备考2020年高考物理：26 实验：验证动量守恒定律一、实验探究题（共12题；共53分）1.如图所示，为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置示意图。
已知a、b小球的质量分别为m a、m b，半径相同，图中P点为单独释放a球的平均落点，M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置.（1）本实验必须满足的条件是___________.A. 斜槽轨道必须是光滑的B. 斜槽轨道末端的切线水平C. 入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D. 入射球与被碰球满足m a=m b（2）为了验证动量守恒定律，需要测量OP间的距离x1、OM间的距离x2和________.（3）为了验证动量守恒，需验证的关系式是________.2.用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。
安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。
在做“验证动量守恒定律”的实验时（1）实验必须满足的条件是______。
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. 入射球每次都要从同一高度由静止释放D. 实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动（2）实验中要完成的必要步骤是______ 填选项前的字母。
A. 用天平测量两个小球的质量、B. 测量抛出点距地面的高度HC. 用秒表测出小球做平抛运动的时间tD. 分别确定碰撞前后落地点的位置和碰后的落地点P、M、N，并用刻度尺测出水平射程OP，OM，ON。
（3）入射小球质量为，被碰小球质量为，两小球的质量应满足________ 选填“大于”“小于”或“等于”（4）若所测物理量满足________表达式则可判定两个小球相碰前后动量守恒。
（5）若碰撞是弹性碰撞，那么所测物理量还应该满足的表达式为________。
3.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。
气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。
在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。
则：⑴下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终与导轨在水平方向上；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的弹簧片；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先接通打点计时器的电源，然后放开滑块1，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图所示；⑧测得滑块1的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g。
⑵由于打点计时器每隔0.02s打一个点，那么，两滑块相互作用以前滑块1的速度v＝________m/s。
系统的总动量为________kg•m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg•m/s（结果保留三位有效数字）。
⑶试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是________。
4.某同学用如图所示装置探究“碰撞过程中的不变量”：将长木板放在水平桌面上，小车甲、乙放在长木板上，小车甲的前端粘有橡皮泥，后端连有纸带，纸带穿过打点计时器。
将小木片垫在长木板下适当位置，推动小车甲使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体，而后两车继续做匀速直线运动。
已知打点计时器的打点频率为50Hz。
（1）实验得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间距并标在图上，A为运动起始的第一点，则应选________段计算小车甲的碰前速度，应选________段来计算小车甲和乙碰后的共同速度。
(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)A（2）测得小车甲的质量m甲=0.40kg，小车乙的质量m乙=0.20kg，由以上测量结果可得碰前系统总动量为________kg·m/s，碰后系统总动量为________kg·m/s。
(结果均保留三位有效数字)（3）通过计算得出的结论是________。
5.某小组同学为了验证动量守恒定律，在实验室找到了如图所示的实验装置．测得大小相同的a、b小球的质量分别为m a、m b，实验得到M、P、N三个落点。
图中P点为单独释放a球的平均落点。
（1）本实验必须满足的条件是________．A. 两小球的质量满足m a＝m bB. 斜槽轨道必须是光滑的C. 斜槽轨道末端的切线水平D. 入射小球a每次都从斜槽上的不同位置无初速度释放（2）a、b小球碰撞后，b球的平均落点是图中的________．（填M或N）（3）为了验证动量守恒定律，需要测量OM间的距离，还需要测量的物理量有________、________（用相应的文字和字母表示）．（4）如果碰撞过程动量守恒，两小球间满足的关系式是________（用测量物理量的字母表示）．6.为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1＞m2)。
②按照如图所示的那样，安装好实验装置。
将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。
④将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和m2在斜面上的落点位置。
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为L D、L E、L F。
（1）小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点是图中的________点，m2的落点是图中的________点。
（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式________，则说明碰撞中动量守恒。
（3）用测得的物理量来表示，只要再满足关系式________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。
7.某同学用如图1所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．（1）实验中必须要求的条件是_______A. 斜槽轨道尽量光滑以减少误差B. 斜槽轨道末端的切线必须水平C. 入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同D. 入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量_______（填选项号）A. 水平槽上未放B球时，测量A球落点P到O点的距离B. A球与B球碰撞后，测量A球落点M到O点的距离C. A球与B球碰撞后，测量B球落点N到O点的距离D. 测量A球或B球的直径E. 测量A球和B球的质量（或两球质量之比）F. 测量释放点G相对于水平槽面的高度G. 测量水平槽面离地的高度（3）某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为________．8.如图所示的装置中，质量为m A的钢球A用细线悬挂于O点，质量为m B的钢球B放在离地面高度为H 的小支柱N上．O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线的夹角为α，A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点．（1）图中x应是B球做________(从“平抛”、“自由落体”、“圆周”中三选一)运动的水平位移大小．（2）为了探究碰撞中的守恒量，在已知重力加速度g的条件下，还需要测得的七个物理量是________(填写题目中所给物理量符号)．（3）用测得的物理量表示：m A v A＝________；m A v A′＝________；m B v B′＝________.9.如图甲为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图甲乙（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是m1________m2.（2）在做此实验时，若某次实验得出小球的落点情况如图乙所示．假设碰撞中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比m1∶m2＝________.10.某实验小组利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律．实验的主要步骤如下：⑴用游标卡尺测量小球A、B的直径d，其示数均如图2所示，则直径d＝________ mm，用天平测得球A、B的质量分别为m1、m2.⑵用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上．⑶将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为α时由静止释放，与球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θ1，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ2.⑷若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为________；若碰撞是弹性碰撞，则还应满足的表达式为________．(用测量的物理量表示)11.某实验小组用如图所示的气垫导轨完成“验证动量守恒”的实验。
图中A、B是带有碰撞装置和遮光片的滑块，可在气垫导轨上无摩擦地滑动。
光电门C、D固定，通过光电计时器(图中未画出)可测出遮光片通过光电门的时间。
主要实验步骤如下：(ⅰ)用天平分别测出A、B两滑块的质量并记录。
(ⅱ)用游标卡尺分别测出A、B两滑块上遮光片的宽度并记录。
(ⅲ)调整气垫导轨使之水平。
(ⅳ)将滑块A、B静止放在气垫导轨的图示位置上。
(ⅴ)给A一个水平冲量，使之水平向右运动，观察A、B碰撞的情况，记录A、B上的遮光片经过光电门C、D的时间。
(ⅵ)重复步骤ⅳ、ⅴ三至五次。
(ⅶ)分析数据，得出结论。
若某次实验步骤(ⅴ) 中滑块A两次经过光电门C，实验记录如下请回答下列问题（1）两滑块碰后滑块B的速度大小________m/s；（2）实验记录过程中滑块A的质量忘记记录了，根据你的分析，滑块A的质量m A=________g；（3）步骤(ⅲ)的目的是________。
12.如图,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,可以通过仅测量_____(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hB. 小球抛出点距地面的高度HC. 小球做平抛运动的水平距离（射程）（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1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.然后,把被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射球从斜轨上S位置静止释放,与小球相碰,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m1、m2B. 测量小球m1开始释放高度hC. 测量抛出点距地面的高度HD. 分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、NE. 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).答案解析部分一、实验探究题1.【答案】（1）B,C（2）ON间的距离x3（3）(或) 2.【答案】（1）B,C（2）A,D（3）大于（4）（5）3.【答案】2.00；0.620；0.618；纸带与限位孔的阻力4.【答案】（1）BC；DE（2）0.420；0.417（3）在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的5.【答案】（1）C（2）N（3）OP的距离x2；ON的距离x3（4）m a x2＝m a x1＋m b x36.【答案】（1）A；E（2）（3）7.【答案】（1）B,D（2）A,B,C,E（3）4：18.【答案】（1）平抛（2）m A、m B、α、β、H、L、x（3）；；9.【答案】（1）m1＞m2（2）m1∶m2＝4∶110.【答案】22.0；；11.【答案】（1）1.6（2）100（3）保证滑块碰撞前后做匀速直线运动；12.【答案】（1）C（2）A,D,E（3）；；。