【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)

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1.某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。实验前,安装调节好实验装置,在水平底板上铺一张白纸,纸上放复写纸,记下重垂线所指的位置【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第3张图片-四季读书网。

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实验步骤如下:

第一步:用天平分别测出两小球的质量【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第5张图片-四季读书网和【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第6张图片-四季读书网。

第二步:将入射小球【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第7张图片-四季读书网从斜槽轨道S处由静止释放。重复实验,找到其多次落点的中心位置【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第8张图片-四季读书网。

第三步:将被碰小球【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第9张图片-四季读书网静置于斜槽轨道末端,再将【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第10张图片-四季读书网从S处由静止释放,与【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第11张图片-四季读书网碰撞。重复实验,分别找到【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第12张图片-四季读书网和【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第13张图片-四季读书网相碰后各自多次落点的中心位置【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第14张图片-四季读书网和【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第15张图片-四季读书网。

第四步:分别测出【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第16张图片-四季读书网点到各个落点中心的距离【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第17张图片-四季读书网、【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第18张图片-四季读书网和【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第19张图片-四季读书网。

回答以下问题:

(1)关于实验装置和操作,下列说法正确的是__________(多选,填正确答案标号)。

A.两个小球的材质应相同 B.两个小球的大小应相等

C.斜槽轨道表面必须光滑 D.斜槽轨道末端应调节至水平

(2)改变被碰小球的质量【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第20张图片-四季读书网,进行多组实验,测量出对应的【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第21张图片-四季读书网和【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第22张图片-四季读书网值。以【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第23张图片-四季读书网为横坐标,以__________(单选,填正确答案标号)为纵坐标描点,若这些点都近似在一条直线上,则说明动量守恒定律成立。

A.【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第24张图片-四季读书网.【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第25张图片-四季读书网

C.【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第26张图片-四季读书网.【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第27张图片-四季读书网

(3)若【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第28张图片-四季读书网,且碰撞近似为弹性碰撞,则【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第29张图片-四季读书网与【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第30张图片-四季读书网的比值应为__________。

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参考答案

【详解】(1)AB.为了保证两小球发生对心正碰,两个小球的大小应相等;为了保证碰撞后入射小球不反弹,入射小球的质量应大于被碰小球的质量,所以两个小球的材质不相同,故A错误,B正确;

C.为了保证每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同,每次应从同一位置静止释放入射小球,但斜槽轨道表面不需要光滑,故C错误;

D.为了保证小球抛出时的速度处于水平方向,斜槽轨道末端应调节至水平,故D正确。

故选BD。

(2)设碰撞前瞬间入射小球的速度为【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第32张图片-四季读书网,碰撞后瞬间入射小球和被碰小球的速度分别为【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第33张图片-四季读书网、【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第34张图片-四季读书网;根据动量守恒可得【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第35张图片-四季读书网

由于两小球在空中下落高度相同,运动时间相等,则有【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第36张图片-四季读书网

联立可得【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第37张图片-四季读书网

整理可得【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第38张图片-四季读书网

则以【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第39张图片-四季读书网为横坐标,以【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第40张图片-四季读书网为纵坐标描点,若这些点都近似在一条直线上,则说明动量守恒定律成立。

故选A。

(3)若【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第41张图片-四季读书网,且碰撞近似为弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒可得【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第42张图片-四季读书网

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又【高考真题2026】-实验05(验证动量守恒)-第44张图片-四季读书网

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