高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第1章 动量及其守恒定律第4节 弹性碰撞与非弹性碰撞当堂检测题

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．质量为3m，速度为v的小车， 与质量为2m的静止小车碰撞后连在一起运动，则两车碰撞后的总动量是（　　）

A． mv B．2mv C．3mv D．5mv

2．如图，已知斜面高h、质量为2m、倾角θ=60°，置于斜面顶端的小物体质量为m（可视为质点），一长度大于斜面斜边长度的轻绳一端与小物体连接、另一端固定在竖直墙壁离水平地面高也为h处。（滑轮质量，一切接触面之间的摩擦均不计。重力加速度为g）则放手后小物体沿斜面下滑过程中，如果以水平地面为参考系和重力势能零势面，以下说法正确的是（　　）

A．物体受到斜面的支持力不做功

B．轻绳拉力对物体和斜面组成系统做正功

C．物体到达斜面底端时，其动能为mgh

D．物体到达斜面底端时，斜面机械能为mgh

3．下列属于反冲现象的是（　　）

A．乒乓球碰到墙壁后弹回

B．直升飞机上升

C．用力向后蹬地，人向前运动

D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动

4．关于散射，下列说法正确的是（　　）

A．散射就是乱反射，毫无规律可言

B．散射中没有对心碰撞

C．散射时仍遵守动量守恒定律

D．散射时不遵守动量守恒定律

5．如图所示，光滑水平面上有大小相同、质量均为m=3kg的A、B、C三个小球，小球A以速度v0=4m/s向左运动，与静止不动右端有一轻弹簧的小球B发生对心碰撞，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短，碰撞后小球A与弹簧不粘连，则下列说法正确的是（　　）

A．弹簧最短时，三个小球共同速度的大小为1m/s

B．从开始到弹簧最短的过程中小球C受到的冲量大小为4N·s

C．从开始到小球A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为6J

D．小球B与小球C碰撞之前，小球A、B共同速度的大小为3m/s

6．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球的速度为，B球的速度为，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球速度可能为（　　）

A． B． C． D．

7．如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A位置，现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中，则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为（　　）

A．， B．，

C．， D．，

8．质量为m的小球P以大小为v的速度与质量为3m的静止小球Q发生正碰，碰后小球P以大小为的速度被反弹，则正碰后小球Q的速度大小是（ ）

A． B． C． D．

9．如图所示，两个物体m1、m2（可视为质点）通过一根不可伸长的轻绳连接，跨过质量不计的光滑定滑轮。初始时m1静止于水平地面上，m2悬于空中距离地面H处。先将m2竖直向上再举高h（未触及滑轮）然后由静止释放。细绳绷紧时间极短，可视为完全非弹性碰撞，之后两个物块以大小相等的速度一起运动，且m2恰好可以和地面接触。取g=10m/s2，不计一切阻力。求（　　）

A．m1离开地面后，两物块组成的系统机械能守恒

B．若m1=2kg、m2=1kg、H=0.6m，则m2的最大动能为6J

C．

D．

10．如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬间获得水平向右的大小为3 m/s的速度，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（　　）

A．在t1、t3时刻两物块达到共同速度1 m/s，且弹簧都是处于压缩状态

B．从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长

C．两物体的质量之比为m1∶m2=1∶2

D．在t2时刻A与B的动能之比为Ek1∶Ek2=1∶4

11．如图所示，物块甲静置于足够长的水平面上O点，质量为m的物块乙从左向右水平冲向物块甲，二者发生弹性碰撞，碰撞时间极短可不计，碰后物块乙立即向左运动，最终物块甲、乙到O点的距离分别为、，测得。已知物块甲、乙与水平面间动摩擦因数相同，物块甲、乙均可视为质点；不计空气阻力，则物块甲的质量为（　　）

A． B． C． D．

12．如图所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的距离为h。物块B和C的质量分别是5m和3m，B与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物块位于O点正下方。现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放，运动到最低点时与物块B发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升到最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）

A．碰撞后小球A反弹的速度大小为

B．碰撞过程B物块受到的冲量大小

C．碰后轻弹簧获得的最大弹性势能

D．小球C的最大速度大小为

13．如图所示，质量为m的物块A静止在水平面上，A的左侧光滑，右侧粗糙，一个质量为M的物块B以速度向右运动，与A发生弹性正碰，碰后A向前滑行而停止。若仅把A的质量变为，其它条件不变，再次让B与A发生弹性碰撞，碰后A向前滑行而停止。已知，则（　　）

A． B． C． D．

14．如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态，小孩把A车以相对于地面的速度v推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出，A车相对于地面的速度都是v，方向向左。则小孩把A车推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车（　　）

A．5 B．6 C．7 D．8

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）

16．一物体的质量为2kg，此物体竖直下落，以10m/s速度碰到水泥地面上，随后又以8m/s的速度反弹。若取竖直向上为正方向，则小球与地相碰前的动量是____kg·m／s ，相碰后的动量是____ kg·m／s，相碰过程中小球动量的变化量是____ kg·m／s。

17．如图所示，在光滑的水平地面上有质量为、的两球，分别以速度、（>）运动，两球发生对心弹性碰撞，写出两球碰后速度___________、________。

18．将总质量为1.05kg的模型火箭点火升空，在0.02s时间内有50g燃气以大小为200m/s的速度从火箭尾部喷出．在燃气喷出过程，火箭获得的平均推力为_____N，在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为_____m/s（燃气喷出过程中重力和空气阻力可忽略）．

19．“探究碰撞中的不变量”的实验中：

（1）入射小球，原静止的被碰小球，由实验测得它们在碰撞前、后的图象如图甲，可知入射小球碰撞前的动量为，碰撞后的是______，被碰撞后的是______，（结果保留两位有效数字）由此得出结论______.

（2）实验装置如图乙所示，本实验中，实验必须要求的条件是(    )

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端点的切线是水平的

C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放

D．入射小球与被碰小球满足，

（3）图中M、P、N分别为入射小球与被碰小球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是(    )

A．

B．

C．

D．

三、综合题（共4题）

20．如图，水平桌面固定着光滑斜槽，光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物块通过衔接处时速率没有改变。质量m1=0.40kg的物块A从斜槽上端距水平木板高度h=0.80m处下滑，并与放在水平木板左端的质量m2=0.20kg的物块B相碰，相碰后物块B滑行x=4.0m到木板的C点停止运动，物块A滑到木板的D点停止运动。已知物块B与木板间的动摩擦因数μ=0.20，重力加速度g=10m/s2，求：

(1) 物块A沿斜槽滑下与物块B碰撞前瞬间的速度大小；

(2) 滑动摩擦力对物块B做的功；

(3) 物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能。

21．如图，质量为6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上，木板B端与台面右边缘齐平．B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块C，C与木板之间的动摩擦因数为μ＝，质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触．现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C碰撞后反弹速率为碰前的一半．

(1)求细绳能够承受的最大拉力；

(2)若要使小球落在释放点的正下方P点，平台高度应为多大；

(3)通过计算判断C能否从木板上掉下来．

22．如图所示，光滑水平面左侧固定一竖直弹性挡板，右侧固定一内壁光滑的竖直圆形轨道，轨道下端与地面相切于d点，且切点处略微错开．水平轨道上a、b、c、d间的距离ab=bc=cd，P、Q两物体之间压缩一段轻弹簧（两物体未与弹簧两端连接），并通过一细线约束，静止在b、c两点，此时弹簧储存的弹性势能为Ep=10J．现剪断细线，当弹簧恢复原长时立即撤走弹簧，当Q首次运动到d点时，P恰好追上Q，并与之发生碰撞，碰后粘在一起，接着进入竖直平面的圆轨道．已知P的质量mP=1 kg，P、Q两物体均可以视为质点，不计P与左侧竖直挡板碰撞的时间，P到达a前与Q到达d前弹簧已恢复原长．求：

（1）物体Q的质量；

（2）若P、Q两物体碰后在圆形轨道内运动时不脱离轨道，轨道半径应该满足什么条件？

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．C

3．D

4．C

5．B

6．C

7．D

8．B

9．A

10．C

11．A

12．C

13．B

14．B

15．C

16．     －20     16     36

17．         

18．     500     10

19．     0.0075     0.0075     碰撞过程系统动量守恒     BCD     C

20．(1) 4.0m/s；(2)-1.6J；(3)0.80J

21．(1)3mg(2)L(3) 滑块C不会从木板上掉下来

22．（1）4kg（2）R≥0.128m或R≤0.0512m

23．（1）；（2）