2022--2023学年高中物理选择性必修第一册同步练习：1.4实验：验证动量守恒定律-在线组卷

1. (2022高一下·四川期末) 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。则：

（1）下列说法中符合实验要求的是____。

A . 安装轨道时，轨道末端必须水平且光滑 B . 必要的测量仪器有天平、刻度尺和秒表 C . 入射小球必须比靶球的质量大，且二者的直径必须相同 D . 在同一组实验的不同碰撞中，每次入射小球必须从同一位置由静止释放
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影实验时，先让入射小球多次从S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置。然后，把靶球静置于轨道的末端，再将入射小球从同一位置由静止释放，多次重复，并找到碰撞后两球各自落地点的平均位置。
①简述确定平均落点位置的办法：。
②用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置与O点的距离， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。入射小球的质量为 $\text{[math]}$ ，靶球的质量为 $\text{[math]}$ ，若满足关系式 $\text{[math]}$ ，则两球碰撞前、后系统动量守恒。

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2. (2022高一下·内江期末) 如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。则：

（1）入射小球 $\text{[math]}$ 与被碰小球 $\text{[math]}$ 的直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是 $\text{[math]}$ （选填“大于”、“小于”或“等于”） $\text{[math]}$ 。
（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使其末端
（3）在以下提供的实验器材中，本实验不需要的有____（选填选项前的字母）

A . 刻度尺 B . 重锤线 C . 天平 D . 秒表

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3. (2022高一下·广安期末) 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个体积相同的小球在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。但是我们仅用一把刻度尺就能够间接地解决这个问题，那么需要测量的物理量是____ ；（填选项前的编号）

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x
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球 $\text{[math]}$ 多次从倾斜轨道上S点由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量水平射程 $\text{[math]}$ 。然后，把被碰小球 $\text{[math]}$ 静置于轨道的水平部分，再将入射小球 $\text{[math]}$ 从同一S点静止释放，与小球 $\text{[math]}$ 相碰，并多次重复，得到小球 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的平均落点分别为M、N，测得 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两小球的水平射程分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。则两小球质量满足的关系应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）若实验结果为（用（2）中测量的量表示），则可以验证两小球碰撞前后系统动量守恒。

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4. (2022高二下·珠海期末) 某实验小组用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，小车A前端贴有橡皮泥，后端连一穿过打点计时器的纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为 $\text{[math]}$ ，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图乙上。

（1）实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）图中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车A碰撞前的速度大小应选段，计算两车碰撞后的速度大小应选段；
（3）若小车A的质量为 $\text{[math]}$ ，小车B的质量为 $\text{[math]}$ ，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是，碰后两小车的总动量是。（结果保留3位有效数字）

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5. (2022高二下·达州期末) 实验小组采用图甲所示常规方案验证动量守恒定律，实验完成后，该小组将水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示，B、B′两点在同一水平线上，A、B两小球半径均相同，质量分别为m_A和m_B。

（1）组装实验装置时，斜槽末端（选填“需要”或“不需要”）保持水平；
（2）选择A、B两小球的原则是____；

A . 两球质量满足m_A>m_B B . 两球质量满足m_A<m_B C . 以上两种情况，都应该选择质量大、体积小的刚性小球进行实验 D . 为了防止小球打坏木板，应选择质量小、体积大的软质小球实验
（3）正确选择器材后采用图甲所示装置，实验中还必须测量的物理量是；
（4）正确选择器材后采用图乙所示装置实验，下列说法正确的是____。

A . 必需测量B′N，B′P和B′M的距离 B . 必需测量BN，BP和BM的距离 C . 若 $\text{[math]}$ ，则表明此碰撞动量守恒 D . 若 $\text{[math]}$ ，则表明此碰撞动量守恒

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6. (2022高二下·安康期末) 在“验证动量守恒定律”的实验中：

（1）某同学先采用如图甲所示的装置进行实验。把两个小球用等长且不可伸长的细线悬挂于同一点，让B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起。（小球的直径d相等且远小于细线长度L）实验中必须测量的物理量有____（填选项前的字母）。

A . 细线的长度L B . A球质量 $\text{[math]}$ 和B球质量 $\text{[math]}$ C . 释放时A球被拉起的角度 $\text{[math]}$ D . 碰后摆起的最大角度 $\text{[math]}$ E . 当地的重力加速度g
（2）某同学又用如图乙所示的装置做验证动量守恒定律的实验，下列说法中不符合本实验要求的是____（填选项前的字母）。

A . 斜槽轨道必须是光滑的 B . 斜槽轨道末端的切线是水平的 C . 入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放 D . 入射小球与被碰小球满足 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$
（3）若该同学在用如图乙所示的装置的实验中，正确操作，认真测量，得出的落点情况如图丙所示，则入射小球质量和被碰小球质量之比为。

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7. (2022高二下·深圳期末) 北京冬奥会引发了大家玩桌上冰壶的热潮。某学习小组用三只相同的冰壶来验证动量守恒定律。将两只壶竖直叠放粘连，记为A，另一只壶记为B。在桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线， $\text{[math]}$ 与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：

①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ ；

②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与 $\text{[math]}$ 相切；

③如图丙，将A压缩弹簧至同一位置，射出后在 $\text{[math]}$ 处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。

请回答以下问题：

（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达 $\text{[math]}$ 线时具有相同的。
（2）碰撞前瞬间A的速度大小与____成正比。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
（3）多次实验，若测量数据均满足关系式（用题中给定符号表达），则说明冰壶碰撞过程中动量守恒。

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8. (2022高二下·钦州期末) 下图为某同学在利用气垫导轨、滑块、数字计时器、光电门等器材验证动量守恒定律的实验装置图。该实验用到两个相同的光电门1和2及两个质量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的滑块1和2，两滑块上分别固定有宽度相同、质量不计的长方形遮光片，滑块1的右侧和滑块2的左侧分别带有一个弹性片。

实验过程中，将气垫导轨调节水平后，滑块1、2分别被左右两侧的弹射架水平弹射出去，在两个光电门之间发生正碰后又分别经过光电门1和2而返回。

（1）用精度为 $\text{[math]}$ 的游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图所示，测得本实验中遮光片的宽度 $\text{[math]}$ mm。
（2）某次测量中，数字计时器记录的遮光片通过光电门的遮光时间为 $\text{[math]}$ ，则滑块的速度大小为 $\text{[math]}$ （结果保留2位有效数字）。
（3）若某次实验过程中，与光电门1连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，与光电门2连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则验证动量守恒定律的表达式为（以向右为正方向，用题目中的物理量符号表示）。