热门试卷

用如图甲所示的装置，来验证碰撞过程中的动量守恒．图中PQ是斜槽，QR为水平槽．O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量之比mA：mB=3：1．先使A球从斜槽上固定位置G由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，得到10个落点．再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从位置G由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次．A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图乙所示，其中米尺的零点与O点对齐．

（1）碰撞后A球的水平射程应取______cm．

（2）本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度．下面的实验条件中，不能使小球飞行的水平距离表示为水平速度的是______．

A．使A、B两小球的质量之比改变为5：1

B．升高固定点G的位置

C．使A、B两小球的直径之比改变为1：3

D．升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度

（3）利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为______．（结果保留三位有效数字）

用如图所示装置来探究碰撞中的守恒量，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，细线与竖直线之间夹角α；A球由静止释放，摆到最低点时恰与B球发生正碰，碰撞后，A球摆到与竖直夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸，用来记录球B的落点．

（1）用图中所示各个物理量的符号表示：碰撞前A球的速度VA=______；碰撞后B球的速度VB=______；此实验探究守恒量的最后等式为______

（2）请你提供一条提高实验精度的建议：______．

在做“验证动量守恒定律”实验时，除了斜槽、大小相同质量不等的两个小球、白纸、复写纸、圆规、铅笔等外，下列哪些器材是本实验需要的_________。

A.游标卡尺  

B.秒表  

C.刻度尺  

D.天平  

E.弹簧秤  

F.重垂线

实验中，下列做法正确的是_________。

A. 斜槽轨道必须光滑

B. 斜槽轨道末端点的切线可以不水平

C. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下

D. 用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心就是小球落点的平均位置

E. 不放被碰小球时，让入射小球从斜槽上某一位置滚下，实验1次，放上被碰小球时，要重复实验10次

如图为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒的装置．两带有等宽遮光条的滑块A和B，质量分别为mA、mB，在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止，这是表明______，烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB，若有关

系式______，则说明该实验动量守恒．

（1）现在有很多人对1969年美国的“阿波罗”登月事件表示怀疑，认为美国并没有登上月球，而是在好莱坞影棚里拍摄的．某同学想：那时候还没有电脑特技，画面中人和器材的运动可以造假，但一些细节的物理规律是无法造假的！于是他从网上找到一段宇航员阿姆斯特朗在月球表面向前跳跃的视频，仔细观察到在阿姆斯特朗某次刚好飞到最高点时，在他的脚底有一小块泥土脱落，这块泥土脱落后作的是______运动，他将画面在此暂停，如图1所示，用直尺量出屏幕上阿姆斯特朗的身长为a，量出脚底到月面的垂直距离为b，然后拿出手机开启秒表功能开始计时，同时继续播放视频，测得该泥土从脱落到落地时间为t：他再从网上查到阿姆斯特朗的真实身高为H，子是他通过计算得到月球表面重力加速度为______；最后他将自己的计算结果与真实的地、月表面重力加速度进行了比较，得到了对美国“阿波罗”登月事件自己的判断．

（2）验证碰撞中动量守恒

如图2所示，水平桌面一端固定一水平弹簧，用物块A将弹簧压缩至一定长度（弹簧始终处在弹性限度内），然后静止释放；物块么被弹出后滑行至P点停下．在A滑行路径上适当位置选择一点D并作上标记：再在O点放上与A材质相同的物块B（图中未画出），将A放在上次相同初始位置静止释放，A与B碰撞后各自滑行至从M、N点停下．

①为了验证碰撞中动量守恒，我们需要______

A．用天平测出A、B两物块的质量mA，mB

B．测出地面与物块A、B的动摩擦因素μ

C．为了防止物块A反弹，mA应大于mB

D．A第一次滑行距离OP，A第二次滑行距离OM，B滑行距离ON

②要验证动量守恒．需要验证的公式为______（用所选选项中字母表示）

③做实验时两物块实际上都已不能视为质点，为了更准确，B物块放到O点时应让其______（左、右）端与O点对齐，桌面上记录下的P、M点应为物块A的______（左、右）端，N点应为物块B的______（左、右）端．

气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；

b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；

c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；

d．用刻度尺测出滑块A的左端至C挡板的距离L1；

e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2；

（1）实验中还应测量的物理量是______；

（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是______；

（3）利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式．如果不能，请说明理由．

        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（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，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，使槽的末端点的切线水平，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放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球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LD、LE、LF。

        根据该同学的实验，回答下列问题：

（1）小球m1与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____________________，则说明碰撞中动量是守恒的；

（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。

        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（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤进行实验：

        ①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2，且m1>m2；

        ②按下面的示意图安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽末端的切线水平，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放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球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LD、LE、LF。

        根据该同学的实验，回答下列问题：

（1）小球m1与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___________，则说明碰撞中动量是守恒的；

（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。

如图甲所示，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。

（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

（2）图甲中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OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2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、m2

B．测量小球m1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m1、m2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，m1=45.0 g，m2=7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。碰撞前、后m2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，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用（4）中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为____cm。

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（a）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。

（1）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，纸带始终在水平方向；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；

⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑥先_____________，然后_____________，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（b）所示；

⑧测得滑块1的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g。

试完善实验步骤⑥的内容。

（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_____________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为___________kg·m/s（保留三位有效数字）。

（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是__________________________。

某同学在探究物体弹性碰撞的特点时，先提出了如下假设：①两个物体碰撞前后各自的质量与自己的速度的乘积之和是不变的；②两个物体碰撞前后各自的质量与自己速度的二次方的乘积之和是不变的．为了验证这个假设，该同学设计了如图1所示的实验装置．先将弹性a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样尺寸大小的弹性b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．

（1）在安装斜槽轨道时，要注意______．选择弹性小球a、b时，小球a、b的质量ma、mb应该满足关系：ma______mb（填“＞”或“=”或“＜”），理由是______．

（2）本实验必须测量的物理量有以下哪些______．

A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H

B．小球a、b的质量ma、mb

C．小球a、b的半径r

D．小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行时间t

E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离SOA、SOB、SOC

F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h

（3）该同学设计了一个实验数据表格，见表一．从表中可以看出，有些物理量并非实验中直接测出的，请你将表中不能直接测出的物理量换成能直接测出的物理量，而不影响实验探究的目的，并将结果对应填在表二中．

表一：

表二：

（4）为测定未放被碰小球时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐，图2给出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为______cm．

（5）该同学通过对实验数据的分析和处理验证了他的假设，这就表明物体在弹性碰撞中有两个物理量是守恒的，这两个物理量分别是______、______．

在验证碰撞中的动量守恒的实验中，各落点的中心位置如图，假设实验中小球的弹性较好，可以看作弹性碰撞，且碰撞结果基本符合v1=v0，v2=v0，其中 m1、m2分别是入射球和被碰球的质量，m1＞m2，v1、v2分别是入射球和被碰球碰后的水平速度，v0是入射速度．

（1）若相邻落点的分布范围的界限不够分明，甚至有重叠的现象，要同时增大相邻的落点中心位置之间的距离，可单独采取______

A．增大入射速度v0

B．增大平抛高度h

C．在m1＞m2的条件下，进一步增大的值

D．在m1＞m2的条件下，减小的值

（2）要使OM、MP、PQ接近相等，应接近______．

某同学设计了一个用打点计时器研究动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并黏合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图(a)所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。

（1）若已测得打点纸带如图(b)所示，并测得各计数点间距（已标在图示上）。A为运动的起点，则应选____________段来计算A碰前速度，应选____________段来计算A和B碰后的共同速度。（以上两空选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”）

（2）已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前总动量p0=____________kg·m/s，碰后总动量p=____________kg·m/s。（结果保留三位有效数字）

C．（选修模块3-5）

（1）下列说法中正确的是______．

A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短

C．根据海森伯提出的不确定性关系可知，不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量

D．4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变

（2）在《探究碰撞中的不变量》实验中，某同学采用如图所示的装置进行实验．把两个小球用等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．实验过程中除了要测量A球被拉起的角度θ1，及它们碰后摆起的最大角度θ2之外，还需测量______（写出物理量的名称和符号）才能验证碰撞中的动量守恒．用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式是______．

（3）2008年10月7日，日美科学家分享了当年诺贝尔物理学奖．他们曾就特定对称性破缺的起源给出了解释，并预言了一些当时还未发现的夸克．夸克模型把核子（质子和中子）看做夸克的一个集合体，且每三个夸克组成一个核子．已知质子和中子都是由上夸克u和下夸克d组成的．每种夸克都有对应的反夸克．一个上夸克u带有+e的电荷，而一个下夸克d带有-e的电荷，因此一个质子p可以描述为p=uud，则一个中子n可以描述为n=______．一个反上夸克带有-e的电荷，一个反下夸克带有+e的电荷，则一个反质子p可描述为=______．