知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
现利用如图所示装置验证动量守恒定律。在图中，气垫导轨上有\(A\)、\(B\)两个滑块，滑块\(A\)右侧带有一撞针，滑块\(B\)左侧有橡皮泥，上面固定有遮光片，光电计时器\((\)未完全画出\()\)可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块\(A\)的质量\(m_{1}=300.0g\)，滑块\(B\)的质量\(m_{2}=100.0g\)，两滑块的遮光片宽度均为\(d=1.00cm.\)将两个光电门固定在合适位置，滑块\(A\) 置于光电门\(1\)左侧某一合适位置，滑块\(B\)置于两光电门之间某一合适位置，给滑块\(A\)向右的初速度，通过光电门\(1\)后使它与\(B\)相碰并粘在一起通过光电门\(2.\)计时器显示滑块\(A\)、\(B\)的遮光片通过光电门\(1\)和\(2\)的时间分别为\(\triangle t_{1}=30ms\)和\(\triangle t_{2}=41ms\)。

请完成下面的问题：
\((1)\)碰撞前，滑块\(A\)的动量为\(P_{1}=\) ______ \(kg⋅m/s\)
\((2)\)碰撞后，滑块\(A\)、\(B\)的动量为\(P_{2}=\) ______ \(kg⋅m/s\)
\((3)\)碰撞前后总动量之差为\(|\triangle p|=\) ______ \(kg⋅m/s(\)以上均保留\(3\)位小数\()\)
\((4)\)诺\(η=| \dfrac {\triangle p}{p_{1}}|\)是本实验的误差指标，则\(η=\) ______ 。\((\)保留\(2\)位小数\()\)
\((5)η\leqslant 0.05\)是本实验误差允许的范围，则本实验是否验证了动量守恒？回答 ______ \((\)“是”或“否”\()\)

难度：较易

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2．
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：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置\(O\)．

接下来的实验步骤如下：
步骤\(1\)：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；
步骤\(2\)：把小球\(2\)放在斜槽前端边缘位置\(B\)，让小球\(1\)从\(A\)点由静止滚下，使它们碰撞\(.\)重复多次，并使用与步骤\(1\)同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤\(3\)：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置\(M\)、\(P\)、\(N\)离\(O\)点的距离，即线段\(OM\)、\(OP\)、\(ON\)的长度．
\(①\)上述实验除需测量线段\(OM\)、\(OP\)、\(ON\)的长度外，还需要测量的物理量有 ______ ．
A.\(A\)、\(B\)两点间的高度差\(h_{1}\)
B.\(B\)点离地面的高度\(h_{2}\)
C.小球\(1\)和小球\(2\)的质量\(m_{1}\)、\(m_{2}\)
D.小球\(1\)和小球\(2\)的半径\(r\)
\(②\)当所测物理量满足表达式 ______ \((\)用所测物理量的字母表示\()\)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．
\(③\)完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图\(2\)所示\(.\)在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接\(.\)使小球\(1\)仍从斜槽上\(A\)点由静止滚下，重复实验步骤\(1\)和\(2\)的操作，得到两球落在斜面上的平均落点\(M′\)、\(P′\)、\(N′.\)用刻度尺测量斜面顶点到\(M′\)、\(P′\)、\(N′\)三点的距离分别为\(l_{1}\)、\(l_{2}\)、\(l_{3}.\)则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 ______ \((\)用所测物理量的字母表示\()\)．

难度：难

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3．
如图甲，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，可以通过测量 ______ \((\)选填选项前的符号\()\)，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
\((2)\)图甲中\(O\)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\(m_{1}\)、\(m_{2}\)
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\()\)；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\()\)．
\((4)\)经测定，\(m_{1}=45.0g\)，\(m_{2}=7.5g\)，小球落地点的平均位置距\(O\)点的距离如图乙所示\(.\)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\( \dfrac {p_{1}}{p_{1}{{'}}+p_{2}{{'}}}\)为 ______ ．

难度：较易

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4．
某同学用如图\(1\)所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验\(.\)先将入射小球\(a\)球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复\(10\)次；再把同样大小的被碰小球\(b\)球放在斜槽轨道末端的小立柱上，调节实验装置使两小球碰撞时球心处于同一水平高度，让\(a\)球仍从原固定点由静止开始滚下，和\(b\)球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复\(10\)次．

\((1)\)关于本实验，说法正确的是 ______ \(.(\)填序号字母\()\)
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.必须测量小球\(a\)、\(b\)的直径\(D\)
C.必须测量斜槽轨道末端到水平地面的高度\(H\)
D.必须测量小球\(a\)、\(b\)的质量，且二者的关系为\(m_{a} > m_{b}\)
\((2)\)为测定未放小球\(b\)时，小球\(a\)落点的平均位置，把刻度尺的零刻线跟记录纸上的\(O\)点对齐，如图给出了小球\(a\)落点附近的情况，由图可得\(a\)球落点与\(O\)点的距离应为 ______ \(cm\)．
\((3)\)按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是 ______ ．

难度：较易

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5．
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\(m_{1}=0.4kg\)，小车\(B\)的质量\(m_{2}=0.2kg\)，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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6．
如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图．
\((1)\)若入射小球质量为\(m_{1}\)，半径为\(r_{1}\)；被碰小球质量为\(m_{2}\)，半径为\(r_{2}\)，则______
A.\(m_{1} > m_{2}\)，\(r_{1} > r_{2}\)
B.\(m_{1} < m_{2}\)，\(r_{1} < r_{2}\)
C.\(m_{1} > m_{2}\)，\(r_{1}=r_{2}\)
D.\(m_{1} < m_{2}\)，\(r_{1}=r_{2}\)
\((2)\)为完成此实验，需要调节斜槽末端的切线必须水平，如何检验斜槽末端水平：______
\((3)\)设入射小球的质量为\(m_{1}\)，被碰小球的质量为\(m_{2}\)，\(P\)为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式\((\)用\(m_{1}\)、\(m_{2}\)及图中字母表示\()\)______成立\(.\)即表示碰撞中动量守恒．

难度：较易

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7．
利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切，先将小滑块\(A\)从圆弧轨道的最高点无初速度释放，测量出滑块在水平桌面滑行的距离\(x_{1}(\)图甲\()\)；然后将小滑块\(B\)放在圆弧轨道的最低点，再将\(A\)从圆弧轨道的最高点无初速度释放，\(A\)与\(B\)碰撞后结合为一个整体，测量出整体沿桌面滑动的距离\(x_{2}(\)图乙\()\)。圆弧轨道的半径为\(R\)，\(A\)和\(B\)完全相同，重力加速度为\(g\)。
\((1)\)滑块\(A\)运动到圆弧轨道最低点时的速度\(v=\) ______ \((\)用\(R\)和\(g\)表示\()\)；
\((2)\)滑块与桌面的动摩擦因数\(μ=\) ______ \((\)用\(R\)和\(x_{1}\)表示\()\)；
\((3)\)若\(x_{1}\)和\(x_{2}\)的比值\( \dfrac {x_{1}}{x_{2}}=\) ______ ，则验证了\(A\)和\(B\)的碰撞动量守恒。

难度：较易

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8．
如图在“验证碰撞中的动量守恒”实验中，仪器按要求安装好后开始实验，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接静止地放在斜槽末端的水平部分，在白纸上记录下重锤位置和各小球落点的平均位置依次为\(0\)、\(A\)、\(B\)、\(C\)，设入射小球和被碰小球的质量依次为\(m_{1}\)、\(m_{2}\)，则：
\((1)\)第一、二次入射小球的落点依次是 ______ 、 ______ 。
\((2)\)第二次入射小球与被碰小球相比，将 ______ 落地。\((\)选填“先”、“后”或者“同时”\()\)
\((3)\)下列关系式\((\)用\(m_{1}\)、\(m_{2}\)及图中字母表示\()\) ______ 成立，即表示碰撞中动量守恒。

难度：较易

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9．
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。
\((1)\)该同学还需要的器材有 ______ 和 ______ ；
\((2)\)需要直接测量的数据是 ______ 。

难度：较易

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10．
“验证动量守恒定律”的实验装置如图所示\(.\)让质量为\(m_{1}\)的\(A\)小球从斜面上某处自由滚下与静止在支柱上质量为\(m_{2}\)的\(B\)小球发生对心碰撞，则：
\((1)\)两小球质量的关系应满足 ______
A.\(m_{1}=m_{2}\)B.\(m_{1} > m_{2}\) \(C.m_{1} < m_{2}\) \(D.\)没有限制
\((2)\)实验必须满足的条件是 ______
A.轨道末端的切线必须是水平的
B.斜槽轨道必须光滑
C.入射球\(m_{1}\)每次必须从同一高度滚下
D.入射球\(m_{1}\)和被碰球\(m_{2}\)的球心在碰撞瞬间必须在同一高度．

难度：较易

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