热点36 验证动量守恒定律原卷版.docx
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热点36验证动量守恒定律原卷版
热点36验证动量守恒定律高考真题
高考真题
1.（2014·全国新课标理综II）利用图（a）所示的装置验证动量守恒定律。
在图（a）中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，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质量m1=0.310kg，滑块B的质量m2=0.108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用的交流电的频率为f=50HZ。
将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰；碰后光电计时器显示的时间为△tB=3.500ms，碰撞前后打出的纸带如图21-1（b）所示。
若实验允许的相对误差绝对值（│
│×100%）最大为5℅，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？
写出运算过程。
实验允许的相对误差绝对值比较，得出结论。
2．（2011·北京）如图甲，用“碰撞试验器”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（填选项前的序号），间接地解决这个问题
A.小球开始释放高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的射程
②图乙中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
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
静止于轨道的水平部分，再将入射小球
从斜轨上
位置静止释放，与小球
相撞，并多次重复。
接下来要完成的必要步骤是（填选项的符号）
A.用天平测量两个小球的质量
、
B.测量小球
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
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，
，小球落地点的平均位置距Ｏ点的距离如图21-2乙所示。
碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1’，则p1∶p1’=∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2’,则p1‘∶p2‘=11∶
实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值
为
⑤有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。
请你用④中已知的数据，分析和计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为cm
最新模拟题
1．（6分）（2020山东模拟）2019年9月，我国成功完成了76km／h高速下列车实车对撞实验，标志着我国高速列车被动安全技术达到了世界领先水平。
某学习小组受此启发，设计了如下碰撞实验，探究其中的能量损耗问题，实验装置如图甲所示。
实验准备了质量分别为0.20kg、0.20kg、0.40kg的滑块A、B、C，滑块A右侧带有自动锁扣，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连，滑块B、C左侧均带有自动锁扣，打点计时器的电源频率f=50Hz。
调整好实验装置后，在水平气垫导轨上放置A、B两个滑块，启动打点计时器，使滑块A以某一速度与静止的滑块B相碰并粘合在一起运动，纸带记录的数据如图乙所示；用滑块C替代滑块B，重复上述实验过程，纸带数据如图丙所示。
根据纸带记录的数据，滑块A与B碰撞过程系统损失的动能为J，滑块A与C碰撞过程系统损失的动能为J。
（计算结果均保留2位有效数字）
根据实验结果可知，被碰物体质量增大，系统损失的动能（填“增大…：
减小”或“不变”）。
2.（2020安徽江淮十校联考）在做“碰撞中的动量守恒定律”常规实验中：
（1）本实验中不需要用到的测量仪器或工具有（ ）（单选）
A.圆规
B.秒表
C.刻度尺
D.天平
（2）必须要求的条件是（ ）（多选）
A.斜槽轨道末端的切线必须水平
B.要测量小球平抛的初速度
C.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同
（3）某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量
和被碰小球质量
之比________。
3．（2019福建泉州5中高考适应性考试）为了验证动量守恒定律，某实验小组选取两个材质相同而质量不同的滑块A和B，并按下述步骤进行了实验：
①在A，B的相撞面分别粘上橡皮泥，便于二者相撞后连成一体；
②实验装置如图甲所示，铝质粗糙导轨槽固定在水平桌面上，其倾斜的右端和水平段的左端由一小段圆弧连接，在导轨槽的侧面且与水平导轨等高处安装一台数码频闪照相机；
③将滑块B静置于槽的水平段某处，滑块A由槽的倾斜度适当位置静止释放，同时开始频闪拍摄，直至两滑块停止运动，得到一幅多次曝光的照片；
④多次重复步骤③，得到多幅照片，挑选其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图乙所示
请对上述操作进行分析并回答以下问题：
（1）分析图乙可知，A，B滑块碰撞发生的位置是 （选填P5、P6或P7）
（2）为了验证碰撞中动量是否守恒，必须直接测量或读取的物理量是
A．A，B两滑块的质量m1和m2
B．频闪照相的周期T
C．滑块与导轨间的动摩擦因数μ
D．照片上测量的S34、S45和S56、S67
E．照片上测量的S45、S56和S67、S78
（3）此实验验证动量守恒的表达式 （用第
（2）问中的符号表示）
4.（2020全国名校大联考）在一维碰撞中验证动量守恒定律，实验设计方案分别有气垫导轨和光电计时器（图
）、带细线的摆球（图
）、打点计时器和小车（图
）、斜槽轨道和小球（图
）。
（1）实验中需要测出________、________，计算出________、________（用字母表示）。
（2）实验中需要注意：
①若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，应________。
②若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且________，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应________。
③若利用打点计时器和小车进行实验，在长木板下垫一小木片，是为了________。
④若利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被撞球质量，是为了防止________。
5．（5分）（2019江西南昌三模）某同学用如图所示的“碰撞实验装置”研究直径相同的两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
①在实验中小球速度不易测量，可通过仅测量 解决这一问题。
A．小球做平抛运动的时间
B．小球做平抛运动的水平距离
C．小球做平抛运动的初始高度
D．小球释放时的高度
②图中PQ是斜槽，QR为水平槽，R为水平槽末端。
利用铅垂线在记录纸上确定R的投影点O．实验时先使A球从斜槽上G处由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹；此后，再把B球放在R处，将A球再从G处由静止释放，与B球碰撞后在记录纸上分别留下A、B两球落点痕迹。
由测量可知，碰撞前A球做平抛运动的水平距离为x0；碰撞后，A、B两球做平抛运动的水平距离分别为x1、x2．用天平称量A、B两球的质量分别为mA、mB．若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 （用题目给出的物理量符号表示）。
6.（2019山东潍坊三模）到2022年,由我国自主建造的“天宫空间站”将投正常运营,可以开展科学研究和太空实验。
某小组设计了在空间站测定物体质量的实验,如图甲所示,在有标尺的平直桌面上放置一个待测质量的物体A和已知质量的物体B,其连线与标尺平行。
实验时,先让B静止,给A一指向B的初速度,用频闪照相仪记录A、B碰撞前后的运动情况,分别如图乙、丙所示。
（1）分析图乙和图丙,可得碰撞后两物体速度大小之比为；
（2）若B的质量为0.5kg,则A的质量为kg.
7．（5分）（2019湖南长郡中学等四校5月模拟）某同学设计了如图所示的实验来验证碰撞过程中的动量守恒。
轨道AOB在O处平滑相接，B右侧为粗糙水平面，有两个材料及表面粗糙程度均相同的小物块甲、乙，其质量分别为m1和m2（m1＞m2），令小物块甲从斜面上M点由静止下滑，运动至粗糙水平面上的C点速度恰好减为0，测量B、C间距为x0，把小物块乙置于B点，小物块甲仍从斜面上M点由静止下滑，小物块甲与小物块乙碰撞后，在粗糙水平面上的位移分别为x1、x2。
（1）为验证碰撞过程动量守恒，是否需要测量小物块与粗糙水平面间的动摩擦因数？
（选填“是”或“否”）；小物块甲与轨道AOB间的摩擦力是否影响实验结果？
（选填“是”或“否”）。
（2）若满足关系式 ，则二者碰撞过程动量守恒。
8.（2019湖北恩施州2月检测）如图所示为某同学设计的一种探究动量守恒定律的实验装置和原理图。
长木板固定在水平桌面上，一端伸出桌面，另一端装有竖直挡板，轻弹簣的一端固定在竖直挡板上，另一端被入射小球从自然长度位置A点压缩至B点，释放小球，小球沿木板从右端水平抛出，落在水平地面上的记录纸上，重复10次，确定小球的落点位置；再把被碰小球放在木板的右边缘处，重复上述实验10次，在记录纸上分别确定入射小球和被碰小球的落点位置。
（1）关于实验的要点，下列说法正确的是___________。
A.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
B.入射小球的半径必须与被碰小球的半径相同
C.长木板必须尽可能地光滑
D.用重锤线的目的是为了确定板的右端在地面的投影位置
E.实验重复10次，是为了从小球的落地点中找出一个最清晰的点作为最终落地点
（2）入射小球前后两次的落地位置分别为原理图中的___________两点；若入射球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则实验需要验证的表达式为________________。
（用图中字母表示）
9.（2019湖南岳阳二模）如图所示的冲击摆装置，是高中物理专用实验仪器，主要用于研究物体的完全非弹性碰撞及测定钢球的速度等实验。
其原理是利用弹簧枪发射钢球，将钢球水平打入静止摆块左侧的小洞并停在里面，时间极短，摆块（內含钢球）向右摆动，推动指针，指针摆过的最大角度即为摆块的最大摆角。
已知摆块质量为M=80g，钢球质量为m=8.4g，直径d=12.7mm，弹簧枪水平发射钢球的速度有三档。
（1）某实验小组利用平抛规律测量弹簧枪全部三档的发射钢球速度，先将摆块移开，发射后钢球做平抛运动，测得三次实验中钢球的水平位移如表所示，并通过相关数据计算出了1、3档钢球的发射速度，请你估算v2的大小。
发射档位
平抛水平位移
发射速度
1
0.27m
v1=5.4m/s
2
0.33m
v2=______
3
0.38m
v3=7.6m/s
（2）设钢球打进摆块的初速度为υ0，如果钢球和摆块系统的动量和能量守恒，则钢球打进摆块后系统的机械能与打进前瞬间的比值为（设摆块初始位置的重力势能为0）
A．
B．
C．1 D．
10．（7分）（2019安徽合肥三模）为了验证动量守恒定律，某实验小组选取两个材质相同而质量不同的滑块A和B，并按下述步骤进行了实验：
①在A、B的相撞面分别粘上橡皮泥，便于二者相撞后连成一体；
②实验装置如图甲所示，铝质导轨槽固定在水平桌面上，其倾斜段的右端和水平段的左端由一小段圆弧连接，在导轨槽的侧面且与水平导轨等高处安装一台数码频闪照相机；
③将滑块B静置于槽的水平段某处，滑块A由槽的倾斜段适当位置静止释放，同时开始频闪拍摄，直至两滑块停止运动，得到一幅多次曝光的照片；
④多次重复步骤③，得到多幅照片，挑选其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图乙所示（图中只显示滑块A）。
请对上述操作进行分析并回答以下问题：
（1）分析图乙可知，A、B滑块碰撞发生的位置是______（选填P5、P6或P7）；
（2）为了验证碰撞中动量是否守恒，必须直接测量或读取的物理量是______；
A．A、B两滑块的质量m1和m2
B．滑块A释放时距桌面的高度
C．频闪照相的周期
D．照片尺寸和实际尺寸的比例
E．照片上测得的S34、S45和S56、S67
F．照片上测得的S45、S56和S67、S78
G．滑块与导轨间的动摩擦因数
（3）此实验验证动量守恒的表达式为______。
11．（2019湖南衡阳三模）某实验小组利用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律。
实验的主要步如下
（1）用螺旋测微器测量小球A、B的直径d，其示数如图乙所示，则直d＝ mm用天平测得球A、B的质量分别为m1、m2
（2）用两条细线分别将大小相同的球A、B悬推于同一水平高度、且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上
（3）将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为α时由静止择放，与求B碰撞后，测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为β，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ
（4）若两球碰撞前后动量守恒，则其表达式为 ；若磁撞是弹性碰撞，则还应满足的表达式为 （用量的物屋量表示）
12．（4分）（2019浙江绿色联盟模拟）用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片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mA和mB；
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，从斜槽上位置P由静止开始释放小球A，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，再从位置P处由静止释放小球A，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mA mB（填“＞”、“＝”或“＜”）
（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、xA、yA、xB、yB”）
（3）两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是：
；两球发生的是弹性正碰，则还应满足的方程是：
（用所测物理量表示）
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