知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图1所示，
（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先 ______ ，然后 ______ ，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图2所示：
⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g；试完善实验步骤⑥的内容．
（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘
积之和为 ______ kg•m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为 ______ kg•m/s（保留三位有效数字）．
（3）试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是： ______ ．

难度：中等

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2．某同学设计了一个用电磁打点计时器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，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．他设计的装置如图（a）所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片以平衡摩擦力．

（1）若已测得打点的纸带如图（b）所示，并测得各计数点的间距（已标在图上）．A为运动的起点，则应选 ______ 段来计算A碰撞前的速度，应选 ______ 段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”）．
（2）已测得小车A的质量m₁=0.4kg，小车B的质量m₂=0.2kg，则碰前两小车的总动量大小为 ______ kg•m/s，碰后两小车的总动量大小为 ______ kg•m/s．（计算结果保留三位有效数字）

难度：中等

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3．用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片的来验证动量守恒定律，实验步骤如下：

①用天平测出A、B两个小球的质量m_A和m_B；
②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；
③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置（如图乙所示）；
④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置（如图丙所示）；
⑤测出所需要的物理量．
请回答：
（1）实验①中A、B的两球质量应满足 ______
（2）在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有 ______ ；（请选填“x₀、y₀、x_A、y_A、x_B、y_B”）
（3）两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是： ______ ．

难度：较易

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4．如图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水平桌面的距离为a，B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c．此外，还需要测量的量是 ______ 、 ______ 、 ______ 、和 ______ ．根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为： ______ ．

难度：中等

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5．如图所示的装置中，质量为m_A的钢球A用细线悬挂于O点，质量为m_B的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上．O点到A球球心的距离为L．使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D．保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点．
（1）图中x应是B球初始位置到 ______ 的水平距离．
（2）为了探究碰撞中的守恒量，应测得 ______ 等物理量．
（3）用测得的物理量表示：m_Av_A= ______ ；m_Av′_A= ______ ；m_Bv′_B= ______ ．

难度：较易

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6． “探究碰撞中的不变量”的实验中：
（1）入射小球m₁=15g，原静止的被碰小球m₂=10g，由实验测得它们在碰撞前后的x-t图象如图1，可知入射小球碰撞后的m₁v′₁是 ______ kg•m/s，入射小球碰撞前的m₁v₁是 ______ kg•m/s，被碰撞后的m₂v′₂是 ______ kg•m/s，由此得出结论 ______ ．

（2）实验装置如图2所示，本实验中，实验必须要求的条件是 ______
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端点的切线是水平的
C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D．入射球与被碰球满足m_a＞m_b，r_a=r_b
（3）图中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是 ______
A．m_a•ON=m_a•OP+m_b•OM B．m_a•OP=m_a•ON+m_b•OM
C．m_a•OP=m_a•OM+m_b•ON D．m_a•OM=m_a•OP+m_b•ON．

难度：难

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7．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轻质弹簧，如图所示，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，验证物体间相互作用时动量守恒．
①该同学还必须有的器材是 ______ ．
②需要直接测量的数据是（用符号表示待测量的量并用文字说明意义） ______ ．
③用所得数据验证动量守恒的关系是 ______ ．

难度：中等

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8．某小组用实验验证物体间相互作用时动量守恒，如图，在水平桌面上固定一与桌面等宽的光滑凹槽导轨（导轨截面如图所示），把两个质量不等的小球A、B置于导轨上，用两小球夹住一轻弹簧，并使轻弹簧处于压缩状态，同时由静止释放两个小球，小球最后落在铺有复写纸、白纸的水平地面上．试完成下列填空：

（1）本实验中需要的测量仪器 ______ ．
A．天平 B．秒表 C．毫米刻度尺 D．打点计时器
（2）为使小球水平抛出，实验前需要使导轨水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？ ______
（3）小明同学在某次实验操作中分别测出A、B两小球离开导轨水平射程x_A=12.00cm、x_B=18.00cm，若已知A球质量m_A=0.03kg，则m_B= ______ kg，即可认为验证到动量守恒．
（4）若只改用劲度系数更大的轻弹簧重复上述实验，则A、B两小球水平射程x_A与x_B的比值将 ______ （选填：“变大”、“变小”或“不变”）

难度：较易

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9．如图所示，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没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C、D的气垫导轨以及滑块A、B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B；
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
c．在滑块A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
d．用刻度尺测出滑块A的左端至挡板C的距离L₁；
e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块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挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t₁和t₂；
（1）实验中还应测量的物理量是 ______ ；
（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是 ______ ；
（3）利用上述实验数据还可测出被压缩弹簧的弹性势能的大小，其表达式为E_P______ ．

难度：较易

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10．如图所示，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：
Ⅰ．把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态；
Ⅱ．按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与固定挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间t₁，B至D的运动时间t₂；
Ⅲ．重复几次，取t₁和t₂的平均值．
①在调整气垫导轨时应注意 ______ ；
②应测量的数据还有 ______ ；
③只要关系式 ______ 成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和．

难度：中等

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