知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．如图，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______（填选项前的符号），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从斜轨上S位置静止释放，与小球m₂相碰，并多次重复．
接下来要完成的必要步骤是______（填选项前的符号）．
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）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为______（用（2）中测量的量表示）．

难度：中等

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2． $(1)$利用“油膜法估测分子直径”实验体现了构建分子模型的物理思想，也体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量方法$.$某同学在本实验中测得体积为$V$的油滴，落在平静的水面上，扩展成面积为$S$的单分子油膜，则该分子的直径为 ______ ．
已知阿伏加德罗常数为$N_{A}$，油的摩尔质量为$M$，则一个油分子的质量为 ______ ．
$(2)$如图所示为探究“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图．
$①$因为下落高度相同的平抛小球$($不计空气阻力$)$的飞行时间相同，所以我们在“碰撞中的动量守恒”可以用 ______ 作为时间单位．
$②$入射小球$a$与被碰小球$b$的直径相同，它们的质量比较，应是$m_{a}$ ______ $m_{b}.($选填“$ > $”，“$ < $”或“$=$”$)$
$③$为了保证小球作平抛运动，必须调整斜槽使其 ______ ，检验方法是 ______ ．
$④$如图，其中$M$、$P$、$N$分别是入射小球和被碰小球对应的平均落地点，则实验要验证的关系是 ______ $.$
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.$m_{a}OM=m_{a}OP+m_{b}ON$
$⑤$小球与斜槽之间存在摩擦，对本实验探究结果有无影响：答 ______ $($选填“有”或“无”$)$

难度：中等

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3．一同学利用水平气垫导轨做《探究碰撞中的不变量》的实验时，测出一个质量为0.8kg的滑块甲以0.4m/s的速度与另一个质量为0.6kg、速度为0.2m/s的滑块乙迎面相撞，碰撞后滑块乙的速度大小变为0.3m/s，此时滑块甲的速度大小为 m/s，方向与它原来的速度方向（选填“相同”或“相反”）．

难度：中等

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4．某同学用如图所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，它们连接平滑，O点为重锤线所指的位置．实验时先不放置被碰球2，让球1从斜槽上的某一固定位置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10次，然后将球2置于水平槽末端，让球1仍从位置G由静止滚下，和球2碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复10次．实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N、P．

（1）在该实验中，应选用的器材是下列器材中的 ______ ．
A、天平
B、游标卡尺
C、刻度尺
D、大小相同的钢球两个
E、大小相同的钢球和硬橡胶球各一个
（2）在此实验中，球1的质量为m₁，球2的质量为m₂，需满足m₁______ m₂（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）被碰球2飞行的水平距离由图中线段 ______ 表示．
（4）若实验结果满足m₁• $%20%5Coverline%20%7BON%7D$ = ______ ，就可以验证碰撞过程中动量守恒．

难度：较易

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5．如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．
（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是 ______ （填字母代号）．
A．秒表
B．天平及砝码
C．毫米刻度尺
D．0～12V直流电源
E.0～12V交流电源
（2）安装好实验装置进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示．图中O点为打点起始点，且速度为零．选取纸带上打出的连续点，标上A、B、C…测得其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h₁、h₂、h₃．已知重物的质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T．为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量△E_p= ______ ，动能的增加量△E_k= ______ ．（用题中所给字母表示）．
（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是 ______ ．
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
（4）某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力对本实验的影响．他测出各计数点到起始点的距离h，并计算出各计数点的速度v，用实验测得的数据绘制出v²-h图线，如图丙所示．图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是 ______ ．已知当地的重力加速度g=9.8m/s²，由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为 $%20%5Cfrac%20%7Bf%7D%7Bmg%7D$ = ______ %（保留2位有效数字）．

难度：较易

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6． 17世纪初，伽利略在研究中发现了“摆球的等高性”如图是他当时研究的装置示意图（叫伽利略摆）．将小铁球拉到一定高度，然后释放，观察小球能摆多高，在哪个位置速度最大，在铁架上再加一个细杆（细杆不低于小球释放的高度），使得小球运动到最低点时，悬挂小球的细线被细杆挡住．将小球拉到与先前同样的高度，然后释放，观察小球能摆多高，在哪个位置速度最大．做伽利略实验，你观察到的结果是什么？先尝试用牛顿运动定律进行解释，再用《追寻守恒量》一节中学习的知识进行解释．

难度：较易

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7．
某同学用如图所示的装置，利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律，图中$AB$是斜槽，$BC$是水平槽，它们连接平滑，$O$点为重锤线所指的位置$.$实验时先不放置被碰球$2$，让球$1$从斜槽上的某一固定位置$G$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$10$次，然后将球$2$置于水平槽末端，让球$1$仍从位置$G$由静止滚下，和球$2$碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的痕迹，重复$10$次$.$实验得到小球的落点的平均位置分别为$M$、$N$、$P$．

$(1)$在该实验中，应选用的器材是下列器材中的 ______ ．
A、天平
B、游标卡尺
C、刻度尺
D、大小相同的钢球两个
E、大小相同的钢球和硬橡胶球各一个
$(2)$在此实验中，球$1$的质量为$m_{1}$，球$2$的质量为$m_{2}$，需满足$m_{1}$ ______ $m_{2}($选填“大于”、“小于”或“等于”$)$．
$(3)$被碰球$2$飞行的水平距离由图中线段 ______ 表示．
$(4)$若实验结果满足$m_{1}⋅ \overline {ON}=$ ______ ，就可以验证碰撞过程中动量守恒．

难度：较易

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8．
$17$世纪初，伽利略在研究中发现了“摆球的等高性”如图是他当时研究的装置示意图$($叫伽利略摆$).$将小铁球拉到一定高度，然后释放，观察小球能摆多高，在哪个位置速度最大，在铁架上再加一个细杆$($细杆不低于小球释放的高度$)$，使得小球运动到最低点时，悬挂小球的细线被细杆挡住$.$将小球拉到与先前同样的高度，然后释放，观察小球能摆多高，在哪个位置速度最大$.$做伽利略实验，你观察到的结果是什么？先尝试用牛顿运动定律进行解释，再用$《$追寻守恒量$》$一节中学习的知识进行解释．

难度：较易

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9．
如图$1$所示，小姿同学用“碰撞实验器”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 ______ $($填选项前的符号$)$，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$2$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$m_{l}$多次从斜轨上$S$位置静止释放，找到其平均落地点的位置$P$，测量平抛水平射程$OP.$然后，把被碰小球$m_{2}$静置于轨道的水平部分，再将入射球$m_{l}$从斜轨上$S$位置静止释放，与小球$m_{2}$相碰，并多次重复$.$接下来要完成的必要步骤是 ______ $.($填选项前的符号$)$
A.用天平测量两个小球的质量$m_{l}$、$m_{2}$
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$)$．
$(4)$经测定，$m_{1}=45.0g$，$m_{2}=7.5g$，小球落地点的平均位置距$O$点的距离如图$2$所示，碰撞前、后$m_{1}$的动量分别为$p_{1}$与$p_{1}′$，则$p_{1}$：$p_{1}′=$ ______ ：$11$；若碰撞结束时$m_{2}$的动量为$p_{2}′$，则$p_{1}′$：$p_{2}′=11$： ______ $.$实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为 ______ $($此空保留两位小数$)$．
$(5)$有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大$.$请你用$(4)$中已知的数据，分析和计算出被碰小球$m_{2}$平抛运动射程$ON$的最大值为 ______ $cm$．

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10．
如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．
$(1)$已准备的器材有打点计时器$($带导线$)$、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是 ______ $($填字母代号$)$．
A.秒表
B.天平及砝码
C.毫米刻度尺
D.$0～12V$直流电源
E.$0～12V$交流电源
$(2)$安装好实验装置进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示$.$图中$O$点为打点起始点，且速度为零$.$选取纸带上打出的连续点，标上$A$、$B$、$C…$测得其中$E$、$F$、$G$点距打点起始点$O$的距离分别为$h_{1}$、$h_{2}$、$h_{3}.$已知重物的质量为$m$，当地重力加速度为$g$，打点计时器的打点周期为$T.$为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下$O$点到打下$F$点的过程中，重物重力势能的减少量$\triangle E_{p}=$ ______ ，动能的增加量$\triangle E_{k}=$ ______ $.($用题中所给字母表示$)$．
$(3)$实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是 ______ ．
A.该误差属于偶然误差
B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
$(4)$某同学在实验中发现重锤增加的动能略小于重锤减少的重力势能，于是深入研究阻力对本实验的影响$.$他测出各计数点到起始点的距离$h$，并计算出各计数点的速度$v$，用实验测得的数据绘制出$v^{2}-h$图线，如图丙所示$.$图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是 ______ $.$已知当地的重力加速度$g=9.8m/s^{2}$，由图线求得重锤下落时受到阻力与重锤所受重力的百分比为$ \dfrac {f}{mg}=$ ______ $\%($保留$2$位有效数字$)$．

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