高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第五节 弹性碰撞与非弹性碰撞复习练习题

1.5弹性碰撞与非弹性碰撞同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．如图1，连接有水平轻弹簧的物块a静止于光滑水平面上，物块b以一定初速度向左运动．下列关于a、b两物块的动量p随时间t的变化关系图象，不合理的是(　　)

A． B．

C． D．

2．秦山核电站是我国第一座核电站，其三期工程采用重水反应堆技术，利用中子与静止氘核的多次碰撞，使中子减速。已知中子某次碰撞前的动能为E，碰撞可视为弹性正碰。经过该次碰撞后，中子损失的动能为（　　）

A． B． C． D．

3．A球的质量是m，B球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动。B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率比vA′∶vB′为（　　）

A．1∶2 B．1∶3 C．2∶1 D．2∶3

4．如图所示，一辆小车装有光滑弧形轨道，总质量为m，停放在光滑水平向上．有一质量也为m的速度为v的铁球，沿轨道水平部分射入，并沿弧形轨道上升h后，又下降而离开小车，离车后球的运动情况是（       ）

A．作平抛运动，速度方向与车运动方向相同

B．作平抛运动，水平速度方向跟车相反

C．作自由落体运动

D．小球跟车有相同的速度

5．半圆形光滑轨道固定在水平地面上，如图所示，并使其轨道平面与地面垂直，物体m1、m2同时由轨道左、右最高点释放，二者碰后粘在一起向上运动，最高能上升到轨道M点，已知OM与竖直方向夹角为60°，则两物体的质量之比m1：m2为（ ）

A．（+1）：（﹣1） B．：1

C．（﹣1）：（+1） D．1：

6．光滑水平面上滑块A与滑块B在同一条直线上正碰，它们运动的位置x随时间变化的关系如图所示；已知滑块A的质量为1kg，不计碰撞时间，则滑块B的质量和碰后总动能分别为(   )

A．3kg，8J B．3kg，6J

C．2kg，8J D．2kg，6J

7．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

8．如图所示，B、C、D、E、F五个球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E四球质量相等，而F球质量小于B球质量，A球的质量等于F球质量，A球以速度v0向B球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后(　　)

A．五个小球静止，一个小球运动

B．四个小球静止，两个小球运动

C．三个小球静止，三个小球运动

D．六个小球都运动

9．如图所示，质量为m的滑环套在足够长的光滑水平杆上，质量为M=3m的小球（可视为质点）用长为L的轻质细绳与滑环连接。滑环固定时，给小球一个水平冲量I，小球摆起的最大高度为h1（h1<L）；滑环不固定时，仍给小球以同样的水平冲量I，小球摆起的最大高度为h2。则h1：h2（　　）

A．6：1 B．4：1 C．2：1 D．4：3

10．如图所示，质量为m的小球A静止于光滑水平面上，在A球与墙之间用轻弹簧连接，现用质量为3m的小球B以水平速度与A相碰后粘在一起压缩弹簧，不计空气阻力，若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为EP，从球A被碰后开始到弹簧压缩到最短的过程中墙对弹簧做的功为W，冲量大小为I，则下列表达式中正确的是（       ）

A． B． C． D．

11．两个相向运动的小球，在光滑水平面上碰撞后变成静止状态，则碰撞前这两个小球的（　     ）

A．质量一定相等

B．动能一定相等

C．动量一定相同

D．以上说法都不正确

12．如图所示，一沙袋用无弹性轻细绳悬于O点．开始时沙袋处于静止，此后弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出．第一次弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°.当他们第1次返回图示位置时，第2粒弹丸以水平速度v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.若弹丸质量是沙袋质量的倍，则以下结论中正确的是(　　)

A．v1:v2＝41:42 B．v1:v2＝41:83

C．v2＝v1 D．v1:v2＝42:41

13．如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始下落，与圆弧槽相切自A点进入槽内，并从C点飞出，则以下结论中正确的是（　　）

A．小球在半圆槽内运动的全过程中机械能守恒

B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒

C．小球离开C点以后，将做斜上抛运动，最终小球仍落回槽内

D．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动

14．如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并留在木块中（此过程时间极短），重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．子弹射入木块后的瞬间，木块的速度大小为

B．子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于（M＋m0）g

C．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统机械能守恒

D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量总是守恒的

15．如图所示，A、B两物体彼此接触静止于光滑的水平桌面上，物体A的上表面是半径为R的光滑半圆形轨道，物体C由静止开始从A上半圆形轨道的右侧最高点下滑，则（        ）

A．物体C第一次滑到半圆形轨道最左端时，A和B开始分离

B．物体C可以运动到半圆形轨道左侧的最高点

C．最终A将会从桌面左边滑出

D．最终A将会在桌面上来回振动

二、填空题（共4题）

16．如图所示，在光滑的冰面上，人和冰车的总质量为M，是球的质量m的17倍。人坐在冰车上，如果每一次人都以相同的对地速度v将球推出，且球每次与墙发生碰撞时均无机械能损失。试求：球被人推出_____次后，人就再也接不到球了。

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．质量是10g的子弹，以300m/s的速度射向质量是400g，静止在光滑水平桌面上的木块，子弹穿过木块后的速度为100m/s，这时木块的速度是_______m/s。

19．某实验小组用如题图所示的装置验证动量守恒定律。

（1）两小球应满足的关系是m1________m2。（填“＞”或“＜”或“=”）

（2）下列操作中有必要的是________。

A．实验前固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿水平方向

B．实验中需要测量小球开始释放的高度h

C．实验中需要测量小球抛出点距地面的高度H

D．实验中需要测量小球做平抛运动的水平射程

（3）第一步：先从S处释放m1并多次重复找到落点P，并测出水平射程OP。第二步：将m2静置于轨道末端O′点，再从S处释放m1与m2发生对心碰撞，并多次重复后分别确定两球的水平射程OM和ON。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________（用图中字母表示）。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，绝缘水平面上有宽l＝0．4 m的匀强电场区域，场强E＝6×105 N／C，方向水平向左．不带电的物块B静止在电场边缘的O点；带电量q＝＋5×10－8 C、质量m＝1×10－2 kg的物块A在距O点x＝2．25 m处以v0＝5 m／s的水平初速度向右运动，并与B发生碰撞．假设碰撞前后A、B构成的系统没有动能损失，A的质量是B的k（k＞1）倍，A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0．2，物块可视为质点，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，且A的电荷量始终不变，g取10 m／s2．

（1）求A到达O点与B碰撞前的速度大小；

（2）求碰撞后瞬间A和B的速度大小；

（3）讨论k在不同取值范围时电场力对A做的功．

21．如图所示，在距水平地面高h=0.80m的水平桌面左边缘有一质量mA=1.0kg的物块A以一定的初速度沿桌面运动，经过位移s=1.8m与放在桌面右边缘O点的物块B发生正碰，碰后物块A的速度变为零，物块B离开桌面后落到地面上，落地点到桌边缘O点的水平距离x=1.0m。设两物块均可视为质点，它们的碰撞时间极短，物块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，物块B的质量mB=1.6kg，重力加速度g=10m/s2，求：

(1)两物块碰撞后瞬间，物块B的速度大小vB；

(2)两物块碰撞前瞬间，物块A的速度大小vA；

(3)物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能E；

(4)物块A在水平桌面左边缘时的初速度v0。

22．质量为80克的软木块静置于某一高度处的光滑水平台上，被一颗20克的玩具子弹以10m/s的速度瞬间水平击中（子弹未穿出软木块），之后软木块向左滑动（可视为质点），以一定的速度从水平台端点A飞出，恰好从B点沿轨道切线方向进入固定的竖直轨道，如图所示．竖直轨道是半径R=0.4m的光滑圆弧轨道，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角=30°，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，C端右侧的水平面上一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上．软木块经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短．C、D两点间的水平距离L=1.0m，软木块与水平面间的动摩擦因数=0.4，g取10m/s2． 求：

（1）软木块经过圆弧轨道上B点时速度的大小；

（2）弹簧的弹性势能的最大值．

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。

参考答案：

1．A

2．B

3．D

4．C

5．C

6．A

7．C

8．C

9．B

10．A

11．D

12．B

13．C

14．C

15．C

16．9

17．     不变     v

18．5

19．     ＞     AD     m1·OM＋m2·ON＝m1·OP

20．（1）4m/s （2）

（3）①＞

即k＞3

得W＝－1．2×10－2 J

②若1＜k≤3

qE＞μmg

得W＝0

21．(1)2.5m/s；(2)；(3)3.0J；(4)

22．(1)       (2)

23．（1）；（2）