1.3 科学验证：动量守恒定律基础巩固 2021—2022 学年高中物理鲁科 版（2019）选择性必修第一册 一、选择题（共 15 题） 1．在“利用气垫导轨验证动量守恒定律”的实验中，用到的测量工具有（　　） A．停表、天平、刻度尺 B．弹簧测力计、停表、天平 C．天平、刻度尺、光电计时器 D．停表、刻度尺、光电计时器 2．利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验时，不需要测量的物理量是（　　） A．滑块的质量 B．挡光时间 C．挡光片的宽度 D．滑块移动的距离 3．用如图所示的装置来验证动量守恒定律，斜槽轨道固定在水平桌面上，入射小球、被碰小球分别为 m2 m1 、 ，则下列做法正确的是（　　） A． m1 和 B．小球 m2 m1 可以是半径不同的小球 每次必须从斜轨同一位置释放 C．选用两球的质量应满足 m1  m2 D．必须用秒表测定小球在空中飞行的时间 4．在做探究碰撞中的不变量实验时，入射球 a 的质量为 m1，被碰球 b 的质量为 m2，小球的半径为 r，各小 球的落地点如图所示，下列关于这个实验的说法正确的是（　　） A．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球 B．让入射球与被碰球连续 10 次相碰，每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下 C．要验证的表达式是 D．要验证的表达式是 m1ON  m1OM  m2OP m1OP  m1OM  m2ON 5．在验证碰撞中的动量守恒的实验中，关于入射小球在斜槽轨道上释放点的高低对实验影响，下列说法 正确的是（　　） A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小 B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度测量值越精确 C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小 D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，支柱对被碰小球的阻力越小 6．在做“验证动量守恒定律”实验时，入射球 a 的质量为 m1，被碰球 b 的质量为 m2，各小球的落地点如图所 示，关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相等的小球 B．每次都要使入射小球从斜槽，上不同的位置滚下 C．要验证的表达式是 m1·ON=m1·OM+m2·OP D．要验证的表达式是 m1·OP=m1·OM+m2·ON 7．某中学实验小组的同学在“探究碰撞中的不变量”时，利用了如图所示的实验装置进行探究，下列说法正 确的是（　　） A．要求斜槽一定是光滑 B．斜槽的末端必须水平 C．入射球每次释放点的高度可以任意调 D．入射球的质量必须与被碰球的质量相等 8．如图所示，M、N 和 P 为“验证动量守恒定律”实验中小球的落点。已知入射球质量为 m1，被碰球质量为 m2，如果碰撞中动量守恒，则有（　　） A．m1·（ OP OM O'N ）=m2· B．m1·（ OP OM O'N ）=m2· C．m1·（ D．m1· OP OP ＋ OM =m2·（ ）=m2· O'N ＋ O'N OM ） 9．在“探究碰撞中的不变量”的实验中，有质量相等的甲乙两摆球，摆长相同，乙球静止在最低点，拉起甲 球释放后与乙球刚好正碰，碰后甲球静止，乙球摆到与甲球初始位置等高．现换为同质量的两个粘性球， 重复以上操作，碰后两球粘合在一起运动，则： A．两次碰撞的整个过程中机械能不可能守恒 B．第一次两球碰撞瞬间的前后，动量守恒，机械能不守恒 C．第二次两球碰撞瞬间的前后，动量守恒，机械能不守恒 D．第一次碰撞中，从甲球开始下落到乙球上升到最高点过程中动量守恒 10．某学习小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中先从某一高度处单独释放质量为 小球 a，标记下小球 a 撞击在挡板上的位置 M，再在水平轨道上放上质量为 mb ma 的 的小球 b，从同一高度释放 小球 a，标记两球撞击挡板的位置 P、N，关于本实验下列说法正确的是（　　） A．位置 N 为小球 b 撞击挡板的位置 B．两小球从碰撞后至撞击挡板的过程中在空中运动的时间相同 C．小球离开轨道后下落的高度越大则小球的离开轨道时的速度越大 ma D．该实验中可用 OM 来反映小球 a 的初动量 11．某中学实验小组的同学在“验证动量守恒定律”时，利用了如图所示的实验装置进行探究，下列说法正 确的是（　　） A．要求斜槽一定是光滑的且斜槽的末端必须水平 B．入射球单独平抛与碰后平抛的释放点的高度可以不同 C．入射球和被碰球的直径必须相等 D．入射球的质量必须与被碰球的质量相等 12．某同学用半径相同的两个小球 a 、 b 来研究碰撞问题，实验装置示意图如图所示， O 点是小球水平抛 出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球 a 多次从斜轨上的某确定位置由静止释放，从水平 轨道的右端水平抛出，经多次重复上述操作，确定出其平均落地点的位置 P ；然后，把被碰小球 b 置于水 平轨道的末端，再将入射小球 a 从斜轨上的同一位置由静止释放，使其与小球 b 对心正碰，多次重复实验， 确定出 a 、 b 相碰后它们各自的平均落地点的位置 M 、 N ；分别测量平抛射程 OM ， ON 和 OP ，已知 a 、 b 两小球质量之比为 6︰1，在实验误差允许范围内，下列说法正确的是（　　） A． a 、 b 两个小球相碰后在空中运动的时间之比为 OM : ON B． a 、 b 两个小球相碰后落地时重力的时功率之比为 6OM : ON C．若 a 、 b 两个小球在碰撞前后动量守恒，则一定有 6OP  6OM  ON D．若 a 、 b 两个小球在碰撞前后动量守恒，则一定有 6ON  6OM  OP 13．用如图所示的实验装置来完成“验证动量守恒定律”的实验，关于本实验下列说法中正确的是（　　） A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B．入射小球的质量必须等于被碰小球的质量 C．轨道倾斜部分必须光滑 D．需要秒表测量小球在空中飞行时间 14．采用如图所示的实验装置进行验证动量守恒定律（图中小球半径相同、质量均已知，且 mA>mB），下 列说法正确的是（　　） A．实验中要求轨道末端必须保持水平 B．实验中要求轨道必须光滑 C．验证动量守恒定律，需测量 OB、OM、OP 和 ON 的距离 D．测量时发现 N 点偏离 OMP 这条直线，直接测量 ON 距离不影响实验结果 15．在气垫导轨上进行探究实验时，首先应该做的是（） A．给气垫导轨通气 B．给光电计时器进行扫零处理 C．把滑块放到导轨上 D．检查挡光片通过光电门时是否能挡光计时 二、填空题（共 4 题） 16．在“碰撞中的动量守恒”实验中，已测得 A、B 两小球质量 mA<mB，由实验所得结果如图所示，图中 M、P、N 为小球落点位置，O 是斜槽末端重垂线的投影点，则图中 O′是_______球(填“A”或“B”)球心的投影 点；A、B 两球的质量之比是______。 17．某小组用如图所示的装置验证动量守恒定律，装置固定在水平面上。圆弧形轨道末端切线水平，两球 半径相同，两球与水平面的动摩擦因数相同。实验时，先测出 A、B 两球的质量 m1、m2，让球 A 多次从圆 弧形轨道上某一位置由静止释放，记下其在水平面上滑行距高的平均值为 L，然后把球 B 静置于轨道末端 水平部分，并将球 A 从轨道上同一位置由静止释放，并与球 B 相碰，重复多次。已知碰后球 A，B 滑行距 离的平均值分别为 L1、L2 （1）为确保实验中球 A 不反向运动，则 m1、m2 应满足的关系是___________。 （2）若碰撞前后动量守恒，写出动量守恒的表达式：___________。 18．小明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，如图甲所示，长木板下垫着小木块 以平衡两车的摩擦力，让小车 P 做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车 Q 相碰并粘合成一体，继续做 匀速运动；在小车 P 后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为 50Hz． （1）某次实验测得纸带上各计数点的间距如图乙所示，A 为运动的起点，则应选_____来计算小车 P 碰撞 前的速度，应选_________来计算小车 P 和 Q 碰后的共同速度．（选填“AB”、“BC、“CD”、DE＂、“EF ＂、“FG”） （2）测得小车 P 的质量 m1＝0.4kg，小车 Q 的质量 m2＝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．（计算结果保留二位有效数字） （3）由本次实验获得的初步结论是________________________________ 19．如图甲所示，用半径相同的 1、2 两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”．实验时先让质量为 m1 的 1 球从 斜槽上某一固定位置 S 由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复 写纸上，在下面的白纸上留下痕迹．重复上述操作 10 次，得到 10 个落点痕迹，再把质量为 m2 的 2 球放在 水平轨道末端，让 1 球仍从位置 S 由静止滚下，1 球和 2 球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重 复操作 10 次．M、P、N 为三个落点的平均位置，未放 2 球时，1 球的落点是 P 点，O 点是水平轨道末端在 记录纸上的竖直投影点，如图乙所示． （1）在这个实验中，为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足 m1___m2（选填“＞”、“<”或“=”）； （2）关于本实验的实验操作，下列说法中正确的是________．（填选项前的字母） A．如果小球每次从同一位置由静止释放，每次的落点一定是重合的 B．重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现了错误 C．用半径尽量小的圆把 10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置 D．仅调节斜槽上固定位置 S，它的位置越低，线段 OP 的长度越大 （3）本实验中除了要测量 OP、OM、ON 的值以外，其他必须要测量的物理量，以下正确的有_________． （填选项前的字母） A．必须测量小球 1 的质量 m1 和小球 2 的质量 m2 B 必须测量小球 1 开始释放的高度 h C 必须测量抛出点距地面的高度 H D 必须测量小球平抛运动的飞行时间 （4）当所测物理量满足表达式_____________，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律． A．m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON B．m1⋅OM=m1⋅OP+m2⋅ON C．m1⋅ON=m1⋅OM+m2⋅OP D