高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册5 碰撞练习

这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册5 碰撞练习，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，质量分别为m1、m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上。突然加一水平向右的匀强电场后，两球A、B将由静止开始运动，对两小球A、B和弹簧组成的系统，在以后的运动过程中，以下说法正确的是（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用，且弹簧不超过弹性限度）（ ）
A．系统动量守恒
B．系统机械能守恒
C．弹簧弹力与电场力大小相等时系统机械能最大
D．系统所受合外力的冲量不为零
2．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．
3．如图甲所示，光滑水平面上有、两个小球，a球向静止的球运动并与球发生正碰后粘合在一起共同运动，其碰前和碰后的图像如图乙所示。已知，则球的质量是（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块（可视为质点）从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量M=3m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ（0<μ<1），重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统动量守恒
B．滑块滑到B点时的速度大小为
C．滑块从A滑到C的过程中，小车的位移大小为
D．水平轨道的长度L可能等于圆弧半径R
5．A、B两刚性球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是5kg·m／s，B球的动量是7kg·m／s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量的可能值是（ ）
A．-4kg·m/s、14kg·m/sB．3kg·m/s、9kg·m/s
C．-5kg·m/s、17kg·m/sD．6kg·m／s、6kg·m/s
6．质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车的上表面和圆弧的轨道均光滑，如图所示，一个质量为m的小球以速度水平冲向小车，当小球返回左端脱离小车时，下列说法中不正确的是（ ）
A．小球一定沿水平方向向左做平抛运动
B．小球可能沿水平方向向左做平抛运动
C．小球可能沿水平方向向右做平抛运动
D．小球可能做自由落体运动
7．冰壶运动深受观众喜爱，图1为2017年12月9日冬奥会男子冰壶资格赛(中国VS俄罗斯)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对方静止的冰壶乙发生碰撞，如图2．若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置不可能是图中的哪一幅图
A．B．
C．D．
8．粗糙水平面上有甲、乙两个相同材料的物块，两物块均可看作质点，它们运动的图象如图所示，4s时两物块发生了完全非弹性碰，已知甲物体的质量为1kg，重力加速度为g=10m/s2，根据图象可知下列说法正确的是（ ）
A．乙物块质量为0.5kg
B．物块与水平面之间的动摩擦因数为=0.2
C．从0时刻到两物体相遇，甲比乙多走的位移
D．两小球碰撞过程中损失的机械能为75J
9．2021年年底，由我国建造、世界上最大的打桩船已完成桩架总段吊装。打桩船利用质量的重锤碰撞竖直放置在海床里的、质量的桩，某次打桩时，重锤释放的高度（到桩上表面的距离）为5m，重锤与桩碰撞（时间极短）后，与桩一起竖直下降了0.2m。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，则桩下降过程中所受的平均阻力大小为（ ）
A．2.25107NB．6.5107NC．1107ND．3.25107N
10．如图所示，两个长木块A、B放置在水平桌面上，质量分别为2m和m、水平桌面以M点为界，左侧光滑、右侧粗糙。初始时B的左端恰与M点重合，现使A木块以初速度v0滑向B，与B碰后成为一个整体（碰撞时间极短），最终B木块右端恰好运动到N点，则以下说法正确的是（ ）
A．整个过程中两木块克服摩擦力做的功为
B．A、B碰撞过程中损失的机械能为
C．若增大B木板的质量（B的形状大小保持不变），碰后AB可能滑离桌面
D．碰撞过程中木块B对木块A的冲量大小为
11．质量相等的A、B两球在光滑水平面上，沿同一直线、同一方向运动，A球的动量pA=9kg•m/s，B球的动量pB=3kg•m/s，当A追上B时发生碰撞，则碰后A、B两球的动量可能值是（ ）
A．pA′=6kg•m/s，pB′=6kg•m/sB．pA′=4kg•m/s，pB′=6kg•m/s
C．pA′=﹣6kg•m/s，pB′=18kg•m/sD．pA′=2kg•m/s，pB′=10kg•m/s
12．矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出。若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较，下列说法正确的是（ ）
A．子弹射击上层时，子弹损失的动能多
B．子弹射击上层时，从射入到共速所经历时间较长
C．子弹射击上层时，系统产生的热量多
D．子弹射击上层时，子弹与上层摩擦力较大
13．如图，质量均为m的A、B两物块用轻弹簧连接，放在光滑的水平面上，A与竖直墙面接触，弹簧处于原长，现用向左的推力缓慢推物块B，当B处于图示位置时静止，整个过程推力做功为W，瞬间撤去推力，撤去推力后（ ）
A．当A对墙的压力刚好为零时，物块B的动能等于
B．墙对A物块的冲量为
C．当B向右运动的速度为零时，弹簧的弹性势能为零
D．A物块离开墙面后弹簧具有的最大弹性势能为
14．如图，一轻质弹簧竖直放置，劲度系数k=10N/m，下端固定在水平地面上。一质量为m=2.2kg的小球自弹簧正上方离弹簧上端h=5.0m处的A点自由下落，小球与弹簧接触时间t=1s，反弹后刚好能回至A点，则在此过程中以下说法正确的是（ ）（g=10m/s2，弹簧始终处于弹性限度范围内）
A．小球向下接触弹簧后不会立即减速，还要再匀加速运动一段时间
B．小球速度最大值等于12m/s
C．小球与弹簧组成的系统机械能守恒，但动量不守恒
D．若把弹簧对小球的力当作恒力F处理，则F=44N
15．如图所示，质量为M足够长的长木板A静止在光滑的水平地面上，质量为m的木块B以水平速度v0冲上A，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上。若从B冲到木板A上到相对木板A静止的过程中，木板A向前运动了1m，并且M>m。则B相对A的位移可能为（ ）
A．0.5mB．1mC．2mD．2.5m
二、填空题（共4题）
16．碰撞分类
17．如图所示，质量为m2=10kg的滑块静止于光滑水平面上，一小球m1=5kg，以v1=10m/s的速度与滑块相碰后以2m/s的速率被弹回．碰撞前两滑块的总动能为________J，碰撞后两滑块的总动能为________J．说明这次碰撞是________．（填弹性碰撞或非弹性碰撞）
18．弹性碰撞的结论
以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生弹性碰撞为例，则有
m1v1＝m1v1′＋m2v2′
m1v12＝ m1v1′2＋m2v2′2
联立解得：v1′＝________， v2′＝_________。
讨论：①若m1＝m2，则v1′＝____，v2′＝____（速度交换）；
②若m1>m2，则v1′>0，v2′>0（碰后两物体沿同一方向运动）；当m1≫m2时，v1′≈____，v2′≈____；
③若m10（碰后两物体沿相反方向运动）；当m1≪m2时，v1′≈____，v2′≈___.
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．用长为L的细绳悬吊着一个小木块，木块的质量为M，一颗子弹以水平速度射入木块，并留在木块中，和木块一起做圆周运动，为了保证子弹和小木块一起能在竖直平面内做圆运动，子弹射入木块的初速度的大小是多少？
21．如图所示，滑块A、C质量均为m，滑块B质量为m.开始时A、B分别以v1、v2的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动；现将C无初速度地放在A上，并与A粘合不再分开，此时A与B相距较近，B与挡板相距足够远．若B与挡板碰撞将以原速率反弹，A与B碰撞将粘合在一起．为使B能与挡板碰撞两次，v1、v2应满足什么关系？
22．下雪天，卡车在笔直的高速公路上匀速行驶。司机突然发现前方停着一辆故障车，他将刹车踩到底，车轮被抱死，但卡车仍向前滑行，并撞上故障车，且推着它共同滑行了一段距离l后停下。事故发生后，经测量，卡车刹车时与故障车距离为L，撞车后共同滑行的距离。假定在滑行过程中两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同。设卡车与故障车相撞前的速度为，两车相撞后的速度变为，且，两车可视为质点。试计算卡车司机至少在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施，事故就能避免？
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。
动量是否守恒
机械能是否守恒
弹性碰撞
守恒
_______
非弹性碰撞
守恒
有损失
完全非弹性碰撞
守恒
损失______
参考答案：
1．A
2．D
3．A
4．C
5．B
6．A
7．A
8．A
9．D
10．A
11．A
12．D
13．C
14．C
15．D
16． 守恒 最大
17． 250； 190； 非弹性碰撞
18． v1 v1 0 v1 v1 2v1 < －v1 0
19． （1） （2）2T0 （3）
20．
21．v222．
23．（1）；（2）