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高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞课时训练
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这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞课时训练，共9页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是（ ）
A．A开始运动时
B．A的速度等于v时
C．A和B的速度相等时
D．B的速度等于零时
2．如图所示，一热气球正以竖直速度v匀速上升，当气球下面所系质量为m的物体距水平地面h高处时，绳子断裂，物体和气球分离．已知热气球与物体的总质量为M，分离后热气球所受浮力不变，重力加速度大小为g，不计阻力，以下判断正确的是（ ）
A．从分离开始，经过时间物体落地
B．物体刚到达地面时，热气球的速度大小为
C．物体从分离到落地的过程中，热气球所受合力的冲量大小为
D．物体刚到达地面时，热气球上升的高度为
3．A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上．已知A、B两球质量分别为2m和m。当用板挡住A球而只释放B球时，B球被弹出落于距桌面水平距离为x的水平地面上，如图，问当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，B球的落地点距桌面距离为（ ）
A．B．xC．xD．x
4．如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车表面足够长，则( )
A．由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒
B．车表面越粗糙，木块减少的动量越多
C．车表面越粗糙，小车增加的动量越多
D．木块的最终速度为
5．在光滑水平地面上有两个相同的木块 A、B，质量都为m。现 B 静止，A 向 B 运动，发生正碰并粘合在一起运动。两木块组成的系统损失的机械能为ΔE，则碰前A 球的速度等于（ ）
A．B．C．2D．2
6．质量分别为6m和2m的甲、乙两个滑块，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生碰撞后滑块甲静止不动，那么这次碰撞（ ）
A．一定是弹性碰撞B．一定是非弹性碰撞
C．弹性碰撞和非弹性碰撞都有可能D．可能是非对心碰撞
7．甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动，已知它们的动量分别是p1＝5kg·m/s，p2＝7kg·m/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10kg·m/s，则二球质量m1与m2间的关系可能是下面的哪几种( )
A．m1＝m2B．2m1＝m2
C．4m1＝m2D．6m1＝m2
8．如图所示，质量为的小车和质量为的滑块均静止在光滑水平面上，小车紧靠滑块（不粘连），在小车上固定的轻杆顶端系细绳，绳的末端拴一质量为m的小球，将小球向右拉至细绳水平且绷直后释放，在小球从释放至第一次达到左侧最高点的过程中，下列说法正确的是（ ）。
A．小球与小车组成的系统机械能守恒
B．小球、小车组成的系统在水平方向动量守恒
C．小球运动至最低点时，小车和滑块分离
D．小球一定能向左摆到释放时的高度
9．2022年2月，北京市和张家口市将联合举办第24届冬季奥林匹克运动会，某冰壶队为了迎接冬奥会，积极开展训练。如图甲所示，某次训练中，蓝壶静止在圆形区域内，运动员用等质量的红壶撞击蓝壶，两壶发生正碰，碰撞前、后两壶的v－t图像如图乙所示，则（ ）
A．两壶发生弹性碰撞
B．碰撞后，蓝壶受到的滑动摩擦力较大
C．碰撞后，蓝壶的加速度大小为0.12m/s2
D．碰撞后，两壶相距的最远距离为1.2m
10．如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰，小球的质量分别为和．图乙为它们碰撞前后的图象．已知，规定水平向右为正方向．由此可知
A．m1=5kg
B．碰撞过程对的冲量为
C．两小球碰撞过程损失的动能为1.5J
D．碰后两小球的动量大小相等、方向相反
11．甲、乙两名滑冰运动员沿同一直线相向运动，速度大小分别为4 m/s和1 m/s，迎面碰撞后(正碰)甲、乙两人反向运动，速度大小均为2 m/s．则甲、乙两人质量之比为
A．2∶1B．1∶2C．2∶3D．3∶2
12．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，8JB．3kg，6J
C．2kg，8JD．2kg，6J
13．一初速度为v0的子弹水平射入静止在光滑水平面的木块中，并与之一起运动，则在子弹射入木块的过程中（ ）
A．木块对子弹的阻力大于子弹对木块的推力
B．子弹克服阻力做的功大于推力对木块做的功
C．子弹损失的动能与木块获得的动能相等
D．子弹的动量减少量大于木块获得的动量
14．如图所示，质量为m的小车静止在光滑的水平地面上，车上有半圆形光滑轨道，现将质量也为m的小球在轨道左侧边缘由静止释放，下列说法错误的是（ ）
A．在下滑过程中，小球的机械能不守恒
B．小球可以到达右侧轨道的最高点
C．小球在右侧轨道上运动时，小车也向右运动
D．小球在轨道最低点时，小车与小球的速度大小相等，方向相反
15．如图所示，在光滑的水平面上静止放着装有一条光滑弧形轨道的小车，小车的质量为1kg一质量为0.5kg的小球以3m/s的速度沿弧形轨道水平方向射入，小球沿弧形轨道上升至h高处后，再沿轨道下滑脱离小车(g=10m/s2)，则（ ）
A．h=45cm
B．小球上升至h处的速度为0
C．脱离时小球的速度大小为3m/s
D．脱离时小车的速度大小为2m/s
二、填空题（共4题）
16．两小孩在冰面上乘坐“碰碰车”相向运动．A车总质量为50kg，以2m/s的速度向右运动；B车总质量为70kg，以3m/s的速度向左运动；碰撞后，A以1.5m/s的速度向左运动，则B的速度大小为________ m/s，方向向________ （选填“左”或“右”）
17．某机械装置的竖直切面如图所示，装置由内壁光滑的圆管构成，其中AB部分水平，BC部分是内径为R的半圆，且圆管半径远小于R．由于某种原因，一质量为m的小球a留在了水平管内，现用一个质量也为m的小球b“冲撞”小球a，小球a恰好到达圆管最高点C，已知两小球发生弹性正碰，两小球直径略小于圆管直径，重力加速度为g。则小球b的入射速度大小为______，小球b对小球a的冲量大小为______。
18．如下图质量为M的气球下挂着长为L的绳梯，一质量为m的人站在绳梯的下端，人和气球静止在空中，现人从绳梯的下端往上爬到顶端时，人和气球相对于地面移动的距离_____，_____。
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，质量为M的木块静止于光滑的水平面上，一质量为m、速度为v0的子弹水平射入木块且未穿出，该过程中木块沿水平方向向右运动的位移大小为s，子弹射入木块的深度为L。设木块对子弹的阻力恒为F，求：
（1）子弹与木块相对静止时二者共同速度为多大？
（2）射入过程中产生的内能和子弹对木块所做的功分别为多少？
21．如图1所示，质量均为1kg的物块A和B分别静止在水平面上的P点相Q点，Q点左侧水平面光滑，右侧粗糙，两物块在Q点右侧与水平面间的动摩擦因数均为0.5。给物块A施加水平向右的拉力，使物块A沿PQ连线运动，力的大小随时间变化如图2所示，力作用一段时间后撤去，物块继续向右运动，与物块B发生正碰并粘在一起，两物块一起向右运动的时间为2s，重力加速度g取。）求：
（1）A、B两物块碰撞后瞬间的共同速度大小；
（2）拉力F作用的时间。（结果可用根式表示）
22．如图所示，在高H=2.5m的光滑、绝缘水平高台边缘，静置一个小物块B，另一带电小物块A以初速度v0=10.0m/s向B运动，A、B的质量均为m=1.0×10-3kg．A与B相碰撞后，两物块立即粘在一起，并从台上飞出后落在水平地面上．落地点距高台边缘的水平距离L=5.0m.已知此空间中存在方向竖直向上的匀强电场，场强大小E=1.0×103N/C（图中未画出）假设A在滑行过程和碰撞过程中电量保持不变，不计空气阻力，g=10m/s2．求：
（1）A、B碰撞过程中损失的机械能．
（2）试说明A带电的电性，并求出其所带电荷q的大小．
（3）在A、B的飞行过程中，电场力对它做的功．
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．C
2．D
3．D
4．D
5．C
6．A
7．C
8．C
9．C
10．C
11．B
12．A
13．B
14．C
15．D
16． 0.5 左
17． ；
18．
19． 弹性势能与形变量的平方成正比 s
20．（1）；（2），
21．（1）10m/s；（2）m/s
22．(1)2.5×J；（2）正电，C；（3）-2.5×J
23．（1）；（2）
1．如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是（ ）
A．A开始运动时
B．A的速度等于v时
C．A和B的速度相等时
D．B的速度等于零时
2．如图所示，一热气球正以竖直速度v匀速上升，当气球下面所系质量为m的物体距水平地面h高处时，绳子断裂，物体和气球分离．已知热气球与物体的总质量为M，分离后热气球所受浮力不变，重力加速度大小为g，不计阻力，以下判断正确的是（ ）
A．从分离开始，经过时间物体落地
B．物体刚到达地面时，热气球的速度大小为
C．物体从分离到落地的过程中，热气球所受合力的冲量大小为
D．物体刚到达地面时，热气球上升的高度为
3．A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上．已知A、B两球质量分别为2m和m。当用板挡住A球而只释放B球时，B球被弹出落于距桌面水平距离为x的水平地面上，如图，问当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，B球的落地点距桌面距离为（ ）
A．B．xC．xD．x
4．如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车表面足够长，则( )
A．由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒
B．车表面越粗糙，木块减少的动量越多
C．车表面越粗糙，小车增加的动量越多
D．木块的最终速度为
5．在光滑水平地面上有两个相同的木块 A、B，质量都为m。现 B 静止，A 向 B 运动，发生正碰并粘合在一起运动。两木块组成的系统损失的机械能为ΔE，则碰前A 球的速度等于（ ）
A．B．C．2D．2
6．质量分别为6m和2m的甲、乙两个滑块，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生碰撞后滑块甲静止不动，那么这次碰撞（ ）
A．一定是弹性碰撞B．一定是非弹性碰撞
C．弹性碰撞和非弹性碰撞都有可能D．可能是非对心碰撞
7．甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动，已知它们的动量分别是p1＝5kg·m/s，p2＝7kg·m/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10kg·m/s，则二球质量m1与m2间的关系可能是下面的哪几种( )
A．m1＝m2B．2m1＝m2
C．4m1＝m2D．6m1＝m2
8．如图所示，质量为的小车和质量为的滑块均静止在光滑水平面上，小车紧靠滑块（不粘连），在小车上固定的轻杆顶端系细绳，绳的末端拴一质量为m的小球，将小球向右拉至细绳水平且绷直后释放，在小球从释放至第一次达到左侧最高点的过程中，下列说法正确的是（ ）。
A．小球与小车组成的系统机械能守恒
B．小球、小车组成的系统在水平方向动量守恒
C．小球运动至最低点时，小车和滑块分离
D．小球一定能向左摆到释放时的高度
9．2022年2月，北京市和张家口市将联合举办第24届冬季奥林匹克运动会，某冰壶队为了迎接冬奥会，积极开展训练。如图甲所示，某次训练中，蓝壶静止在圆形区域内，运动员用等质量的红壶撞击蓝壶，两壶发生正碰，碰撞前、后两壶的v－t图像如图乙所示，则（ ）
A．两壶发生弹性碰撞
B．碰撞后，蓝壶受到的滑动摩擦力较大
C．碰撞后，蓝壶的加速度大小为0.12m/s2
D．碰撞后，两壶相距的最远距离为1.2m
10．如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰，小球的质量分别为和．图乙为它们碰撞前后的图象．已知，规定水平向右为正方向．由此可知
A．m1=5kg
B．碰撞过程对的冲量为
C．两小球碰撞过程损失的动能为1.5J
D．碰后两小球的动量大小相等、方向相反
11．甲、乙两名滑冰运动员沿同一直线相向运动，速度大小分别为4 m/s和1 m/s，迎面碰撞后(正碰)甲、乙两人反向运动，速度大小均为2 m/s．则甲、乙两人质量之比为
A．2∶1B．1∶2C．2∶3D．3∶2
12．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，8JB．3kg，6J
C．2kg，8JD．2kg，6J
13．一初速度为v0的子弹水平射入静止在光滑水平面的木块中，并与之一起运动，则在子弹射入木块的过程中（ ）
A．木块对子弹的阻力大于子弹对木块的推力
B．子弹克服阻力做的功大于推力对木块做的功
C．子弹损失的动能与木块获得的动能相等
D．子弹的动量减少量大于木块获得的动量
14．如图所示，质量为m的小车静止在光滑的水平地面上，车上有半圆形光滑轨道，现将质量也为m的小球在轨道左侧边缘由静止释放，下列说法错误的是（ ）
A．在下滑过程中，小球的机械能不守恒
B．小球可以到达右侧轨道的最高点
C．小球在右侧轨道上运动时，小车也向右运动
D．小球在轨道最低点时，小车与小球的速度大小相等，方向相反
15．如图所示，在光滑的水平面上静止放着装有一条光滑弧形轨道的小车，小车的质量为1kg一质量为0.5kg的小球以3m/s的速度沿弧形轨道水平方向射入，小球沿弧形轨道上升至h高处后，再沿轨道下滑脱离小车(g=10m/s2)，则（ ）
A．h=45cm
B．小球上升至h处的速度为0
C．脱离时小球的速度大小为3m/s
D．脱离时小车的速度大小为2m/s
二、填空题（共4题）
16．两小孩在冰面上乘坐“碰碰车”相向运动．A车总质量为50kg，以2m/s的速度向右运动；B车总质量为70kg，以3m/s的速度向左运动；碰撞后，A以1.5m/s的速度向左运动，则B的速度大小为________ m/s，方向向________ （选填“左”或“右”）
17．某机械装置的竖直切面如图所示，装置由内壁光滑的圆管构成，其中AB部分水平，BC部分是内径为R的半圆，且圆管半径远小于R．由于某种原因，一质量为m的小球a留在了水平管内，现用一个质量也为m的小球b“冲撞”小球a，小球a恰好到达圆管最高点C，已知两小球发生弹性正碰，两小球直径略小于圆管直径，重力加速度为g。则小球b的入射速度大小为______，小球b对小球a的冲量大小为______。
18．如下图质量为M的气球下挂着长为L的绳梯，一质量为m的人站在绳梯的下端，人和气球静止在空中，现人从绳梯的下端往上爬到顶端时，人和气球相对于地面移动的距离_____，_____。
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，质量为M的木块静止于光滑的水平面上，一质量为m、速度为v0的子弹水平射入木块且未穿出，该过程中木块沿水平方向向右运动的位移大小为s，子弹射入木块的深度为L。设木块对子弹的阻力恒为F，求：
（1）子弹与木块相对静止时二者共同速度为多大？
（2）射入过程中产生的内能和子弹对木块所做的功分别为多少？
21．如图1所示，质量均为1kg的物块A和B分别静止在水平面上的P点相Q点，Q点左侧水平面光滑，右侧粗糙，两物块在Q点右侧与水平面间的动摩擦因数均为0.5。给物块A施加水平向右的拉力，使物块A沿PQ连线运动，力的大小随时间变化如图2所示，力作用一段时间后撤去，物块继续向右运动，与物块B发生正碰并粘在一起，两物块一起向右运动的时间为2s，重力加速度g取。）求：
（1）A、B两物块碰撞后瞬间的共同速度大小；
（2）拉力F作用的时间。（结果可用根式表示）
22．如图所示，在高H=2.5m的光滑、绝缘水平高台边缘，静置一个小物块B，另一带电小物块A以初速度v0=10.0m/s向B运动，A、B的质量均为m=1.0×10-3kg．A与B相碰撞后，两物块立即粘在一起，并从台上飞出后落在水平地面上．落地点距高台边缘的水平距离L=5.0m.已知此空间中存在方向竖直向上的匀强电场，场强大小E=1.0×103N/C（图中未画出）假设A在滑行过程和碰撞过程中电量保持不变，不计空气阻力，g=10m/s2．求：
（1）A、B碰撞过程中损失的机械能．
（2）试说明A带电的电性，并求出其所带电荷q的大小．
（3）在A、B的飞行过程中，电场力对它做的功．
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．C
2．D
3．D
4．D
5．C
6．A
7．C
8．C
9．C
10．C
11．B
12．A
13．B
14．C
15．D
16． 0.5 左
17． ；
18．
19． 弹性势能与形变量的平方成正比 s
20．（1）；（2），
21．（1）10m/s；（2）m/s
22．(1)2.5×J；（2）正电，C；（3）-2.5×J
23．（1）；（2）
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