知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验．入射球与被碰球半径相同．
①实验装置如图1所示．先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从 C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹．记录纸上的O点是重锤所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹．未放B球时，A球落地点是记录纸上的    点．
②释放多次后，取各落点位置的平均值，测得各落点痕迹到O点的距离：OM=13.10cm，OP=21.90cm，ON=26.04cm．用天平称得入射小球A的质量m₁=16.8g，被碰小球B的质量m₂=5.6g．若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”，请将下面的数据处理表格填写完整．
OP/m OM/m ON/m 碰前总动量p/kg•m 碰后总劝量p′/kg•m 相对误差
|
p′-p
p
|×100%
0.2190 0.1310 0.2604 3.68×10^-3
根据上面表格中的数据处理数据，你认为能得到的结论是：    ．
③实验中可以将表达式m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′转化为m₁s₁=m₁s₁′+m₂s₂′来进行验证，其中s₁、s₁′、s₂′为小球平抛的水平位移．可以进行这种转化的依据是    ．（请选择一个最合适的答案）
A．小球飞出后的加速度相同
B．小球飞出后，水平方向的速度相同
C．小球在空中水平方向都做匀速直线运动，水平位移与时间成正比
D．小球在空中水平方向都做匀速直线运动，又因为从同一高度平抛，运动时间相同，所以水平位移与初速度成正比
④完成实验后，实验小组对上述装置进行了如图2所示的改变：
（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近槽口处，使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
（Ⅱ）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球A从原固定点C由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；
（Ⅲ）把半径相同的小球B静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球仍从固定点C由静止开始滚下，与小球B相碰后，两球撞在木板上得到痕迹M和N；用刻度尺测量纸上O点到M、P、N三点的距离分别为y₁、y₂、y₃．请你写出用直接测理的物理量来验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式：    ．

难度：较难

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2．用如图1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点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量乙比m_A：m_B=3：1．先使A球从斜槽上某一高度处由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹P，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球仍从同一高度处由静止释放，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2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，可能不能使小球飞行的水平距离的大小表示为水平初速度大小的是    ．
A．使A、B两小球的质量之比改变为5：1       B．升高小球初始释放点的位置
C．使A、B两小球的直径之比改变为1：3        D．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计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为    ．（结果保留三位有效数字）

难度：较难

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3．（2015春•宜兴市期末）图为“验证动量守恒”实验的装置示意图：
（1）入射小球a与被碰小球b直径相同，它们的质量m_a和m_b的关系应是m_a     m_b；
（2）为保证小球做平抛运动，必须调整斜槽轨道，使斜槽底部末端切线    ；
（3）小球的半径为r，不放球b，球a从槽上滚下，落到B点；放球b，球a从槽滚下落到A，球b落到C点，最后验证动量守恒要看    与    是否相等．

难度：较难

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4．气垫导轨（如图甲）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为0.1Kg的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为50Hz．气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3．若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为、，两滑块的总动量大小为；碰撞后两滑块的总动量大小为．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．

难度：中等

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5．（2015春•宿迁校级期末）某同学用如图所示的（a）图装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞中的守恒量，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（a）中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图（b），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）除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还需要用到的器材有    （填选项号）
A．秒表 B．天平 C．毫米刻度尺D．打点计时器（及电源和纸带） E．圆规F弹簧测力计    G．游标卡尺
（2）从图（b）可以测出碰撞后B球的水平射程应取为    cm．
（3）在以下选项中，    是本次实验必须进行的测量（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．（2015春•岷县校级期末）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和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图实所示，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A的左端至C板的距离L₁；
e．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挡板时计时结束，记下A、B分别到达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，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原是．
（3）用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能大小？如能，请写出其表达式．

难度：较难

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7．在“验证动量守恒定律”的实验中，请回答下列问题：

（1）实验记录如图1甲所示，则A球碰前做平抛运动的水平位移是图中的    ，B球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的    ．（两空均选填“OM”、“OP”或“ON”）为测定A球碰前做平抛运动的落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，如图给出了小球A落点附近的情况，由图2可得距离应为     cm；
（2）小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果    产生误差（选填“会”或“不会”）．
（3）实验装置如图1甲所示，A球为入射小球，B球为被碰小球，以下有关实验过程中必须满足的条件，正确的是
A．入射小球的质量m_a可以小于被碰小球的质量m_b
B．实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度
C．入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放
D．斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处，应能静止
（4）在“验证动量守恒定律”的实验中．某同学用如图2乙所示的装置进行了如下的操作：
①先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O．
②将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B．
③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C．
④用天平测量a、b两小球的质量分别为m_a、m_b，用刻度尺测量白纸O点到A、B、C三点的距离分别为y₁、y₂和y₃．用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为    ．

难度：较难

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8．（2013春•无锡期末）如图是用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律的实验装置，采用的实验步骤如下：
a．用天平分测出滑块A、B的质理m_A、m_B；
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弱簧，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C挡板的距离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）上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，除测量带来的误差外，产生误差的原因还有    （回答一点即可）．

难度：中等

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9．（2013春•常州期末）如图所示是已经调整好的探究动量守恒定律的装置，A、B是直径为d，质量分别为m₁和m₂的两个小球，且m₁＞m₂．
（1）为完成本实验，下列哪些器材是必须的    ．
A．秒表　　　　　B．刻度尺　　　　　C．天平　　　　　D．复写纸
（2）图中的M、P、N是按照正确的步骤所得的小球落地的平均位置点，则入射小球A单独下滑时，落地点是    点，与小球B碰后，入射小球A的落地点是    点．
（3）量出M、P、N和O点的距离L₁、L₂、L₃，请写出验证动量守恒定律的表达式    ．

难度：中等

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10．（2012春•万州区校级期末）如图所示气垫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，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫轨道以及滑块A和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．调整气垫轨道，使导轨处于水平；
b．在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；
c．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计数器开始工作，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；
d．用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L₁、滑块B的右端到D挡板的距离L₂．
（1）实验中还应测量的物理量是    ；
（2）利用上述过程测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是    ；
（3）利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是    ．

难度：中等

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