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同步达标检测题

1.4弹性碰撞与非弹性碰撞基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．一个静止的质量为m1的不稳定原子核，当它放射出质量为m2、速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度为（　　）

A． B． C． D．

2．如图所示，质量为M的足够高光滑斜槽静止在光滑水平面上，质量为m的小球以一定的水平初速度冲上斜槽且不脱离斜槽，后又返回斜槽底部，则下列说法正确的是（　　）

A．小球获得的最大重力势能等于小球初始动能

B．小球到达斜槽最高点处，小球的速度为零

C．小球回到斜槽底部时，小球速度方向一定向右

D．小球回到斜槽底部时，小球速度方向可能向左

3．图甲为冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头，在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与静止的冰壶乙发生碰撞（图乙），已知两冰壶质量相等，碰撞可看作弹性正碰，下列四幅图中能表示两冰壶最终位置的是（　　）

A． B．

C． D．

4．在浙江省桐庐中学举办的首届物理周活动中，“高楼落蛋”比赛深受同学们喜爱。某小组同学将装有鸡蛋的保护装置从艺术楼四楼窗口外侧（离地高12.8m）静止释放。已知该装置与地面的碰撞时间为0.6s，不计空气阻力，在装置与地面碰撞过程中，鸡蛋对装置产生的平均作用力大小约为（　　）

A．0.2N B．2.0N C．20N D．200N

5．如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升．下列说法正确的是（　　）

A．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh

B．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为

C．B能达到的最大高度为

D．B能达到的最大高度为h

6．矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑水平面上，一子弹以速度水平射向滑块：若射击下层，子弹刚好不射出，如图甲所示；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图乙所示，比较上述两种情况，下列说法正确的是（　　）

A．系统产生的热量相等 B．子弹对滑块做功不相等

C．子弹和滑块间的作用力相等 D．子弹和滑块间作用时间相等

7．在光滑水平面上有完全相同的、两球，其动量大小分别为与，方向均为向东，球在球后，当球追上球后，两球发生正碰。则相碰以后，、两球的动量可能分别为（   ）

A．，

B．，

C．，

D．，

8．质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为m的物体乙以4m/s的速度与甲相向运动，如图所示．则

A．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力作用，系统动量不守恒

B．当两物块相距最近时，甲物块的速率为零

C．当甲物块的速率为1m/s时，乙物块的速率可能为2m/s，也可能为0

D．甲物块的速率可能达到5m/s

9．如图甲所示，质量M=0.8 kg 的足够长的木板静止在光滑的水平面上，质量m=0.2 kg的滑块静止在木板的左端，在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F，4 s后撤去力F。若滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10 m/s2，则下列说法正确的是（  ）

A．0到4 s时间内拉力的冲量为3.2 N·s

B．t=4 s时滑块的速度大小为17.5 m/s

C．木板受到滑动摩擦力的冲量为2.8 N·s

D．木板的速度最大为2 m/s

10．质量均为m的两个小球A、B用轻弹簧连接，一起放在光滑水平面上，小球A紧靠挡板P，如图所示，给小球B一个水平向左的瞬时冲量，大小为I，使小球B向左运动并压缩弹簧，然后向右弹开，弹簧始终在弹性限度内，取向右为正方向，在小球获得冲量之后的整个运动过程中，对于A、B及弹簧组成的系统，下列说法正确的是（　　）

A．系统机械能和动量均守恒

B．挡板P对小球A的冲量大小为I

C．挡板P对小球A做的功为

D．小球A离开挡板后，系统弹性势能的最大值为

11．如图所示，两个方向相反且在同一直线上的两个力F1和F2，分别同时作用在静止于光滑水平面上的A、B两物体上，两物体的质量，经过相等时间撤去两力，经过一段时间后两物体相碰粘为一体并恰好停止，则下列说法正确的是（　　）

A．F1、F2的大小关系是F1>F2

B．运动过程中F1、F2对物体的冲量大小IF1<IF2

C．从F1、F2开始作用到两物体相碰并粘为一体静止，整个过程系统动量守恒

D．只有两物体相碰的过程系统动量守恒

12．如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从冲出，在空中能上升的最大高度为（不计空气阻力），则

A．小球和小车组成的系统动量守恒

B．小车向左运动的最大距离为

C．小球从B点落回后一定能从A点冲出

D．小球从B端离开小车后做斜上抛运动

13．在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动，在小球A的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示，小球A与小球B发生正碰后，小球A、B均向右运动，小球B被在Q点处的竖直墙壁弹回后与小球A在P点相遇，已知PQ=1.5PO。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性碰撞，两球均可视为质点，则A、B两小球质量之比为（　　）

A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1

14．2014年12月3日，世界台联宣布中国斯诺克球手丁俊晖已确定在新的世界排名榜上跃居世界第一，他也成为台联有史以来第11位世界第一，同时也是首位登上世界第一的亚洲球员，丁俊晖为台球运动在中国的推广和发展做出了突出贡献。按照国际标准，每颗球的标准质量为154.5g，但是由于不同广商生产水平的不同，所以生产出来的球的质量会有一些差异。如图所示，假设光滑水平面一条直线上依次放n个质量均为15的静止的弹性红球（相邻两个红球之间有微小的间腺），另有一颗质量为1758的弹性白球以初速度v0与n号红球发生弹性正碰，则k号红球最终的速度大小为（已知1<k<n）（　　）

A． B． C．0 D．

15．保龄球运动因为具有很高的观赏性被很多人所喜爱，某人在一次击球练习中，首先用力将甲球抛出，接着又用力将乙球抛出，两球均在光滑的轨道上沿同一直线向同一方向运动，某时刻乙球追上甲球并发生碰撞，假设碰撞前甲球的动量为，乙球的动量为，碰后甲球的动量变为，两球大小形状完全相同，则下列关于甲、乙两球质量与的关系，可能正确的是（　　）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．反冲现象的应用及防止

（1）应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边______．

（2）防止：用枪射击时，由于枪身的______会影响射击的准确性，所以用枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。

17．在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向_____（选填“相反”或“相同”），碳核的动量_____（选填“大于”、“等于”或“小于”） 碰后中子的动量．

18．通过实验探究影响小火箭反冲速度大小的因素是什么_______________．

19．某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为，弹簧的弹性势能公式为成（式中k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量，x为弹簧的形变量），为了验证弹簧的弹性势能公式，他设计了如图甲所示的实验：轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端，另一端连接一个质量为M的滑块，滑块上竖直固定一个挡光条，每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时，传感器B因接收不到光线就产生一个电信号，输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形；开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束，在木板的另一端有一个弹簧枪，发射出质量为m，速度为v0的弹丸，弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐振动

（1）系统在振动过程中，所具有的最大动能Ek＝__________；

（2）系统振动过程中，在电脑上所形成的脉冲电压波形如图乙所示，由图可知该系统的振动周期大小为：T＝_________；

（3）如果再测出滑块振动的振幅为A，利用资料上提供的两个公式求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为：Ep＝_________；

通过本实验，根据机械能守恒，如发现Ek＝Ep，即验证了弹簧的弹性势能公式的正确性。

三、综合题（共4题）

20．如图是冲击摆装置.塑料制成的摆块用绳悬挂起来，使它只能摆动不能转动.摆块中间正对枪口处有一水平方向的锥形孔，孔的内壁垫以泡沫塑料，当弹丸射入后迅速停住，然后与摆块一起摆动，读出摆线偏离竖直方向的最大角度，就可求出弹丸的速度.某次实验中，弹簧枪射出的弹丸以某一速度v0（未知）水平射入静止的摆块，读出摆线偏离竖直方向的最大角度α=37°；然后将摆块拉到摆线偏离竖直方向的角度β=60°由静止释放，当摆块摆到最低位置时，让弹丸以相同速度v0射入，摆块恰好静止.已知摆线的长度L=1.00m，不考虑空气阻力，求弹丸质量m与摆块质量M的比值及弹丸的初速度v0的大小。（g取10m/s2，cos 37°=0.8）

21．如图所示，一倾角为θ的斜面固定在水平面上，质量为5m物块静止于斜面上O处。在距离O点h高处的斜面顶端从静止开始释放一个质量为m的小球，小球沿斜面下落过程中只与物块发生了一次弹性碰撞，一段时间后两者同时到达斜面底端。物块与斜面间的动摩擦因数等于tanθ，小球与斜面间摩擦忽略不计，重力加速度大小为g。求∶

（1）小球与物块刚碰撞后它们的速度v1、v2；

（2）斜面的高度H。

22．如图甲所示，平台ON上有一轻质弹簧，其左端固定于竖直挡板上，右端与质量m=0.50kg、可看作质点的物块A相接触（不粘连），OP段粗糙且长度等于弹簧原长，PN段光滑，上面有静止的小滑块B、C，mB=kg，mC=kg，滑块B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，B与轻弹簧连接，滑块C未连接弹簧，两滑块离N点足够远。物块A开始静止于P点，与OP段的动摩擦因数μ=0.50。现对物块施加一个水平向左的外力F，大小随位移x变化关系如图乙所示。物块A向左运动x=0.40m到达Q点，到达Q点时速度为零，随即撤去外力F，物块A在弹簧弹力作用下向右运动，与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短。滑块C脱离弹簧后滑上倾角θ=37°的传送带，并刚好到达传送带顶端。已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.50，水平面MN右端N处与倾斜传送带理想连接，传送带以恒定速度v=1m/s顺时针转动，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：

(1)与B物块碰前物块A的速度大小；

(2)滑块C刚滑上传送带时的速度；

(3)物块C滑上传送带到达顶端的过程中，电动机多做的功。

23．如图所示，有两个物体A、紧靠着放在光滑的水平面上，A的质量为，的质量为，有一颗质量为的子弹以的水平速度射入A，经过0.01s后又射入物体，最后停在中．若子弹对A的平均作用力大小为3×103N，求

（1）A、分离时A的速度；
（2）的最终速度大小

参考答案

1．B

2．D

3．A

4．B

5．B

6．A

7．A

8．C

9．C

10．D

11．C

12．C

13．B

14．B

15．C

16．旋转    反冲   

17．相反    大于   

18．火箭的反冲速度与火箭的质量及发射过程中喷出气体的速度有关

19．（1）    （2）2T0    （3）   

20． ；

21．（1），小球方向沿斜面向上，，物块速度沿斜面向下；（2）

22．(1)4m/s；(2) 3m/s；(3)0.8J

23．（1）6m/s ；（2） 21.94m/s