高中人教版 (新课标)1 气体的等温变化课时作业

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1．用气垫导轨进行探究碰撞中的不变量的实验时，不需要测量的物理量是  (　　)

A．滑块的质量       B．挡光时间

C．挡光片的宽度       D．光电门的高度

2．在课本参考案例二实验(如图1所示)中，下列说法正确的是     (　　)

图1

A．悬挂两球的细绳长度要适当，且等长

B．由静止释放小球，以便较准确地计算小球碰前的速度

C．两小球必须都是钢性球，且质量相同

D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动

3．若用打点计时器做探究碰撞中的不变量的实验，下列操作正确的是   (　　)

A．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量

B．相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起

C．先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车

D．先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源

4．对于实验最终的结论m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，下列说法正确的是  (　　)

A．仅限于一维碰撞

B．任何情况下m1v＋m2v＝m1v1′2＋m2v2′2也一定成立

C．式中的v1、v2、v1′、v2′都是速度的大小

D．式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度乘积之和

5．图2中，设挡光板宽度为3 cm，左侧滑块碰后通过左侧光电计时装置时记录时间为3×

10－1 s，而右侧滑块通过右侧光电计时装置时记录时间为2×10－1 s，则两滑块碰撞后的速度大小分别是____________、____________.

图2

6．用如图3所示的装置做“探究碰撞过程中的不变量”的实验．

图3

(1)先测出滑块A、B的质量M、m及滑块与桌面的动摩擦因数μ，查出当地的重力加速度g；

(2)用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧处于压缩状态，滑块B紧靠在桌边；

(3)剪断细线，测出滑块B做平抛运动落地时的水平位移为x1，滑块A沿桌面滑行距离为x2.

为探究碰撞过程中的不变量，写出还须测量的物理量及表示它的字母________，探究碰撞过程中的不变量的表达式是________．

7．有甲、乙两辆小车，质量分别为m1＝302 g，m2＝202 g，甲小车拖有纸带，通过打点计时器记录它的运动情况，乙小车静止在水平桌面上，甲小车以一定的速度向乙小车运动，跟乙小车发生碰撞后与乙小车粘合在一起共同运动．这个过程中打点计时器在纸带上记录的点迹如图4所示，在图上还标出了用刻度尺量出的各点的数据，已知打点计时器的打点频率为50 Hz.

图4

(1)从纸带上的数据可以得出：两车碰撞过程经历的时间大约为________ s；(结果保留两位有效数字)

(2)碰前甲车的质量与速度的乘积大小为______ kg·m/s，碰后两车的质量与速度的乘积为________ kg·m/s；(结果保留三位有效数字)

(3)从上述实验中能得出什么结论？

8．某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图5甲所示，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，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，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．

图5

(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和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(所用滑块1、2如图丙所示)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，选出较理想的纸带如图丁所示；

⑧测得滑块1(包括撞针)的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g；试着完善实验步骤⑥的内容．

(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为________ kg·m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为______ kg·m/s(保留三位有效数字)．

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

9．某同学运用以下实验器材，设计了一个碰撞实验来寻找碰撞前后的不变量：打点计时器、低压交流电源(频率为50 Hz)、纸带、表面光滑的长木板、带撞针的小车A、带橡皮泥的小车B、天平．

该同学经过以下几个步骤：

A．用天平测出小车A的质量为mA＝0.4 kg，小车B的质量为mB＝0.2 kg

B．更换纸带重复操作三次

C．小车A靠近打点计时器放置，在车后固定纸带，把小车B放在长木板中间

D．把长木板平放在桌面上，在一端固定打点计时器，连接电源

E．接通电源，并给小车A一定的初速度vA

(1)该同学正确的实验步骤为____________．

(2)打点计时器打下的纸带中，比较理想的一条如图6所示，根据这些数据完成下表．

图6

(3)根据以上数据猜想碰撞前后不变量的表达式为____________．

答 案

1．D　2.ABD　3.BC　4.AD

5．0.1 m/s　0.15 m/s

6．桌面离地面的高度h　M＝mx1

7．(1)0.10　(2)0.202　0.203

(3)在误差范围内，两车的质量与速度的乘积保持不变，即m1v1＝(m1＋m2)v′

8． (1)接通打点计时器的电源　放开滑块1　(2)0.620

0.618　(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦

9．见解析

解析　(1)该同学正确的实验步骤为ADCEB.

(2)碰撞前后均为匀速直线运动，由纸带上的点迹分布求出速度．碰后小车A、B合为一体，求出AB整体的共同速度．注意打点计时器的频率为50 Hz，打点时间间隔为0.02 s，通过计算得下表.

(3)由表中数值可看出在mv一行中数值相同，可猜想碰撞前后不变量的表达式为：mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)v.