1.5弹性碰撞和非弹性碰撞专题复习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.5弹性碰撞和非弹性碰撞专题复习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 401.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-06 11:28:12 | ||
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文档简介
1.5弹性碰撞和非弹性碰撞专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，在光滑的水平地面上停放着质量为的装有圆弧槽的小车，现有质量也为的小球以的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去，不计一切摩擦，则（ ）
A．在相互作用的过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒
B．小球从右侧离开车后，对地将向右做平抛运动
C．小球从右侧离开车后，小车的速度有可能大于
D．小球从右侧离开车后，对地将做自由落体运动
2．在光滑水平面上，一质量为m，速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球发生正碰，则碰撞后B球的速度大小可能是（ ）
A．v B．0.8v C．0.5 v D．0.3 v
3．如图所示，光滑的水平面上有一小车，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端悬挂在小车支架的O点，用手将小球拉起使轻杆水平，在小车处于静止的情况下放手使小球摆下，小球在B处与固定在小车上的油泥撞击后粘在一起，则放手后小车的运动情况是（ ）
A．先向右运动，后静止 B．先向左运动，后静止
C．一直静止不动 D．无法判定
4．如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车．现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则下列判断不正确的是：（ ）
A．小球在小车上到达最高点时的速度大小为
B．小球离车后，对地将向右做平抛运动
C．小球离车后，对地将做自由落体运动
D．此过程中小球对车做的功为
5．如图，光滑圆弧轨道固定在光滑水平地面上，轨道下端与水平面相切。现要测量圆弧轨道的半径R，由于轨道半径较大，不便直接测量，某同学进行下列操作：将质量的小球a静置于圆弧轨道底端P点，让质量的小球b沿水平地面以的初速度向球a运动，与球a发生对心弹性碰撞，从两小球发生碰撞开始计时，测得经两小球再次发生碰撞。重力加速度为g，且可以认为，则圆弧轨道的半径为（ ）
A． B． C． D．
6．如图，在足够大的光滑水平面上放有两个小物块P、Q，Q的质量为m，P的质量为2m，物块P连接一轻弹簧并处于静止状态。现让物块Q以初速度3v0向物块P运动且两物块始终保持在一条直线上。若分别用实线和虚线表示物块Q、P的速度v与时间t之间关系的图线，则在弹簧形变过程中，v-t图像可能是下图中的（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，一质量为M的小车静止在光滑水平面上，车上固定一个竖直支架，轻绳一端固定在支架上，另一端固定一质量为m的小球，轻绳长为l，将小球向右拉至轻绳水平后，从静止释放，则（ ）
A．系统的动量守恒
B．水平方向任意时刻小球与小车的动量相等
C．小球不能向左摆到原高度
D．小车向右移动的最大距离为
8．在光滑水平面上，有两个小球A、B沿同一直线同向运动（B在前），已知碰前两球的动量分别为pA=12kg·m/s、pB=13kg·m/s，碰后它们的动量变化分别为ΔpA、ΔpB，下列数值可能正确的是（ ）
A．ΔpA=-3kg·m/s、ΔpB=3kg·m/s B．ΔpA=3kg·m/s、ΔpB=-3kg·m/s
C．ΔpA=-24kg·m/s、ΔpB=24kg·m/s D．ΔpA=24kg·m/s、ΔpB=-24kg·m/s
9．在光滑水平地面上，有两个质量分别为、的小物体，运动后发生正碰，碰撞时间极短，碰后两物体粘在一起，两物体碰撞前后的图像如图所示。以下判断正确的是（ ）
A． B．
C．碰撞前后的动量不变 D．碰撞前后两物体的总机械能不变
10．如图所示，一质量M =3.0 kg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 =1.0 kg的小木块A(可视为质点)，同时给A和B以大小均为2.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，要使小木块A不滑离长木板B板，已知小木块与长木板之间的动摩擦因数为0.6，则长木板B的最小长度为( )
A．1.2 m
B．0.8 m
C．1.0 m
D．1.5 m
11．如图，光滑水平面上有大小相同的、两球在同一直线上运动。两球质量关系为，规定向右为正方向，、两球的动量均为6，运动中两球发生碰撞，碰撞后球的动量增量为- 4。则（ ）
A．左方是球，碰撞后、两球速度大小之比为2：5
B．左方是球，碰撞后、两球速度大小之比为1：10
C．右方是球，碰撞后、两球速度大小之比为2：5
D．右方是球，碰撞后、两球速度大小之比为1：1
12．一中子与一质量数为A（A＞1）的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为（ ）
A． B． C． D．
13．小孩双手搭着大人的肩一起在水平冰面上以3m/s的速度向右匀速滑行,后面的小孩突然推了一下前面的大人,结果小孩以2m/s的速度向左滑行,已知小孩的质量为30kg,大人的质量为60kg,则被推后大人的速度大小变为（ ）
A．5.5m/s B．4.5m/s C．3.5m/s D．2.5m/s
14．在卢瑟福的α粒子散射实验中，α粒子以速度v0与静止的金原子核发生弹性正碰，碰后α粒子以速度v1被反向弹回，若金原子核的质量是α粒子质量的k倍，则v0与v1的大小之比为( )
A．k B．k＋1 C． D．
15．如图，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h，今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是( )
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．碰撞分为弹性碰撞和________，在弹性碰撞中，碰撞前和碰撞后的总_____守恒，碰撞前和碰撞后的总_____保持不变。
17．A、B两球在光滑水平面上沿一直线相向运动，已知B球的质量是A球质量的4倍，碰撞前A球速度大小为vA=v，B球速度大小vB=v，若碰后B球速度减小为v但方向不变，则碰撞前后系统的总动量_______（选填“不变”、“增大”或“减小”），碰后A球的速度大小vA=____．
18．质量都是1 kg的物体A、B中间用一轻弹簧连接，放在光滑的水平地面上，现使B物体靠在竖直墙上，用力推物体A压缩弹簧，如图所示，这过程中外力做功8J。待系统静止后突然撤去外力．从撤去外力到弹簧恢复到原长的过程中墙对B物体的冲量大小是________N﹒s。当A、B间距离最大时，B物体的速度大小是________m/s。
19．某同学利用如图的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究．将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定，右端与一小球A接触而不固连，弹簧的原长小于桌面的长度．向左推小球，使弹簧压缩后由静止释放．小球离开桌面手落到水平地面．已知桌面的高度为h，小球质量为m，重力加速度的大小为g，当弹簧的压缩量为时，小球抛出点到落地点的水平距离为s．则：
（1）小球离开桌面时的速率v=_____（用g、h、s表示）；
（2）弹簧被压缩时的弹性势能E=____（用g、h、s表示）；
（3）将弹簧的形变量增大为2，测得小球抛出点到落地点的水平距离为2s，则弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系是____（文字叙述）；
（4）若在桌面的边缘放置质量为的另一小球B，重做该实验，保持弹簧的形变量为不变，两小球碰撞后落到地面上，小球A落地点与抛出点的水平距离为，则小球B落地点与抛出点的水平距离为____．
三、综合题（共4题）
20．如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m；A和B的质量相等均为1kg；A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2。取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）碰撞前瞬间A的速率v；
（2）A和B系统碰撞过程损失的机械能；
（3）A和B整体在桌面上滑动的距离L。
21．在核反应堆里，用石墨作减速剂，使铀核裂变所产生的快中子通过与碳核不断的碰撞而被减速．假设中子与碳核发生的是弹性正碰，且碰撞前碳核是静止的．已知碳核的质量近似为中子质量的12倍，中子原来的动能为E0，试求：经过一次碰撞后中子的能量变为多少？
22．如图所示，水平光滑轨道上安装了一理想弹簧发射器弹簧左端固定，弹簧右端有一质量为的物块，向左压缩弹簧，弹簧弹性势能为。间距，安装着水平传送带，皮带轮半径；水平轨道光滑，某处放置了质量为的物块，为一半径为的竖直光滑圆弧轨道，圆心角，圆弧终点P处连接了与圆弧相切的斜面足够长。初始时刻，释放物块，滑过传送带后，与水平面上的物块相撞并粘连，随后滑上圆弧轨道和倾斜轨道。物块与传送带间的动摩擦因数，粘连的物块与间的动摩擦因数。，物块可视为质点，空气阻力不计。
（1）若传送带静止，求粘连的物块第一次经过圆弧轨道F点时对轨道的压力；
（2）若皮带轮以角速度逆时针匀速转动，在物块第一次经过传送带的过程中，求物块损失的机械能；
（3）若皮带轮以角速度顺时针匀速转动，求粘连的物块第一次在倾斜轨道上到达的最远点离P点的距离；
（4）在皮带轮顺时针匀速转动的情况下，求粘连的物块第一次在倾斜轨道上滑行的最远点离P点的距离x与角速度的关系式。
23．如图所示，用轻弹簧拴接A、B两物块放在光滑的水平地面上，物块B的左侧与竖直墙面接触。物块C以速度v0= 6m/s向左运动，与物块A发生弹性碰撞，已知物块A、B、C的质量分别是mA = 3kg、mB = 2kg、mC = 1kg，弹簧始终在弹性限度内，求：
（1）物块B离开墙壁前和离开墙壁后，弹簧的最大弹性势能之比；
（2）物块B离开墙壁后的最大速度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．B
4．B
5．B
6．C
7．D
8．A
9．A
10．C
11．A
12．A
13．A
14．C
15．C
16． 非弹性碰撞 动量 动能
17． 不变 v
18． 4 2
19． 弹性势能与形变量的平方成正比 s
20．（1）2m/s；（2）1J；（3） 0.25m.
21．
22．（1）2.2N，竖直向下；（2）1.6J；（3）0.6m；（4）
23．（1）；（2）
答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．如图所示，在光滑的水平地面上停放着质量为的装有圆弧槽的小车，现有质量也为的小球以的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去，不计一切摩擦，则（ ）
A．在相互作用的过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒
B．小球从右侧离开车后，对地将向右做平抛运动
C．小球从右侧离开车后，小车的速度有可能大于
D．小球从右侧离开车后，对地将做自由落体运动
2．在光滑水平面上，一质量为m，速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球发生正碰，则碰撞后B球的速度大小可能是（ ）
A．v B．0.8v C．0.5 v D．0.3 v
3．如图所示，光滑的水平面上有一小车，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端悬挂在小车支架的O点，用手将小球拉起使轻杆水平，在小车处于静止的情况下放手使小球摆下，小球在B处与固定在小车上的油泥撞击后粘在一起，则放手后小车的运动情况是（ ）
A．先向右运动，后静止 B．先向左运动，后静止
C．一直静止不动 D．无法判定
4．如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车．现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则下列判断不正确的是：（ ）
A．小球在小车上到达最高点时的速度大小为
B．小球离车后，对地将向右做平抛运动
C．小球离车后，对地将做自由落体运动
D．此过程中小球对车做的功为
5．如图，光滑圆弧轨道固定在光滑水平地面上，轨道下端与水平面相切。现要测量圆弧轨道的半径R，由于轨道半径较大，不便直接测量，某同学进行下列操作：将质量的小球a静置于圆弧轨道底端P点，让质量的小球b沿水平地面以的初速度向球a运动，与球a发生对心弹性碰撞，从两小球发生碰撞开始计时，测得经两小球再次发生碰撞。重力加速度为g，且可以认为，则圆弧轨道的半径为（ ）
A． B． C． D．
6．如图，在足够大的光滑水平面上放有两个小物块P、Q，Q的质量为m，P的质量为2m，物块P连接一轻弹簧并处于静止状态。现让物块Q以初速度3v0向物块P运动且两物块始终保持在一条直线上。若分别用实线和虚线表示物块Q、P的速度v与时间t之间关系的图线，则在弹簧形变过程中，v-t图像可能是下图中的（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，一质量为M的小车静止在光滑水平面上，车上固定一个竖直支架，轻绳一端固定在支架上，另一端固定一质量为m的小球，轻绳长为l，将小球向右拉至轻绳水平后，从静止释放，则（ ）
A．系统的动量守恒
B．水平方向任意时刻小球与小车的动量相等
C．小球不能向左摆到原高度
D．小车向右移动的最大距离为
8．在光滑水平面上，有两个小球A、B沿同一直线同向运动（B在前），已知碰前两球的动量分别为pA=12kg·m/s、pB=13kg·m/s，碰后它们的动量变化分别为ΔpA、ΔpB，下列数值可能正确的是（ ）
A．ΔpA=-3kg·m/s、ΔpB=3kg·m/s B．ΔpA=3kg·m/s、ΔpB=-3kg·m/s
C．ΔpA=-24kg·m/s、ΔpB=24kg·m/s D．ΔpA=24kg·m/s、ΔpB=-24kg·m/s
9．在光滑水平地面上，有两个质量分别为、的小物体，运动后发生正碰，碰撞时间极短，碰后两物体粘在一起，两物体碰撞前后的图像如图所示。以下判断正确的是（ ）
A． B．
C．碰撞前后的动量不变 D．碰撞前后两物体的总机械能不变
10．如图所示，一质量M =3.0 kg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 =1.0 kg的小木块A(可视为质点)，同时给A和B以大小均为2.0 m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，要使小木块A不滑离长木板B板，已知小木块与长木板之间的动摩擦因数为0.6，则长木板B的最小长度为( )
A．1.2 m
B．0.8 m
C．1.0 m
D．1.5 m
11．如图，光滑水平面上有大小相同的、两球在同一直线上运动。两球质量关系为，规定向右为正方向，、两球的动量均为6，运动中两球发生碰撞，碰撞后球的动量增量为- 4。则（ ）
A．左方是球，碰撞后、两球速度大小之比为2：5
B．左方是球，碰撞后、两球速度大小之比为1：10
C．右方是球，碰撞后、两球速度大小之比为2：5
D．右方是球，碰撞后、两球速度大小之比为1：1
12．一中子与一质量数为A（A＞1）的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为（ ）
A． B． C． D．
13．小孩双手搭着大人的肩一起在水平冰面上以3m/s的速度向右匀速滑行,后面的小孩突然推了一下前面的大人,结果小孩以2m/s的速度向左滑行,已知小孩的质量为30kg,大人的质量为60kg,则被推后大人的速度大小变为（ ）
A．5.5m/s B．4.5m/s C．3.5m/s D．2.5m/s
14．在卢瑟福的α粒子散射实验中，α粒子以速度v0与静止的金原子核发生弹性正碰，碰后α粒子以速度v1被反向弹回，若金原子核的质量是α粒子质量的k倍，则v0与v1的大小之比为( )
A．k B．k＋1 C． D．
15．如图，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h，今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是( )
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．碰撞分为弹性碰撞和________，在弹性碰撞中，碰撞前和碰撞后的总_____守恒，碰撞前和碰撞后的总_____保持不变。
17．A、B两球在光滑水平面上沿一直线相向运动，已知B球的质量是A球质量的4倍，碰撞前A球速度大小为vA=v，B球速度大小vB=v，若碰后B球速度减小为v但方向不变，则碰撞前后系统的总动量_______（选填“不变”、“增大”或“减小”），碰后A球的速度大小vA=____．
18．质量都是1 kg的物体A、B中间用一轻弹簧连接，放在光滑的水平地面上，现使B物体靠在竖直墙上，用力推物体A压缩弹簧，如图所示，这过程中外力做功8J。待系统静止后突然撤去外力．从撤去外力到弹簧恢复到原长的过程中墙对B物体的冲量大小是________N﹒s。当A、B间距离最大时，B物体的速度大小是________m/s。
19．某同学利用如图的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究．将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定，右端与一小球A接触而不固连，弹簧的原长小于桌面的长度．向左推小球，使弹簧压缩后由静止释放．小球离开桌面手落到水平地面．已知桌面的高度为h，小球质量为m，重力加速度的大小为g，当弹簧的压缩量为时，小球抛出点到落地点的水平距离为s．则：
（1）小球离开桌面时的速率v=_____（用g、h、s表示）；
（2）弹簧被压缩时的弹性势能E=____（用g、h、s表示）；
（3）将弹簧的形变量增大为2，测得小球抛出点到落地点的水平距离为2s，则弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系是____（文字叙述）；
（4）若在桌面的边缘放置质量为的另一小球B，重做该实验，保持弹簧的形变量为不变，两小球碰撞后落到地面上，小球A落地点与抛出点的水平距离为，则小球B落地点与抛出点的水平距离为____．
三、综合题（共4题）
20．如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m；A和B的质量相等均为1kg；A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2。取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）碰撞前瞬间A的速率v；
（2）A和B系统碰撞过程损失的机械能；
（3）A和B整体在桌面上滑动的距离L。
21．在核反应堆里，用石墨作减速剂，使铀核裂变所产生的快中子通过与碳核不断的碰撞而被减速．假设中子与碳核发生的是弹性正碰，且碰撞前碳核是静止的．已知碳核的质量近似为中子质量的12倍，中子原来的动能为E0，试求：经过一次碰撞后中子的能量变为多少？
22．如图所示，水平光滑轨道上安装了一理想弹簧发射器弹簧左端固定，弹簧右端有一质量为的物块，向左压缩弹簧，弹簧弹性势能为。间距，安装着水平传送带，皮带轮半径；水平轨道光滑，某处放置了质量为的物块，为一半径为的竖直光滑圆弧轨道，圆心角，圆弧终点P处连接了与圆弧相切的斜面足够长。初始时刻，释放物块，滑过传送带后，与水平面上的物块相撞并粘连，随后滑上圆弧轨道和倾斜轨道。物块与传送带间的动摩擦因数，粘连的物块与间的动摩擦因数。，物块可视为质点，空气阻力不计。
（1）若传送带静止，求粘连的物块第一次经过圆弧轨道F点时对轨道的压力；
（2）若皮带轮以角速度逆时针匀速转动，在物块第一次经过传送带的过程中，求物块损失的机械能；
（3）若皮带轮以角速度顺时针匀速转动，求粘连的物块第一次在倾斜轨道上到达的最远点离P点的距离；
（4）在皮带轮顺时针匀速转动的情况下，求粘连的物块第一次在倾斜轨道上滑行的最远点离P点的距离x与角速度的关系式。
23．如图所示，用轻弹簧拴接A、B两物块放在光滑的水平地面上，物块B的左侧与竖直墙面接触。物块C以速度v0= 6m/s向左运动，与物块A发生弹性碰撞，已知物块A、B、C的质量分别是mA = 3kg、mB = 2kg、mC = 1kg，弹簧始终在弹性限度内，求：
（1）物块B离开墙壁前和离开墙壁后，弹簧的最大弹性势能之比；
（2）物块B离开墙壁后的最大速度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．B
4．B
5．B
6．C
7．D
8．A
9．A
10．C
11．A
12．A
13．A
14．C
15．C
16． 非弹性碰撞 动量 动能
17． 不变 v
18． 4 2
19． 弹性势能与形变量的平方成正比 s
20．（1）2m/s；（2）1J；（3） 0.25m.
21．
22．（1）2.2N，竖直向下；（2）1.6J；（3）0.6m；（4）
23．（1）；（2）
答案第1页，共2页