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高考物理总复习《实验:验证动量守恒定律》专项检测卷及答案
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
1.(2024广东广州高二月考)某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨,导轨上安装光电计时器1和光电计时器2,带有遮光片的滑块A、B的质量分别为mA、mB,两遮光片沿运动方向的宽度均为d,实验过程如下:①调节气垫导轨成水平状态;②轻推滑块A,测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为t1;③滑块A与滑块B相碰后,滑块B和滑块A先后经过光电计时器2的遮光时间分别为t2和t3。
(1)实验中为确保两滑块碰撞后滑块A不反向运动,则mA、mB应满足的关系为mA(选填“大于”“等于”或“小于”)mB。?
(2)碰前滑块A的速度大小为。?
(3)利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的公式为。?
2.(2024河南南阳高二月考)在“验证动量守恒定律”实验中,实验装置如图所示,按照以下步骤进行操作:
①在平木板表面钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处,将小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
②将木板水平向右移动一定距离并固定,再将小球a从固定点处由静止释放,撞到木板上得到痕迹B;
③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从固定点处由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上得到痕迹A和C。
(1)下列措施可减小实验误差的是。?
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.每次实验均重复几次后,再记录平均落点
C.a球和b球的半径和质量满足ra=rb和mamb
(2)为完成本实验,必须测量的物理量有。?
A.a球开始释放的高度h
B.木板水平向右移动的距离L
C.a球和b球的质量ma、mb
D.O点到A、B、C三点的距离y1、y2、y3
(3)只要验证等式成立,即表示碰撞中动量守恒(用第2问中测量的物理量表示)。?
3.(2024山东济南高二期末)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1的前端粘有橡皮泥,推动小车1使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车2相碰并粘合成一体,继续做匀速直线运动。他设计的装置如图甲所示,在小车1后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50Hz,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。
甲
乙
(1)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上)。A为运动的起点,则应选(选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)段来计算小车1碰前的速度。?
(2)已测得小车1的质量m1=0.2kg,小车2的质量为m2=0.1kg,则碰前两小车的总动量为kg·m/s,碰后两小车的总动量为kg·m/s。?
参考答案
1.解析(1)滑块A和滑块B发生碰撞,用质量大的滑块A碰质量小的滑块B,则不会发生反弹,所以mA大于mB。
(2)滑块经过光电计时器时做匀速运动
则碰前滑块A的速度为vA=dt
(3)碰后滑块A的速度vA=d
碰后滑块B的速度vB=d
由动量守恒定律得
mAvA=mAvA+mBvB
化简可得mA
答案(1)大于(2)dt1
2.解析(1)本实验是“验证动量守恒定律”的,所以实验误差与斜槽轨道的光滑程度无关,A错误;每次实验均重复几次后,再记录平均落点,这样可减小实验误差,B正确;要产生正碰,需a球和b球的半径满足ra=rb,为防止两球碰撞后a球反弹,质量要满足mamb,C错误。
(2)每次a球释放的高度h确定不变就可以,不用测量h的值,A错误;因为小球每次打在木板上时,水平方向的位移相等,所以不需测量木板水平向右移动的距离L,B错误;要验证动量守恒定律,必须测量a球和b球的质量ma、mb,C正确;需要计算小球运动的时间,则要测量O点到A、B、C三点的距离y1、y2、y3,D正确。
(3)a、b两球碰撞后做平抛运动,
由L=vt和y=12gt2,可得v=
则由动量守恒定律可得mav0=mav1+mbv2
即为maL2y2g=ma
整理解得m
若表达式may2
答案(1)B(2)CD(3)m
3.解析(1)从分析纸带上打点的情况看,BC段和DE段内小车运动稳定,而碰前小车速度大,故应选用BC段计算小车1碰前的速度。
(2)小车1在碰撞前速度v0=lBC5T=2.
小车1在碰撞前动量
p=m1v0=0.42kg·m/s
碰撞后小车1、2的共同速度v=lDE5T=1.
碰撞后小车1、2的总动量
p=(m1+m2)v=0.417kg·m/s。
答案