高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 弹性碰撞和非弹性碰撞课后测评

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 弹性碰撞和非弹性碰撞课后测评，共7页。试卷主要包含了基础巩固，拓展提升等内容，欢迎下载使用。


一、基础巩固
1．下列关于碰撞的理解正确的是 （ ）
A．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在很长时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程
B．在碰撞现象中，一般内力都远远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的总动量守恒
C．如果碰撞过程中机械能也守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞
D．微观粒子的碰撞由于不发生直接接触，所以不满足动量守恒的条件，不能应用动量守恒定律求解
【答案】B
【解析】碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象，碰撞时在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化，故A错误；在碰撞现象中，由于内力远大于外力，故可以忽略外力的作用；认为碰撞时系统的总动量守恒，故B正确；如果碰撞过程中机械能也守恒，则碰撞为弹性碰撞，故C错误；．微观粒子相互接近时，虽然不发生直接碰撞，在相互作用的过程中，符合动量守恒的定义，所以其动量是可能守恒的，故D错误。故选B。
2．两个相向运动的物体碰撞后都静止，这说明两物体原来的( )．
A．速度大小相等
B．质量大小相等
C．动量大小相等
D．动量相同
【答案】C
【解析】两球碰撞过程中动量守恒，碰后两球都静止，说明碰撞前后两球的总动量为零，故碰前两个球的动量大小相等，方向相反，ABD错误，C正确。
3．a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前a球动量pa=30 kg·m/s，b球动量pb=0，碰撞过程中，a球的动量减少了20 kg·m/s，则作用后b球的动量为( )
A．-20 kg·m/sB．10 kg·m/s
C．20 kg·m/sD．30 kg·m/s
【答案】C
【解析】碰撞过程中，a球的动量减少了20 kg·m/s，故此时a球的动量是10 kg·m/s，a、b两球碰撞前后总动量保持不变为30 kg·m/s，则作用后b球的动量为20 kg·m/s，C正确，ABD错误；故选C．
4．A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5 kg，速度大小为10 m/s，B质量为2 kg，速度大小为5 m/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4 m/s，则B的速度大小为（ ）
A．10m/sB．5m/sC．6m/sD．12m/s
【答案】A
【解析】取A球的速度方向为正方向，AB的总动量大小为：
根据动量守恒得：，解得： ,故A符合题意。
5．如图，质量为M的小车A停放在光滑的水平面上，小车上表面粗糙．质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上，车足够长，滑块不会从车上滑落，则小车的最终速度大小为（ ）
A．零B．C．D．
【答案】C
【解析】B滑上A的过程中，AB系统动量守恒，根据动量守恒定律得：mv0=（M+m）v ,解得：v=
故选C
6．如图所示，静止在光滑水平面上质量为M的车厢内有一质量为m的小物块以速度v水平向右运动，小物块与车厢壁碰撞几个来回后与车厢相对静止，则车厢最终的速度（ ）
A．大小为零
B．大小为，方向水平向右
C．大小为，方向水平向左
D．大小为，方向水平向右
【答案】D
【解析】选滑块与小车组成的系统为研究对象，规定向右为正方向，由水平方向动量守恒得
所以有,方向水平向右，与v同向。故D正确，ABC错误。故选D。
7.如图所示，光滑水平面上，甲、乙两个球分别以大小为=1m/s、=2m/s的速度做相向运动，碰撞后两球粘在一起以0.5 m/s的速度向左运动，则甲、乙两球的质量之比为

A．1：1B．1：2C．1：3D．2：1
【答案】A
【解析】设乙球的速度方向为正方向，根据动量守恒：m2v2-m1v1 =（m1+m2）v，即2m2 -m1=（m1+m2）×0.5，解得m1：m2=1:1；故选A.
8．质量为0.01kg的子弹，以400m/s的速度射入质量为0.49kg、静止在光滑水平面上的木块，并留在木块中。若子弹刚好留在木块中，则它们一起运动的速度大小为（ ）
A．6 m/sB．8 m/sC．10 m/sD．12 m/s
【答案】B
【解析】子弹射入木块过程中以子弹和木块为系统动量守恒，设子弹质量为m1，初速度为v0，木块质量为m2，一起运动的速度为v，所以有代入数据可解得v=8m/s，故B正确，ACD错误。故选B。
9．如图所示，在游乐场，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。设甲同学和车的总质量为M，碰撞前向右运动，速度大小为v1；乙同学和车的总质量为1.5M，碰撞前向左运动，速度大小为0.5v1。求碰撞后两车共同的运动速度。
【答案】0.1v1，方向水平向右
【解析】设水平向右为正方向，由动量守恒可得Mv1－1.5M×0.5v1＝(M＋1.5M)v共
解得v共＝0.1v1
方向水平向右
10．如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，求两滑块发生弹性碰撞后的速度．
【答案】两滑块弹性碰撞后的速度分别为2v0、方向向左，v0、方向向右．
【解析】规定向右为正方向，设碰后A、B的速度为vA、vB，A、B两滑块组成系统动量守恒，有：
m•2v0﹣2m•v0=mvA+2mvB
又系统机械能守恒有：
联立以上方程可解得：vA=﹣2v0；vB=v0
则碰后A滑块速度水平向左，B滑块速度水平向右。
二、拓展提升
1．在橄榄球比赛中，一个85kg的前锋队员以5m/s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均为65kg的队员，一个速度为2m/s，另一个速度为4m/s，然后他们就扭在了一起，则（ ）
A．碰撞后他们动量的方向仍向前
B．他们碰撞后的共同速度是0.2 m/s
C．这名前锋不能得分
D．这名前锋能得分
【答案】AD
【解析】以前锋速度方向为正方向，设撞后共同速度为v，碰撞过程动量守恒，根据动量守恒定律得： ，解得，所以他们碰撞后的共同速率为0.16m/s，方向与前锋方向相同，所以碰撞后他们动量的方向仍向前，能到达底线位置，这名前锋能得分，故AD正确，BC错误。
2．如图所示.光滑水平面上有A．B两辆小车.质量均为m=1kg.现将小球C用长为0.2m的细线悬于轻质支架顶端.mC=0.5kg. 开始时A车与C球以vC=1m/s的速度冲向静止的B车若两车正碰后粘在一起.不计空气阻力.重力加速度g取10m/s2 .则
A．A车与B车碰撞瞬间.两车动量守恒.机械能也守恒
B．小球能上升的最大高度为0.16m
C．小球能上:升的最大高度为0.12m
D．从两车粘在一起到小球摆到最高点的过程中.A、B、C组成的系统动量
【答案】B
【解析】两车碰撞后粘在一起，属于典型的非弹性碰撞，有机械能损失，故A错误；A、B两车碰撞过程动量守恒，设两车刚粘在一起时共同速度为v1，有,解得：，从小球开始上摆到小球摆到最高点的过程中.A、B、C组成的系统在水平方向上动量守恒。设小球上升到最高点时三者共同速度为v2，有，解得：v2=2.4m/s，从两车粘在一起到小球摆到最高点的过程中，A、B、C组成的系统机械能守恒，即，解得：h=0.16m，故B正确C错误； 从两车粘在一起到小球摆到最高点的过程中，在竖直方向上A、B、C组成的系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒，故D错误。故选B。
3．如图所示，A、B两个木块用轻弹簧相连接，它们静止在光滑水平面上，A和B的质量分别是99m和100m，一颗质量为m的子弹以速度v0水平射入木块A内没有穿出，则在以后的过程中弹簧弹性势能的最大值为
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】系统全过程动量守恒：
子弹打入木块过程损失的动能转化为系统内能，A、B速度相同时弹性势能有最大值：
故选A。
4．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为的小球以的速度向前运动，与质量为的静止木块发生碰撞，假设碰撞后木块的速度是，则（ ）
A．这一假设是合理的，碰撞后球的速度为
B．这一假设是合理的，碰撞后小球被弹回来
C．这一假设是不合理的，因而这种情况不可能发生
D．这一假设是可能发生的，但由于题给条件不足，的大小不能确定
【答案】C
【解析】若，则由动量守恒定律可知
解得
此时碰前动能
碰后动能
则假设不合理，因而这种情况不可能发生，故选项C正确，ABD错误。故选C。
5．如图所示，用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块静止于光滑的水平地面上，弹簧处于原长，质量为4 kg的物块C以v＝6 m/s的初速度在光滑水平地面上向右运动，与前方的物块A发生碰撞（碰撞时间极短），并且C与A碰撞后二者粘在一起运动．在以后的运动中，求：
(1)当弹簧的弹性势能最大时，物体B的速度多大？弹簧弹性势能的最大值是多大？
(2)弹簧第一次恢复原长时B的速度多大？
【答案】(1)Ep=12J；(2)
【解析】(1) 当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大
由于A、B、C三者组成的系统动量守恒：（mA+mB）v=（mA+mB+mC）V
解得：V=3m/s
由于A、C两者组成的系统动量守恒：mCv＝(mA＋mC)v1
解得v1=4 m/s
设弹簧的弹性势能最大为EP，根据机械能守恒得：
解得：；
(2) )C、A碰撞后为初状态，再次恢复原长为末状态，则有：系统动量守恒有：
系统能量守恒有：
解得：．