高三物理（第04期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題18 實(shí)驗(yàn)（選修3-3、3-4、3-5）（含解析）

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專題18 選修3-3、3-4、3-5實(shí)驗(yàn) 1.【黃岡市黃岡中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的a、b兩球的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。在記錄紙上記下重垂線所指的位置O。實(shí)驗(yàn)時(shí)先使a球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡，重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡，確定小球a的落點(diǎn)平均位置B。再把b球放在水平槽末端R，讓a球仍從固定位置G由靜止開始滾下，與b球碰撞后，落到水平地面的記錄紙上，重復(fù)10次，得到兩球的落點(diǎn)平均位置分別為A和C，其中b球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示。米尺水平放置，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊。 （1）碰撞后b球的水平射程應(yīng)取為______cm； （2）在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量？答：______（填選項(xiàng)號(hào)） A．水平槽上未放b球時(shí)，測(cè)量a球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離x1； B．a(chǎn)球與b球碰撞后，分別測(cè)量a球和b球的落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離x2、x3； C．測(cè)量a球或b球的直徑r； D．測(cè)量a球和b球的質(zhì)量ma、mb（或兩球質(zhì)量之比）； E．測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度H。 （3）按照本實(shí)驗(yàn)方法，已知a球的質(zhì)量為ma，b球的質(zhì)量為mb，ma＞mb，那么動(dòng)量守恒驗(yàn)證式 是 （用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量相應(yīng)字母表示）。 【答案】（1）64.7 （答數(shù)在64.2到65.2范圍內(nèi)的都給分）（2）ABD （3）ma x1=ma x2+mb x3 E、不需要測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度，故E錯(cuò)誤．故選ABD． （3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可得mav0=mbv1+mbv2，由已測(cè)量的物理量ma、mb、OB、OA、OC．又因下落時(shí)間相同，即可求得：maOB=maOA+mbOC。 考點(diǎn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律 2.【江西師范大學(xué)附屬中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器“可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系：先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重垂線所指的位置O． 接下來的實(shí)驗(yàn)步驟如下： 步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上．重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置； 步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置； 步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長度． ①上述實(shí)驗(yàn)除需測(cè)量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測(cè)量的物理量有　?。? A．A、B兩點(diǎn)間的高度差h1 B．B點(diǎn)離地面的高度h2 C．小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2 D．小球1和小球2的半徑r ②當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式　 （用所測(cè)物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律． ③完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)上述裝置進(jìn)行了改造，如圖2所示．在水平槽末端與水平地面間放置了一個(gè)斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無縫連接．使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M′、P′、N′．用刻度尺測(cè)量斜面頂點(diǎn)到M′、P′、N′三點(diǎn)的距離分別為l1、l2、l3．則驗(yàn)證兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為　 ?。ㄓ盟鶞y(cè)物理量的字母表示）． 【答案】①C；②m1?OP=m1?OM+m2?ON??；③ 【解析】①根據(jù)動(dòng)量守恒得，m1?OP=m1?OM+m2?ON，所以除了測(cè)量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測(cè)量的物理量是小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2．故選C．③碰撞前，m1落在圖中的P′點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v1．小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)在圖中M′點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v1′，m2的落點(diǎn)是圖中的N′點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v2． 設(shè)斜面BC與水平面的傾角為α， 由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得LP′sinα＝gt2，Lp′cosα=v1t 解得，同理，，，可見速度正比于． 所以只要驗(yàn)證即可． 考點(diǎn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律