1.4弹性碰撞与非弹性碰撞基础巩固（word版含答案）

1.4弹性碰撞与非弹性碰撞基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，质量为M的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态这个人手中拿着一个质量为m的小物体，他以相对飞船为v的速度把小物体抛出，在抛出物体后他相对飞船的速度大小为　　
A． B． C． D．
2．为完成某种空间探测任务，需要在太空站上发射空间探测器，探测器通过向后喷气而获得反冲力使其加速。已知探测器的质量为M，每秒喷出的气体质量为m，喷射气体的功率恒为P，不计喷气后探测器的质量变化。则喷气Δt秒后探测器获得的动能为（　　）
A． B．
C． D．
3．沿光滑水平面在同一条直线上运动的两物体A、B碰撞后以共同的速度运动，该过程的位移—时间图象如图所示。则下列说法错误的是（　　）
A．碰撞前后物体A的运动方向相反
B．物体A、B的质量之比为1∶2
C．碰撞过程中A的动能变大，B的动能减小
D．碰前物体B的动量较大
4．学习物理规律不仅要知道规律的内容，还要了解规律的应用条件，下列是常见的四种相互作用情境：物块a以一定的速度向右运动，之后与物块b发生相互作用，其中甲图和丙图地面光滑，乙图和丁图地面粗糙，从开始相互作用至达到共同速度的过程，对于a、b、弹簧组成的系统，各图满足的规律分析正确的是（　　）
A．甲图动量和机械能一定都守恒 B．乙图动量和机械能一定都守恒
C．丙图动量和机械能一定都守恒 D．丁图动量和机械能一定都守恒
5．静止在湖面的小船上有两人分别向相反方向水平地抛出质量相同的小球，先将甲球向左抛，后将乙球向右抛。抛出时两小球相对于河岸的速率相等，水对船的阻力忽略不计，则下列说法正确的是（　　）
A．两球抛出后，船向左以一定速度运动
B．两球抛出后，船向右以一定速度运动
C．两球抛出后，船的速度为0
D．抛出时，人给甲球的冲量比人给乙球的冲量小
6．如图所示，A，B两小球质量相同，在光滑水平面上分别以动量和（向右为参考系正方向）做匀速直线运动，则在A球追上B球并与之碰撞的过程中，两小球碰撞后的动量和可能分别为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
7．如图所示，光滑水平面上，质量为的物体A和质量为的物体处于静止状态，A、中间固定一轻弹簧，且弹簧处于原长，一颗质量为的子弹以的水平初速度射入物体A并留在其中（子弹与物体相互作用时间极短，可忽略不计），经过后弹簧长度压缩到最短，下列选项错误的是（　　）
A．弹簧长度压缩到最短时物体A的速度大小为
B．内弹簧对物体A的平均作用力大小为
C．弹簧的弹性势能的最大值为
D．子弹射入物体A后，子弹、物体A、物体的总机械能不守恒
8．如图所示，一质量M=3.0kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0kg的小木块A。现以地面为参照系，给A和B以大小均为4.0m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A并没有滑离B板。站在地面的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木板对地面的速度大小可能是（　　）
A．1.8m/s B．2.4m/s C．2.9m/s D．3.0m/s
9．如图所示，光滑的水平面上，子弹以速度v0射入木块，最后留在木块中随木块一起匀速运动，子弹所受阻力恒定不变，下列说法正确的是（　　）
A．子弹和木块系统动量守恒，机械能守恒
B．子弹减少的动能等于木块增加的动能
C．子弹速度的减少一定等于木块速度的增加
D．子弹对木块所做的功小于子弹克服木块阻力所做的功
10．如图所示，光滑水平轨道上有一甲球，以某一水平速度射向静止在轨道上的乙球，碰撞后，甲球的速度变为原来的一半，已知碰撞为弹性碰撞，则甲、乙两球的质量之比为（　　）
A．l︰l B．l︰2 C．1︰3 D．l︰4
11．旅行者1号经过木星和土星时通过引力助推（引力弹弓）获得了足以完全摆脱太阳引力的动能。引力助推是飞行器从远距离接近反向运行的行星时，产生的运动效果就像该飞行器被行星弹开了，科学家们称这种情况为弹性碰撞，不过两者没有发生实体接触。如图所示，探测器飞向行星过程探测器与行星反向，不考虑其他星系影响，探测器靠近行星前与远离后分析正确的是（　　）
A．探测器动能增加 B．探测器动能不变
C．行星动能增加 D．行星动能不变
12．如图所示，质量为4m的光滑物块a静止在光滑水平地面上，物块a左侧面为圆弧面且水平地面相切，质量为m的滑块b以初速度向右运动滑上a，沿a左侧面上滑一段距离后又返回，最后滑离a，不计一切摩擦，滑块b从滑上a到滑离a的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．滑块b沿a上升的最大高度为
B．滑块a运动的最大速度
C．滑块b沿a上升的最大高度为
D．滑块a运动的最大速度
13．如图所示，质量为M的滑块静止在光滑水平面上，其左侧是四分之一光滑圆弧，左端底部恰好与地面相切，两小球的质量分别为、，的初速度为，保持静止，已知与发生弹性碰撞，要使与发生两次碰撞，则M可能为（　　）
A． B． C． D．
14．如图，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧，BC段是长为的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块在小车从A总由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点，已知小车质量M=m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（　　）
A．小车和滑块组成的系统动量守恒
B．滑块运动过程中，最大速度为
C．滑块从B到C运动过程中，小车的位移为
D．滑块运动过程中对小车的最大压力为mg
15．2022年第24届冬奥会将在北京举行，冰壶是比赛项目之一如图甲所示，红壶以一定速度与静止在大本营的蓝壶发生对心碰撞（撞时间极短），碰撞前后两壶运动的v-t图线如图乙中实线所示，已知两壶质量相等且均视为质点。由图像可得（　　）
A．红蓝两壶碰撞过程是弹性碰撞
B．蓝壶与地面间的动摩擦因数为0.0225
C．碰撞后，蓝壶的瞬时速度为0.8m/s
D．红、蓝两壶碰后至停止运动过程中，所受摩擦力的冲量之比为1∶3
二、填空题（共3题）
16．在光滑的水平面上，质量为M的平板小车以速度v0做匀速直线运动．质量为m的物体竖直掉在车上．由于物体和车之间的摩擦，经时间t后它们以共同的速度前进，在这个过程中，小车所受摩擦力的大小为________．若要使小车在此过程中保持原匀速直线运动，应给小车加一大小为________水平牵引力．
17．如图所示，在橄榄球比赛中，质量为100kg的橄榄球前锋以的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分，就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75kg的球员，一个速度，另一个速度，他们腾空扭在了一起．他们碰撞后瞬间的速度大小约是______ m/s，在此过程中三名球员的总机械能________(填“增大”“不变”或“减小”)．
18．某同学估测玩具枪子弹从枪口射出的速度，设计了如下实验∶取一个乒乓球。在球上挖一个小圆孔，向球内填一些橡皮泥，把乒乓球放在桌面的边缘处，再将玩具枪装弹上弦，支在桌面上水平瞄准球的圆孔。扣动扳机后子弹射入孔中，与乒乓球一同水平抛出。在地面上铺上白纸和复写纸记录乒乓球的落点，最后多次重复实验确定平抛的水平距离。
(1)本实验必须要求。操作正确的是___________。
A．桌面必须光滑
B．检查桌面末端的切线是否水平，将乒乓球放置在末端
C．实验过程中必须用到重垂线，以便确定乒乓球平抛的水平位移
D．复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸和白纸可以随时拿起来看印迹是否清晰并进行移动
(2)下列提供的器材中，本实验必需的有___________；
A．刻度尺 B．温度计 C．天平 D．秒表
(3)测得子弹的质量为m1，乒乓球（含橡皮泥）的总质量为m2，乒乓球平抛的竖直距离为h，水平距离为l，重力加速度大小为g，则玩具枪子弹从枪口射出的速度大小为___________。
三、综合题（共4题）
19．如图所示，光滑水平面上有一质量M的平板车，车的上表面是一段粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R的四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在点O′处相切.现将一质量m的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车，小物块恰能到达圆弧轨道的O′处．求：
(1)小物块到达圆弧轨道的O′处时平板车速度v的大小；
(2)在上述过程中，小物块与平板车组成的系统损失的机械能
(3)要使小物块能到达圆弧轨道的最高点A，小物块进入平板车的速度v＇应多大？
20．长L质量为M的长方形木板静止在光滑的水平面上，一质量为m的物块，以v0的水平速度从左端滑上木板，最后与木板保持相对静止，μ为物块与木板间的动摩擦因数。
（1）求物块在木板上滑行的时间t；
（2）要使物块不从木板右端滑出，物块滑上木板左端的速度v′不超过多少
21．两块质量分别为m的木块在光滑水平面上均以速度向左匀速运动，中间用一根劲度系数为k的轻弹簧连接着，此时弹簧处于原长，如图所示．现从水平方向迎面射来一颗子弹，质量为，速度为v0，子弹射入木块A并留在其中．求：
(1)在子弹击中木块后的瞬间木块A的速度vA大小．
(2)子弹击中木块的过程中系统损失的机械能.
(3)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能．
22．如图所示，有两个物体A、紧靠着放在光滑的水平面上，A的质量为，的质量为，有一颗质量为的子弹以的水平速度射入A，经过0.01s后又射入物体，最后停在中．若子弹对A的平均作用力大小为3×103N，求
（1）A、分离时A的速度；
（2）的最终速度大小
参考答案
1．A
2．B
3．C
4．C
5．C
6．C
7．C
8．B
9．D
10．C
11．A
12．B
13．D
14．C
15．BD
16．mMv0/(M＋m)t mv0/t
17．0.2 减小
18．BC AC
19．(1) (2) (3)
20．（1）；（2）
21．（1） （2）（3）
22．（1）6m/s ；（2） 21.94m/s