题目内容

下图中,图1为探究碰撞中守恒量实验,图2为实验装置由图为传感器得到速度曲线,曲线的纵坐标为速度值.曲线与物体的对应关系见图示.水平桌面小车滑行中所受摩擦可以忽略.由________守恒可以计算出质量比mAmB________.碰撞是________碰撞.

答案:动量,1∶3,弹性
练习册系列答案
相关题目
(1)某物理学习小组在“验证机械能守恒定律”的实验中(g取9.8m/s2):
①他们拿到了所需的打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物,此外还需要
 
(填字母代号)
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A.直流电源     B.交流电源     C.游标卡尺      D.毫米刻度尺      E.天平及砝码      F.秒表
②先接通打点计时器的电源,再释放重物,打出的某条纸带如下图所示,O是纸带静止时打出的点,A、B、C是标出的3个计数点,测出它们到O点的距离分别为x1=12.16cm、x2=19.1cm和x3=27.36cm,其中有一个数值在记录时有误,代表它的符号是
 
(选填“x1”、“x2”或“x3”).
③已知电源频率是50Hz,利用②中给出的数据求出打B点时重物的速度vB=
 
m/s.
④重物在计数点O、B对应的运动过程中,减小的重力势能为mgx2,增加的动能为
1
2
m
v
2
B
,通过计算发现,mgx2
 
1
2
m
v
2
B
,(选填“>”、“<”或“=”),其原因是
 

(2)另一个物理学习小组利用图甲所示的装置和频闪相机来探究碰撞中的不变量.其实验步骤如下:
步骤1:用天平测出A、B两个小球的质量mA、mB(mA>mB);
步骤2:安装好实验装置,使斜槽末端保持水平,调整好频闪相机的位置并固定;
步骤3:让入射小球从斜槽上某一位置P由静止释放,小球离开斜槽后,用频闪相机记录下小球相邻两次闪光时的位置,照片如图乙所示;
步骤4:将被碰小球放在斜槽末端,让入射小球从位置P由静止开始释放,使它们碰撞.两小球离开斜槽后,用频闪相机记录两小球相邻两次闪光时的位置,照片如图丙所示.经多次实验,他们猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和不变.
①实验中放在斜槽末端的小球是
 
 (选填“A”或“B”);
②若要验证他们的猜想,需要在照片中直接测量的物理量有
 
(选填“x0”、“y0”、“x1”、“y1”、“x2”、“y2”).写出该实验小组猜想结果的表达式
 
(用测量量表示).
③他们在课外书中看到“两物体碰撞中有弹性碰撞和非弹性碰撞之分,碰撞中的恢复系数定义为e=
|v2-v1|
|v20-v10|
,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,v1和v2分别是碰撞后两物体的速度,弹性碰撞恢复系数e=1,非弹性碰撞恢复系数e<1.”于是他们根据照片中的信息求出本次实验中恢复系数的值e=
 
.(结果保留到小数点后两位数字)
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Ⅰ、(1)在“测定金属的电阻率”实验中,把金属丝在圆柱形铅笔上单层密绕30圈,用20分度的游标卡尺测得其长度如图所示,则金属丝横截面的直径为
0.68
0.68
mm

(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(a) 他们应选用下图所示的哪个电路原理图进行实验?答:
A
A


(b) 按照正确的电路图,完成右图中的实物连线.
(c) 实验测得元件Z的电流与电压的关系图象如下图所示.则元件Z是金属材料还是半导体材料?答:
半导体
半导体


Ⅱ、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,且细线与竖直线之间夹角α;球A由静止释放,摆到最低点时恰与球B发生正碰,碰撞后,A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录球B的落点.
(a) 用图中所示各个物理量的符号表示:碰撞前A球的速度VA=
2gL(1-cosα)
2gL(1-cosα)
;碰撞后B球的速度VB=
S
g
2H
S
g
2H
;此实验探究守恒量的最后等式为
mA
2gL(1-cosα)
=mBS
g
2H
+mA
2gL(1-cosβ)
mA
2gL(1-cosα)
=mBS
g
2H
+mA
2gL(1-cosβ)

(b) 请你提供两条提高实验精度的建议:
①让球A多次从同一位置摆下,求B球落点的平均位置;
①让球A多次从同一位置摆下,求B球落点的平均位置;
②α角取值不要太小;
②α角取值不要太小;
(1)在“探究碰撞中的守恒量”的实验中,也可以探究“mv2”这个量(对应于动能)的变化情况.
①若采用弓形弹片弹开滑块的方案,如图1甲所示,弹开后的mv2的总量
 
弹开前mv2的总量(填大于、等于或小于),这是因为
 

②若采用图1中乙图的方案,碰撞前mv2的总量
 
碰后mv2的总量(填大于、等于或小于),说明弹性碰撞中
 
守恒.
③若采用图中1丙图的方案,碰撞前mv2的总量
 
碰后mv2的总量(填大于、等于或小于),说明非弹性碰撞中存在
 
损失.
(2)某同学用图2所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验.先将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;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置,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本实验必须测量的物理量有
 

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的时间t
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
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
②根据实验要求,ma
 
mb(填“大于”、“小于”或“等于”);
③放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如果不是同时落地,对实验结果有没有影响?(不必作分析)
 

④为测定未放小球b时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐,下图给出了小球a落点附近的情况,由图3可得OB距离应为
 
 cm;
⑤按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是
 

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 【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在答题卡相应的答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.

A.(选修模块3—3)(12分)

(1)利用油酸在水面上形成一单分子层油膜的实验,估测分子直径的大小.有以下的实验步骤:

A、在边长约40cm的浅盘里倒入自来水,深约2cm,将少许痱子粉均匀地轻轻撒在水面上;

B、将5mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃杯中,盖上盖并摇动,使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液,读出该溶液的体积为V(mL)

C、用滴管往盘中水面上滴1滴油酸酒精溶液.由于酒精溶于水而油酸不溶于水,于是该滴中的油酸就在水面上散开,形成油酸薄膜;

D、用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴人空量杯中,记下当杯中溶液达到1 mL时的总滴数n

E、取下玻璃板放在方格纸上,量出该单分子层油酸膜的面积S(cm2).

F、将平板玻璃放在浅方盘上,待油酸薄膜形状稳定后可认为已形成单分子层油酸膜.用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上.

   ①完成该实验的实验步骤顺序应该是     ▲      .

   ②在估算油酸分子直径大小时,可将分子看成球形.用以上实验步骤中的数据和符号表示,油酸分子直径的大小约为d   ▲   cm.

(2)在油膜法测分子直径的实验中,用盆口直径为0.4m的面盆盛水,要让油酸滴在水面上散成单分子的油酸膜,那么油酸体积不能大于多少   ▲    m3,实验中可以先把油酸稀释成油酸溶液,再用特制滴管把这种油酸滴1滴到水面上.若测得1mL油酸溶液为120滴,那么1mL油酸至少应稀释成

   ▲   mL的油酸溶液.

 

(3)质量为6.0kg、温度为-20oC的冰全部变成30oC的水,后在常温下(30oC)全部蒸发为水蒸气,整个过程需要吸收多少热量?(设水在常温下的汽化热为L =2.4×106J/kg,冰的比热容为2.1×103J/kgoC,水的比热容为4.2×103J/kgoC,冰的熔化热为=3.34×105J/kg)

B.(选修模块3—4)(12分)

(1)在以下各种说法中,正确的是   ▲   

A.一单摆做简谐运动,摆球的运动周期不随摆角和摆球质量的改变而改变

B.光的偏振现象说明光具有波动性,实际上,所有波动形式都可以发生偏振现象.

C.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期

D.变化的电场一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生变化的电场

E.在光的双逢干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄

F.真空中光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系

G.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁

H.光导纤维有很多的用途,它由内芯和外套两层组成,外套的折射率比内芯要大

(2)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2L图像,如图甲所示.去北大的同学所测实验结果对应的图线是 ▲   (选填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图像(如图乙所示),由图可知,两单摆摆长之比   ▲   

 

 

 

 

 

 

 


(3)如图所示,一截面为正三角形的棱镜,其折射率为.今有一束单色光

射到它的一个侧面,经折射后与底边平行,再射向另一侧面后射出.试求 

出射光线相对于第一次射向棱镜的入射光线偏离了多少角度?

C.(选修模块3—5)(12分)

(1)下列说法正确的是   ▲ 

 A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

 B、汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构

 C、一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的波长太短

 D、按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增大

 E、E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比

 F、 β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

(2)在光滑的水平面上有甲、乙两个物体发生正碰,已知甲的质量为1kg,乙的质量为3kg,碰前碰后的位移时间图像如图所示,碰后乙的图像没画,则碰后乙的速度大小为  ▲  m/s,碰撞前后乙的速度方向   ▲  (填“变”、“不变”)

(3)从某金属表面逸出光电子的最大初动能与入射光的频率的图像如下图所示,则这种金属的截止频率是________HZ;普朗克常量是 ____Js.

 

 【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在答题卡相应的答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.

A.(选修模块3—3)(12分)

(1)利用油酸在水面上形成一单分子层油膜的实验,估测分子直径的大小.有以下的实验步骤:

A、在边长约40cm的浅盘里倒入自来水,深约2cm,将少许痱子粉均匀地轻轻撒在水面上;

B、将5mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃杯中,盖上盖并摇动,使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液,读出该溶液的体积为V(mL)

C、用滴管往盘中水面上滴1滴油酸酒精溶液.由于酒精溶于水而油酸不溶于水,于是该滴中的油酸就在水面上散开,形成油酸薄膜;

D、用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴人空量杯中,记下当杯中溶液达到1 mL时的总滴数n

E、取下玻璃板放在方格纸上,量出该单分子层油酸膜的面积S(cm2).

F、将平板玻璃放在浅方盘上,待油酸薄膜形状稳定后可认为已形成单分子层油酸膜.用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上.

   ①完成该实验的实验步骤顺序应该是      ▲      .

   ②在估算油酸分子直径大小时,可将分子看成球形.用以上实验步骤中的数据和符号表示,油酸分子直径的大小约为d   ▲   cm.

(2)在油膜法测分子直径的实验中,用盆口直径为0.4m的面盆盛水,要让油酸滴在水面上散成单分子的油酸膜,那么油酸体积不能大于多少   ▲    m3,实验中可以先把油酸稀释成油酸溶液,再用特制滴管把这种油酸滴1滴到水面上.若测得1mL油酸溶液为120滴,那么1mL油酸至少应稀释成

   ▲   mL的油酸溶液.

 

(3)质量为6.0kg、温度为-20oC的冰全部变成30oC的水,后在常温下(30oC)全部蒸发为水蒸气,整个过程需要吸收多少热量?(设水在常温下的汽化热为L =2.4×106J/kg,冰的比热容为2.1×103J/kgoC,水的比热容为4.2×103J/kgoC,冰的熔化热为=3.34×105J/kg)

B.(选修模块3—4)(12分)

(1)在以下各种说法中,正确的是    ▲   

A.一单摆做简谐运动,摆球的运动周期不随摆角和摆球质量的改变而改变

B.光的偏振现象说明光具有波动性,实际上,所有波动形式都可以发生偏振现象.

C.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期

D.变化的电场一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生变化的电场

E.在光的双逢干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄

F.真空中光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系

G.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁

H.光导纤维有很多的用途,它由内芯和外套两层组成,外套的折射率比内芯要大

(2)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2L图像,如图甲所示.去北大的同学所测实验结果对应的图线是  ▲   (选填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图像(如图乙所示),由图可知,两单摆摆长之比    ▲   

 

 

 

 

 

 

 


(3)如图所示,一截面为正三角形的棱镜,其折射率为.今有一束单色光

射到它的一个侧面,经折射后与底边平行,再射向另一侧面后射出.试求 

出射光线相对于第一次射向棱镜的入射光线偏离了多少角度?

C.(选修模块3—5)(12分)

(1)下列说法正确的是   ▲ 

 A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

 B、汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构

 C、一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的波长太短

 D、按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增大

 E、E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比

 F、 β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

(2)在光滑的水平面上有甲、乙两个物体发生正碰,已知甲的质量为1kg,乙的质量为3kg,碰前碰后的位移时间图像如图所示,碰后乙的图像没画,则碰后乙的速度大小为  ▲  m/s,碰撞前后乙的速度方向   ▲  (填“变”、“不变”)

(3)从某金属表面逸出光电子的最大初动能与入射光的频率的图像如下图所示,则这种金属的截止频率是________HZ;普朗克常量是  ____Js.

 

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