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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
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:先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。

接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。

①对于上述实验操作,下列说法正确的是{#blank#}1{#/blank#}

A.小球1每次必须在斜槽上相同的位置从静止滚下

B.小球1可以在斜槽上不同的位置从静止滚下

C.斜槽轨道末端必须水平

D.斜槽轨道必须光滑

②若入射小球质量为m1 , 半径为r1;被碰小球质量为m2 , 半径为r2 , 则{#blank#}2{#/blank#}

A.m1>m2 , r1>r2

B.m1>m2 , r1=r2

C.m1<m2 , r1<r2

D.m1<m2 , r1=r2

③上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有{#blank#}3{#/blank#}.

A.A、B两点间的高度差h1

B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1、m2

D.小球1和小球2的半径r1、r2

④当所测物理量满足表达式{#blank#}4{#/blank#}(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式{#blank#}5{#/blank#}(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.

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