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题型:实验探究题 题类:常考题 难易度:普通

黑龙江省鹤岗市第一中学2019-2020学年高三上学期物理10月月考试卷

某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为 h 的光 滑水平桌面上,放置两个小球 a 和 b。其中,b 与轻弹簧紧挨着但不栓接,弹簧左侧固 定,自由长度时离桌面右边缘足够远,起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a 放置于桌面 边缘,球心在地面上的投影点为 O 点。实验时,先将 a 球移开,弹簧解除锁定,b 沿桌 面运动后水平飞出。再将 a 放置于桌面边缘,弹簧重新锁定。解除锁定后,b 球与 a 球 发生碰撞后,均向前水平飞出。重复实验 10 次。实验中,小球落点记为 A、B、C。

(1)、若 a 球质量为 ma,半径为 ra;b 球质量为 mb , 半径为 rb。b 球与 a 球发生碰撞后,均向前水平 飞出,则 ______  。
A、ma<mb , ra=rb B、ma<mb , ra<rb C、ma>mb , ra=rb D、ma>mb , ra>rb
(2)、为了验证动量守恒,本实验中必须测量的物理 量有____。
A、小球 a 的质量 ma 和小球 b 的质量 mb B、小球飞出的水平距离 xOA、xOB、xOC C、桌面离地面的高度 h D、小球飞行的时间
(3)、关于本实验的实验操作,下列说法中不正确的是______。
A、重复操作时,弹簧每次被锁定的长度应相同 B、重复操作时发现小球的落点并不完全重合,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、仅调节桌面的高度,桌面越高,线段 OB 的长度越长
(4)、在实验误差允许的范围内,当所测物理量满足表达式:, 即说明碰撞过程遵循动量守恒。(用题中已测量的物理量表示)
(5)、该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能,他测量了桌面离地面的高度h,该地的 重力加速度为g,则弹簧锁定时具有的弹性势能 Ep。(用题中已测量的 物理量表示)
举一反三
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={#blank#}1{#/blank#}m/s。系统的总动量为{#blank#}2{#/blank#}kg•m/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为{#blank#}3{#/blank#}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{#blank#}4{#/blank#}。

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