《2025年高考帮高中物理》

1.[2023 北京东城区联考]某同学利用图甲所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验. 在水平地面上依次铺上白纸、复写纸,记下小球抛出点在白纸上的垂直投影点 $O$. 实验时,先调节轨道末端水平,使 $A$ 球多次从斜槽上位置 $P$ 由静止释放,根据白纸上小球多次落点的痕迹找到其平均落地点的位置 $E$. 然后,把半径相同的 $B$ 球静置于水平轨道的末端,再将 $A$ 球从斜槽上位置 $P$ 由静止释放,与 $B$ 球相碰后两球均落在水平地面上,多次重复上述 $A$ 球与 $B$ 球相碰的过程,根据小球在白纸上多次落点的痕迹(图乙为 $B$ 球多次落点的痕迹)分别找到碰后两球落点的平均位置 $D$ 和 $F$. 用刻度尺测量出射程 $OD、OE、OF$. 用天平测得 $A$ 球的质量为 $m_{A}$,$B$ 球的质量为 $m_{B}$.

(1)关于实验器材,下列说法正确的是________.
A. 轨道必须光滑
B. 该实验不需要停表计时
C. $A$ 球的质量可以小于 $B$ 球的质量
D. $A$ 球的直径可以大于 $B$ 球的直径
(2)关于实验操作,下列说法正确的是________.
A. 实验过程中白纸和复写纸可以随时调整位置
B. $A$ 球每次必须从同一位置由静止释放
C. $B$ 球的落点并不重合,说明该同学的实验操作出现了错误
(3)若满足关系式________________(用所测物理量的字母表示),则可以认为两球碰撞过程动量守恒.
(4)该同学做实验时所用小球的质量分别为 $m_{A} = 45\ g、m_{B} = 7.5\ g$,图丙所示的实验记录纸上已标注了该实验的部分信息,若两球碰撞为弹性碰撞,请将碰后 $B$ 球落点的位置标注在图丙中.

(5)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改装,如图丁所示,在水平轨道末端与水平地面间放置一个斜面,斜面的顶点与水平轨道等高且无缝连接,使小球 $A$ 从斜槽上 $P$ 点由静止滚下,多次实验,得到两球落在斜面上的平均落点 $M'、P'、N'$. 用刻度尺测量斜面顶点到 $M'、P'、N'$ 三点的距离分别为 $l_{1}、l_{2}、l_{3}$,则验证两球碰撞过程动量守恒的表达式为________________(用所测物理量的字母表示).

答案：
(1)B
(2)B
(3)$m_{A}\cdot OE = m_{A}\cdot OD + m_{B}\cdot OF$
(4)见解析
(5)$m_{A}\sqrt{l_{2}} = m_{A}\sqrt{l_{1}} + m_{B}\sqrt{l_{3}}$