1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 培优提升题练习 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 培优提升题练习 （word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 680.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-01 21:35:26 | ||
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文档简介
1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞
一、单选题
1．（2022·四川·眉山市彭山区第一中学高三阶段练习）北京是全球唯一举办过奥运会和冬奥会的城市。若在冬奥会冰壶比赛中，一蓝色冰壶沿着赛道直线运动，与一个质量材质完全相同的红色冰壶发生正面弹性碰撞。忽略冰壶与冰面间的摩擦力，下列可以准确地表示出两个冰壶动量随时间的变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2022·辽宁·沈阳捷登教育培训学校模拟预测）光滑的水平面上有半径相同的A、B两个小球，小球A的质量为。时刻，A、B两个小球开始在同一直线上相向运动，随后发生碰撞，A、B两个小球碰撞前后的位移-时间图像如图所示。下列说法中正确的是（ ）。
A．小球B的质量为
B．小球B对A的冲量为
C．小球B的动量改变量为
D．碰撞过程中，A、B两球损失的机械能为
3．（2022·北京·牛栏山一中高二期末）如图，质量均为的物块A、B用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，B与竖直墙面紧靠。另一个质量为的物块C以某一初速度向A运动，C与A碰撞后粘在一起不再分开，它们共同向右运动并压缩弹簧，弹簧储存的最大弹性势能为6.0J。最后弹簧又弹开，A、B、C一边振动一边向左运动，那么（ ）
A．从C触到A，到B离开墙面这一过程，系统的动量不守恒，而机械能守恒
B．B离开墙面以后的运动过程中，B的最大速度为3m/s
C．C的初动能为8.0J
D．B离开墙面后，弹簧的最大弹性势能为1.5J
4．（2022·北京昌平·高三期末）在冰壶比赛中，掷壶队员手持冰壶从本垒圆心处向前运动至前卫线时，速度大小，此时将冰壶沿水平方向掷出，如图所示。掷出瞬间，冰壶在水平方向相对于手的速度大小。已知掷壶队员的质量，冰壶的质量。冰壶出手后，掷壶队员相对地的速度大小和方向分别为（ ）
A．，方向与冰壶运动方向相反 B．，方向与冰壶运动方向相同
C．，方向与冰壶运动方向相反 D．，方向与冰壶运动方向相同
5．（2022·全国·高二专题练习）如图所示， 质量为 的子弹以某一速度水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出，此时木块动能增加了 ， 木块质量为 ， 那么此过程产生的内能可能为（ ）
A． B．
C． D．
6．（2022·全国·高二专题练习）三块相同的木块A、B、C，自同一高度由静止开始下落，其中B在开始下落时被一个水平飞来的子弹击中并嵌人其中，木块C在下落一半高度时被水平飞来的一子弹击中并嵌人其中，若三个木块下落到地面的时间分别为，则（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（2022·全国·高三专题练习）如图，长度为l＝1m，质量为M＝1kg的车厢，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为m＝1kg、可视为质点的物块以速度v0＝10m/s从车厢中点处向右运动，与车厢壁来回弹性碰撞n次后，与车厢相对静止，物块与车厢底板间的动摩擦因数为μ＝0.1，重力加速度取g＝10m/s2。下列说法不正确的是（ ）
A．n＝26
B．系统因摩擦产生的热量为25J
C．物块最终停在车厢中点处
D．车厢最终运动的速度为5m/s，方向水平向右
二、多选题
8．（2022·全国·高三专题练习）如图，两辆完全相同的小车A和B静止在光滑水平面上，两小车紧靠在一起而不粘连，在小车A上竖直固定一轻质细杆，长的轻质细绳的一端系在细杆顶端，另一端拴一质量m=1kg的小球，已知小车的质量M=2m，重力加速度g=10m/s2，细杆的高度大于绳长。现将小球向右拉至细绳水平且绷直后由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．小球与两小车组成的系统动量守恒
B．释放小球后到小球第一次到达最低点过程中，小车A对小车B的弹力一直增大
C．小球第一次到达最低点后能向左上升的最大高度为
D．小球第二次到达最低点时小球与小车A的速率之比为8∶7
9．（2022·江苏无锡·高二期末）质量为的球，以某一速度沿光滑水平面向静止的球运动，并与球发生弹性正碰。假设球的质量可选取为不同的值，则（ ）
A．当时，碰后球的速度最大
B．当时，碰后球的动能最大
C．当时，碰后球的动量最大
D．在保持的条件下，越小，碰后球的速度越大
10．（2022·山东济南·高二期末）如图所示，质量为3m的小球P和质量为m的小球Q通过轻弹簧相连，静止在光滑水平面上，弹簧处于原长状态。某时刻给小球P一瞬时冲量使它以初速度v0开始向右运动，在小球Q的右侧某位置固定一块弹性挡板（图中未画出）。当小球Q与挡板发生弹性正碰后立刻将挡板撤走，弹簧始终处于弹性限度内。以下说法正确的是（ ）
A．若无固定挡板，弹簧弹性势能的最大值是
B．若P、Q第一次共速时Q与挡板碰撞，则弹簧弹性势能的最大值是
C．若弹簧第一次恢复原长时Q与挡板碰撞，则弹簧弹性势能的最大值是
D．若弹簧第二次恢复原长时Q与挡板碰撞，则弹簧弹性势能的最大值是
11．（2022·山东·聊城二中高三开学考试）如图所示，质量为3m的小球B静止在光滑水平面上，质量为m、速度为的小球A与小球B发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后小球B的速度可能有不同的值。碰撞后小球B的速度大小可能是（ ）
A． B． C． D．
12．（2022·云南·保山市智源高级中学有限公司高二期末）如图所示，用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上，物块A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物块B后留在其中（子弹打击的时间极短），关于由子弹、弹簧和A、B所组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．子弹射入物块B的过程中，系统的机械能不守恒但动量守恒
B．物块B带着子弹向左运动，直到弹簧压缩量达最大过程中，系统的机械能和动量都不守恒
C．弹簧推着物块B向右运动，直到弹簧恢复原长的过程中，系统的机械能和动量都守恒
D．物块A离开竖直墙壁后，直到弹簧伸长量达最大的过程中，系统的机械能和动量都守恒
三、填空题
13．（2021·陕西宝鸡·高一期末）质量是20g的子弹，以400m/s的速度射入质量是300g、静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中．子弹和木块的共同速度是______ m/s，在此过程中产生的内能是____J．
14．（2021·全国·高二期末）如图所示，光滑水平面上有m1=2kg，m2=4kg的两个物体，其中m2左侧固定一轻质弹簧，m1以v0=6m/s的速度向右运动，通过压缩弹簧与原来静止的m2发生相互作用，则弹簧被压缩最短时m2的速度v=________m/s， 此时弹簧存储的弹性势能为________J ．
15．（2021·全国·高二课时练习）两只小船质量分别为，，它们平行逆向航行航线邻近，当它们头尾相齐时，各投质量 的麻袋到对面的船上，如图1所示，结果质量较轻的一只船停了下来，另一只船则以的速度沿原方向航行，若水的阻力不计，则在交换麻袋前两只船的速率________ ，________ .
四、解答题
16．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，在水平地面上静置一质量为M =3kg的木板A，在木板A的上面右侧放置一质量为m=1kg的木块B（可视为质点）。木块B与木板A之间的动摩擦因数μ1=0.1，木板A与地面之间的动摩擦因数μ2=0.2。一个底面光滑、质量也为M =3kg的物块C以速度v0= 2m/s与木板A发生弹性碰撞。重力加速度g取10m/s2。
（1）求碰后瞬间木板A获得的速度大小；
（2）在木块B与木板A相对运动的过程中，若要保证木块B不从木板A上滑下，求木板 A的最小长度。
17．（2022·云南·普洱一中高二阶段练习）如图所示，固定点O上系一长L=0.6 m的细绳，细绳的下端系一质量m=1.0 kg的小球（可视为质点），原来处于静止状态，球与平台的B点接触但对平台无压力，平台高h=0.80 m，一质量M=2.0 kg的物块开始静止在平台上的P点，现对M施予一水平向右的初速度v0，物块M沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘B处与小球m发生正碰，碰后小球m在绳的约束下做圆周运动，经最高点A时，绳上的拉力恰好等于摆球的重力，而M落在水平地面上的C点，其水平位移x=1.2 m，不计空气阻力，g=10 m/s2，求：
（1）质量为M的物块落地时速度大小？
（2）若平台表面与物块间动摩擦因数μ=0.5，物块M与小球的初始距离为x1=1.3 m，物块M在P处的初速度大小为多少？
18．（2022·云南·丘北县第一中学校高二阶段练习）如图所示，在光滑水平面上静止着一倾角为θ、质量为M的斜面体B。现有一质量为m的物体A以初速度v0沿斜面向上滑，若A刚好可以达到B的顶端，求A滑到B的顶端时A的速度的大小及运动时A的最大重力势能。
19．（2022·全国·高三专题练习）如图，固定在竖直面内的导轨PQR，由半径为r的光滑半圆环和足够长水平导轨组成，水平导轨上的N点左侧部分光滑，右侧部分粗糙，半圆环与水平轨道在Q点相切。一根自然长度为r、劲度系数的轻质弹性绳，一端固定在圆环的顶点P，另一端与一个穿在圆环上、质量为m的小球相连；在水平轨道的Q、N两点间依次套着质量均为2m的b、c、d三个小球，所有小球大小相同。开始时将小球移到某一位置M，使弹性绳处于原长且伸直状态，然后由静止释放小球a，当小球在圆环上达到最大速度时，弹性绳自动脱落。已知弹性绳的弹性势能与其伸长量x间满足，各个小球与导轨粗糙部分间的动摩擦因数均，小球间的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，重力加速度为g。求：
（1）释放小球瞬间，圆环对小球的作用力FN1大小；
（2）弹性绳自动脱落时，小球沿圆环下滑的速率vm；
（3）弹性绳自动脱落前的瞬间，圆环对小球作用力FN2的大小和方向；
（4）最终两球间的距离。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．BD
4．D
5．D
6．B
7．A
8．CD
9．BD
10．AD
11．BC
12．AD
13． 25 1500
14． 2 24
15． 1m/s 9m/s
16．（1）2m/s；（2）0.5m
17．（1）5.0 m/s；（2）7.0 m/s
18．，。
19．（1）；（2）；（3），方向沿圆环半径向外；（4）4.5r
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2022·四川·眉山市彭山区第一中学高三阶段练习）北京是全球唯一举办过奥运会和冬奥会的城市。若在冬奥会冰壶比赛中，一蓝色冰壶沿着赛道直线运动，与一个质量材质完全相同的红色冰壶发生正面弹性碰撞。忽略冰壶与冰面间的摩擦力，下列可以准确地表示出两个冰壶动量随时间的变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2022·辽宁·沈阳捷登教育培训学校模拟预测）光滑的水平面上有半径相同的A、B两个小球，小球A的质量为。时刻，A、B两个小球开始在同一直线上相向运动，随后发生碰撞，A、B两个小球碰撞前后的位移-时间图像如图所示。下列说法中正确的是（ ）。
A．小球B的质量为
B．小球B对A的冲量为
C．小球B的动量改变量为
D．碰撞过程中，A、B两球损失的机械能为
3．（2022·北京·牛栏山一中高二期末）如图，质量均为的物块A、B用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，B与竖直墙面紧靠。另一个质量为的物块C以某一初速度向A运动，C与A碰撞后粘在一起不再分开，它们共同向右运动并压缩弹簧，弹簧储存的最大弹性势能为6.0J。最后弹簧又弹开，A、B、C一边振动一边向左运动，那么（ ）
A．从C触到A，到B离开墙面这一过程，系统的动量不守恒，而机械能守恒
B．B离开墙面以后的运动过程中，B的最大速度为3m/s
C．C的初动能为8.0J
D．B离开墙面后，弹簧的最大弹性势能为1.5J
4．（2022·北京昌平·高三期末）在冰壶比赛中，掷壶队员手持冰壶从本垒圆心处向前运动至前卫线时，速度大小，此时将冰壶沿水平方向掷出，如图所示。掷出瞬间，冰壶在水平方向相对于手的速度大小。已知掷壶队员的质量，冰壶的质量。冰壶出手后，掷壶队员相对地的速度大小和方向分别为（ ）
A．，方向与冰壶运动方向相反 B．，方向与冰壶运动方向相同
C．，方向与冰壶运动方向相反 D．，方向与冰壶运动方向相同
5．（2022·全国·高二专题练习）如图所示， 质量为 的子弹以某一速度水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出，此时木块动能增加了 ， 木块质量为 ， 那么此过程产生的内能可能为（ ）
A． B．
C． D．
6．（2022·全国·高二专题练习）三块相同的木块A、B、C，自同一高度由静止开始下落，其中B在开始下落时被一个水平飞来的子弹击中并嵌人其中，木块C在下落一半高度时被水平飞来的一子弹击中并嵌人其中，若三个木块下落到地面的时间分别为，则（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（2022·全国·高三专题练习）如图，长度为l＝1m，质量为M＝1kg的车厢，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为m＝1kg、可视为质点的物块以速度v0＝10m/s从车厢中点处向右运动，与车厢壁来回弹性碰撞n次后，与车厢相对静止，物块与车厢底板间的动摩擦因数为μ＝0.1，重力加速度取g＝10m/s2。下列说法不正确的是（ ）
A．n＝26
B．系统因摩擦产生的热量为25J
C．物块最终停在车厢中点处
D．车厢最终运动的速度为5m/s，方向水平向右
二、多选题
8．（2022·全国·高三专题练习）如图，两辆完全相同的小车A和B静止在光滑水平面上，两小车紧靠在一起而不粘连，在小车A上竖直固定一轻质细杆，长的轻质细绳的一端系在细杆顶端，另一端拴一质量m=1kg的小球，已知小车的质量M=2m，重力加速度g=10m/s2，细杆的高度大于绳长。现将小球向右拉至细绳水平且绷直后由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．小球与两小车组成的系统动量守恒
B．释放小球后到小球第一次到达最低点过程中，小车A对小车B的弹力一直增大
C．小球第一次到达最低点后能向左上升的最大高度为
D．小球第二次到达最低点时小球与小车A的速率之比为8∶7
9．（2022·江苏无锡·高二期末）质量为的球，以某一速度沿光滑水平面向静止的球运动，并与球发生弹性正碰。假设球的质量可选取为不同的值，则（ ）
A．当时，碰后球的速度最大
B．当时，碰后球的动能最大
C．当时，碰后球的动量最大
D．在保持的条件下，越小，碰后球的速度越大
10．（2022·山东济南·高二期末）如图所示，质量为3m的小球P和质量为m的小球Q通过轻弹簧相连，静止在光滑水平面上，弹簧处于原长状态。某时刻给小球P一瞬时冲量使它以初速度v0开始向右运动，在小球Q的右侧某位置固定一块弹性挡板（图中未画出）。当小球Q与挡板发生弹性正碰后立刻将挡板撤走，弹簧始终处于弹性限度内。以下说法正确的是（ ）
A．若无固定挡板，弹簧弹性势能的最大值是
B．若P、Q第一次共速时Q与挡板碰撞，则弹簧弹性势能的最大值是
C．若弹簧第一次恢复原长时Q与挡板碰撞，则弹簧弹性势能的最大值是
D．若弹簧第二次恢复原长时Q与挡板碰撞，则弹簧弹性势能的最大值是
11．（2022·山东·聊城二中高三开学考试）如图所示，质量为3m的小球B静止在光滑水平面上，质量为m、速度为的小球A与小球B发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后小球B的速度可能有不同的值。碰撞后小球B的速度大小可能是（ ）
A． B． C． D．
12．（2022·云南·保山市智源高级中学有限公司高二期末）如图所示，用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上，物块A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物块B后留在其中（子弹打击的时间极短），关于由子弹、弹簧和A、B所组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．子弹射入物块B的过程中，系统的机械能不守恒但动量守恒
B．物块B带着子弹向左运动，直到弹簧压缩量达最大过程中，系统的机械能和动量都不守恒
C．弹簧推着物块B向右运动，直到弹簧恢复原长的过程中，系统的机械能和动量都守恒
D．物块A离开竖直墙壁后，直到弹簧伸长量达最大的过程中，系统的机械能和动量都守恒
三、填空题
13．（2021·陕西宝鸡·高一期末）质量是20g的子弹，以400m/s的速度射入质量是300g、静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中．子弹和木块的共同速度是______ m/s，在此过程中产生的内能是____J．
14．（2021·全国·高二期末）如图所示，光滑水平面上有m1=2kg，m2=4kg的两个物体，其中m2左侧固定一轻质弹簧，m1以v0=6m/s的速度向右运动，通过压缩弹簧与原来静止的m2发生相互作用，则弹簧被压缩最短时m2的速度v=________m/s， 此时弹簧存储的弹性势能为________J ．
15．（2021·全国·高二课时练习）两只小船质量分别为，，它们平行逆向航行航线邻近，当它们头尾相齐时，各投质量 的麻袋到对面的船上，如图1所示，结果质量较轻的一只船停了下来，另一只船则以的速度沿原方向航行，若水的阻力不计，则在交换麻袋前两只船的速率________ ，________ .
四、解答题
16．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，在水平地面上静置一质量为M =3kg的木板A，在木板A的上面右侧放置一质量为m=1kg的木块B（可视为质点）。木块B与木板A之间的动摩擦因数μ1=0.1，木板A与地面之间的动摩擦因数μ2=0.2。一个底面光滑、质量也为M =3kg的物块C以速度v0= 2m/s与木板A发生弹性碰撞。重力加速度g取10m/s2。
（1）求碰后瞬间木板A获得的速度大小；
（2）在木块B与木板A相对运动的过程中，若要保证木块B不从木板A上滑下，求木板 A的最小长度。
17．（2022·云南·普洱一中高二阶段练习）如图所示，固定点O上系一长L=0.6 m的细绳，细绳的下端系一质量m=1.0 kg的小球（可视为质点），原来处于静止状态，球与平台的B点接触但对平台无压力，平台高h=0.80 m，一质量M=2.0 kg的物块开始静止在平台上的P点，现对M施予一水平向右的初速度v0，物块M沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘B处与小球m发生正碰，碰后小球m在绳的约束下做圆周运动，经最高点A时，绳上的拉力恰好等于摆球的重力，而M落在水平地面上的C点，其水平位移x=1.2 m，不计空气阻力，g=10 m/s2，求：
（1）质量为M的物块落地时速度大小？
（2）若平台表面与物块间动摩擦因数μ=0.5，物块M与小球的初始距离为x1=1.3 m，物块M在P处的初速度大小为多少？
18．（2022·云南·丘北县第一中学校高二阶段练习）如图所示，在光滑水平面上静止着一倾角为θ、质量为M的斜面体B。现有一质量为m的物体A以初速度v0沿斜面向上滑，若A刚好可以达到B的顶端，求A滑到B的顶端时A的速度的大小及运动时A的最大重力势能。
19．（2022·全国·高三专题练习）如图，固定在竖直面内的导轨PQR，由半径为r的光滑半圆环和足够长水平导轨组成，水平导轨上的N点左侧部分光滑，右侧部分粗糙，半圆环与水平轨道在Q点相切。一根自然长度为r、劲度系数的轻质弹性绳，一端固定在圆环的顶点P，另一端与一个穿在圆环上、质量为m的小球相连；在水平轨道的Q、N两点间依次套着质量均为2m的b、c、d三个小球，所有小球大小相同。开始时将小球移到某一位置M，使弹性绳处于原长且伸直状态，然后由静止释放小球a，当小球在圆环上达到最大速度时，弹性绳自动脱落。已知弹性绳的弹性势能与其伸长量x间满足，各个小球与导轨粗糙部分间的动摩擦因数均，小球间的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，重力加速度为g。求：
（1）释放小球瞬间，圆环对小球的作用力FN1大小；
（2）弹性绳自动脱落时，小球沿圆环下滑的速率vm；
（3）弹性绳自动脱落前的瞬间，圆环对小球作用力FN2的大小和方向；
（4）最终两球间的距离。
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参考答案：
1．D
2．D
3．BD
4．D
5．D
6．B
7．A
8．CD
9．BD
10．AD
11．BC
12．AD
13． 25 1500
14． 2 24
15． 1m/s 9m/s
16．（1）2m/s；（2）0.5m
17．（1）5.0 m/s；（2）7.0 m/s
18．，。
19．（1）；（2）；（3），方向沿圆环半径向外；（4）4.5r
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