2021学年第五节 弹性碰撞与非弹性碰撞巩固练习

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．质量为1kg的小球以4m/s的速度与质量为2kg的静止的小球正对碰撞，关于碰后的速度，下列哪些是可能的（        ）

A．－4/3m/s，4/3m/s B．－1m/s，2.5m/s

C．－2m/s，3m/s D．-4m/s，4m/s

2．质量分别为m和M的两球发生正碰前后的位移s；跟时间t的关系图象如图所示，由此可知两球的质量之比m∶M为(　　)

A．1∶3 B．3∶1 C．1∶1 D．1∶2

3．在光滑的水平面上，有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球碰撞后的速度图象如图所示，下列关系正确的是（　　）

A．ma>mb B．ma<mb C．ma=mb D．无法判断

4．如图所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，并使其轨道平面与地面垂直，小球同时由轨道左、右最高点释放，二者在最低点碰后粘在一起向左运动，最高能上升到轨道的M点，已知两小球的质量之比，若OM与竖直方向夹角为θ，则（　　）

A． B． C． D．

5．光滑绝缘水平桌面上存在与桌面垂直方向的匀强磁场，有一带电粒子在桌面上做匀速圆周运动，当它运动到M点，突然与一不带电的静止粒子发生正碰合为一体（碰撞时间极短），则粒子的运动轨迹应是图中的哪一个（实线为原轨迹，虚线为碰后轨迹）（　　）

A． B． C． D．

6．如图所示，在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为p0小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则（        ）

A．E1>E0 B．p1＞p0

C．E2>E0 D．p2>p0

7．如图所示，在一倾角为θ的斜面上有两质量都为m的物体A、B，物体B处于静止状态，物体A以v0的速度匀速下滑，与B碰撞后（碰撞时间极短）粘在一起，则两物体在碰撞中损失的机械能为（ ）

A． B． C． D．

8．如图所示，两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为 ，速度分别是（设为正方向），则它们发生正碰后，速度的可能值分别为(        )

A．， B．，

C．， D．，

9．A、B两小球在光滑水平面上发生正碰，小球A的质量为m1＝0.2kg。碰撞前后两小球的位移与时间的关系如图所示，由此可以判断（　　）

A．小球B的质量为m2＝0.6kg B．小球B的质量为m2＝0.2kg

C．碰后小球A和B运动方向相同 D．碰前小球A加速运动，小球B匀速运动

10．如图所示，小球a、b用长度相同的细线悬挂于同一固定点O。让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平伸直。由静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°，则小球a、b的质量之比为（　　）

A．1：1 B．1：2

C．（1）：1 D．1：（）

11．如图所示，在光滑的水平面上放有两个小球A和B，其质量，B球上固定一轻质弹簧。A球以速率v去碰撞静止的B球，则（   ）

A．A球的最小速率为零

B．B球的最大速率为v

C．当弹簧恢复原长时，B球速率最大

D．当弹簧压缩量最大时，两球速率都最小

12．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，虚线左侧无磁场，右侧有磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，质量、带电量的小球C静置于其中；虚线左侧有质量，不带电的绝缘小球A以速度进入磁场中与C球发生正碰，碰后C球对水平面压力刚好为零，碰撞时电荷不发生转移，g取10m/s 2，取向右为正方向．则下列说法正确的是（       ）

A．碰后A球速度为 B．C对A的冲量为

C．A对C做功0.1J D．AC间的碰撞为弹性碰撞

13．如图所示，两个完全相同、质量均为m的滑块A和B，放在光滑水平面上，滑块A与轻弹簧相连，弹簧另一端固定在墙上，滑块B以初速度v0向滑块A运动，与滑块A发生碰撞以后立即一起运动但不粘连，则在滑块A与滑块B的相互作用过程中，滑块A对滑块B的总冲量大小为（　　）

A． B． C． D．

14．如图为某同学设计的一个装置，滑块放在气垫导轨上（可看作光滑水平面），滑块的支架上悬挂一小球，滑块上固定一弹簧，小球与弹簧碰撞时机械能损失可忽略不计。该同学用手按住滑块，并使小球从右边较高位置自由摆下，与弹簧反复作周期性碰撞，在此过程的某时刻释放滑块，发现滑块持续向右移动，关于这次实验释放滑块的时间，可能是（　　）

A．小球开始摆下时释放滑块

B．在小球摆下过程中释放滑块

C．小球向左撞击弹簧片的瞬间释放滑块

D．小球撞击弹簧片向右反弹的瞬间释放滑块

15．质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是（　　）

A．碰后两物体的运动方向相同 B．碰后的速度大小为

C．两物体的质量之比 D．两物体的碰撞是弹性碰撞

二、填空题（共4题）

16．如图所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体，从某一时刻起给m一个水平向右的初速度v0，那么在物块与盒子前后壁多次往复碰撞后物体的最终速度为________，方向向________。

17．质量是20g的子弹，以400m/s的速度射入质量是300g、静止在光滑水平桌面上的木块，并留在木块中．子弹和木块的共同速度是______ m/s，在此过程中产生的内能是____J．

18．冰球运动员甲的质量为 。当他以 的速度向前运动时，与另一质量为 、速度大小为 的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短，则碰后乙的速度的大小为__________m/s；甲、乙碰撞过程中总机械能的损失__________J。

19．用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为：

①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；

②让质量为的入射球多次从斜槽上位置静止释放，记录其平均落地点位置；

③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；

④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、，如图乙，分析数据：

（1）实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为___________。

A．       B．       C．

（2）（单选）关于该实验，下列说法正确的有__________。

A．斜槽轨道必须光滑

B．铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平

C．入射球和被碰球的半径必须相同

D．实验中必须测量出小球抛出点的离地高度

（3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为___________；若碰撞是弹性碰撞，还应满足的关系式为__________。（均用题中所给物理量的符号表示）

三、综合题（共4题）

20．如图所示，两个质量都是M＝0.4 kg的沙箱A、B并排放在光滑的水平面上，一颗质量为m＝0.1 kg的子弹以v0＝200 m/s的水平速度射向A，射穿A后，进入B并最终一起运动，已知子弹恰好射穿A时，子弹的速度v1＝100 m/s，求沙箱A、B的最终速度．

21．如图三国演义“草船借箭”中，若草船的质量为m1，每支箭的质量为m，草船以速度v1返回时，对岸士兵万箭齐发，n支箭同时射中草船，箭的速度皆为v，方向与船行方向相同。由此，草船的速度会增加多少？（不计水的阻力）

22．如图所示AB为光滑的斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接，质量为m的小球乙静止于水平轨道上，一个质量大于m的小球甲以速度v0与乙球发生弹性正碰，碰后乙球沿水平轨道滑向斜面AB，求：在甲、乙发生第二次碰撞之前，乙球在斜面上能达到最大高度的范围？（设斜面足够长）

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．B

2．A

3．B

4．D

5．A

6．D

7．C

8．A

9．A

10．C

11．C

12．A

13．D

14．D

15．C

16．          右

17．     25         1500

18．     1     1400

19．     C     C         

20．vA=12.5m/s ，vB=30m/ s

21．(v - v1)

22．

23．（1）；（2）