小球$1$从$A$点由静止滚下，使它们碰撞$.$重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置．
第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离$O$点的距离，即线段$OM$、$OP$、$ON$的长度$.$在上述实验中，
$(1)P$点是 ______ 的平均位置，$M$点是 ______ 的平均位置，$N$点是 ______ 的平均位置．
$(2)$请写出本实验的原理 ______ 写出用测量的量表示的恢复系数的表达式 ______
$(3)$三个落地点距$O$点的距离$OM$、$OP$、$ON$与实验所用的小球质量是否有关？ ______ ．

难度：中等

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5．
某同学用图$1$所示装置通过半径相同的$A$、$B$两球的碰撞来验证动量守恒定律$.$图$1$中$PQ$是斜槽，$QR$为水平槽$.$实验时先使$A$球从斜槽上某一固定位置$G$由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹$.$重复上述操作$10$次，得到$10$个落点痕迹$.$再把$B$球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让$A$球仍从位置$G$由静止开始滚下，和$B$球碰撞后，$A$、$B$球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹$.$重复这种操作$10$次$.$图$1$中$O$点是水平槽末端$R$在记录纸上垂直投影点$.B$球落点痕迹如图$2$所示，其中米尺水平放置，且平行于$G$、$R$、$O$所在的平面，米尺的零点与$O$点对齐．

$(1)$碰撞后$B$球的水平射程应取为 ______ $cm$．
$(2)$在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答： ______ $($填选项号$)$．
A.水平槽上未放$B$球时，测量$A$球落点位置到$O$点的距离
B.$A$球与$B$球碰撞后，测量$A$球落点位置到$O$点的距离
C.测量$A$球或$B$球的直径
D.测量$A$球和$B$球的质量$($或两球质量之比$)$
E.测量$G$点相对于水平槽面的高度．

难度：中等

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6．
如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
$(1)$实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的$.$但是，可以通过仅测量 ______ $($填选项前的序号$)$，间接地解决这个问题．
A.小球开始释放高度$h$
B.小球抛出点距地面的高度$H$
C.小球做平抛运动的射程
$(2)$图中$O$点是小球抛出点在地面上的垂直投影$.$实验时，先让入射球$m_{1}$多次从斜轨上$S$位置静止释放，找到其平均落地点的位置$P$，测量平抛射程$OP$．
然后，把被碰小球$m_{2}$静置于轨道的水平部分，再将入射球$m_{1}$从斜轨$S$位置静止释放，与小球$m_{2}$相撞，并多次重复．
A.用天平测量两个小球的质量$m_{1}$、$m_{2}$
B.测量小球$m_{1}$开始释放高度$h$
C.测量抛出点距地面的高度$H$
D.分别找到$m_{1}$、$m_{2}$相碰后平均落地点的位置$M$、$N$
E.测量平抛射程$OM$、$ON$
$(3)$若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 ______ $($用$(2)$中测量的量表示$)$．

难度：中等

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7．
某同学用图甲所示装置通过半径相同的$A$、$B$两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量，图中$PQ$是斜槽，$QR$为水平槽，实验时先使$A$球从斜槽上某一固定位置$C$由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作$10$次，得到$10$个落点痕迹，再把$B$球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让$A$球仍从位置$C$由静止开始滚下，和$B$球碰撞后，$A$、$B$球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作$10$次，图中$O$是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，$P$，为未放被碰小球$B$时$A$球的平均落点，$M$为与$B$球碰后$A$球的平均落点，$N$为被碰球$B$的平均落点$.$若$B$球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于$OP$，米尺的零点与$O$点对齐$.$注意：
$(1)$实验的条件：$M_{A}$ ______ $M_{B}$
$(2)$碰撞后$B$球的水平射程应为 ______ $cm$．
$(3)$在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？
答： ______ $($填选项号$)$．
A.水平槽上未放$B$球时，测量$A$球落点位置到$O$点的距离
B.$A$球与$B$球碰撞后，测量$A$球落点位置到$O$点的距离
C.测量$A$球或$B$球的直径
D.测量$A$球和$B$球的质量
E.测量$G$点相对于水平槽面的高度
$(4)$写出验证动量守恒定律的表达式 ______ ．

难度：较难

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8．如图为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒的装置．两个带有宽均为d的遮光条的滑块A和B，质量分别为m_A、m_B，在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止，这是表明 ______ ，烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为t_A和t_B，则滑块A通过光电门时的速度大小为 ______ ，若有关系式 ______ ，则说明该实验动量守恒．

难度：较易

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9．如图1所示为实验室“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．
①下列说法中不符合本实验要求的是 ______ ．
A．入射球比靶球质量大，但二者的直径可以不同
B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C．安装轨道时，轨道末端必须水平
D．需要使用的测量仪器有天平和刻度尺
②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为 $%20%5Coverline%20%7BOM%7D$ 、 $%20%5Coverline%20%7BOP%7D$ 和 $%20%5Coverline%20%7BON%7D$ ．已知入射球的质量为m₁，靶球的质量为m₂，如果测得m₁ $%20%5Coverline%20%7BOM%7D$ +m₂ $%20%5Coverline%20%7BON%7D$ 近似等于 ______ ，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒．
③在实验中，根据小球的落点情况，若等式 $%20%5Coverline%20%7BON%7D$ = ______ 成立，则可证明碰撞中系统的动能守恒（要求用②问中的涉及的物理量表示）．

难度：较易

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10．在做“验证动量守恒定律”的实验中，小球的落点情况如图所示，入射球A与被碰球B的质量之比为M_A：M_B=3：2，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小p_A：p_B的值为 ______ ．

难度：中等

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