2025届高考物理一轮复习限时训练：7.3 碰撞类模拟拓展训练

1 限时训练 7.3 碰撞类模拟拓展训练 考点 1：碰撞模型 考点 2：滑块—弹簧模型 考点 3：圆弧轨道—滑块模型 考点 4：悬绳模型 考点 5：滑块—木板模型 考点 6：子弹—木块模型 1.在光滑水平面上，一质量为 m、速度大小为 v 的 A 球与质量为 3m、静止的 B 球发生对心碰撞，碰撞后， A 球的速度方向与碰撞前相反，则碰撞后 B 球的速度大小可能是( ) A．0.2v B．0.3v C．0.4v D．0.6v 2.如图所示，两小球 P、Q 竖直叠放在一起，小球间留有较小空隙，从距水平地面高度为 h 处同时由静止释放。已知小球 Q 的质量是 P 的 2 倍。设所有碰撞均为弹性碰撞。忽略空气 阻力及碰撞时间，则两球第一次碰撞后小球 P 上升的高度为( ) A. 5 3 h B. 25 9 h C. 7 3 h D. 49 9 h 3.如图所示，一个轻弹簧的两端与质量分别为 m1 和 m2 的两物体甲、乙连接，静止在光滑的水平面上。现 在使甲瞬间获得水平向右的速度 v0＝4 m/s，当甲物体的速度减小到 1 m/s 时，弹簧最短。下列说法中正确 的是( ) A．此时乙物体的速度大小为 1 m/s B．紧接着甲物体将开始做加速运动 C．甲、乙两物体的质量之比 m1∶m2＝1∶4 D．当弹簧恢复原长时，乙物体的速度大小为 4 m/s 4.(多选)如图所示，A、B、C 三个半径相等的刚性小球穿在两根平行且光滑的足够长的杆上，三个球的质量 分别为 mA＝2 kg、mB＝3 kg、mC＝2 kg，初状态三个小球均静止，B、C 两球之间连着一根轻质弹簧，弹簧 处于原长状态．现给 A 球一个向左的初速度 v0＝10 m/s，A、B 两球碰后 A 球的速度变为方向向右、大小为 2 m/s.下列说法正确的是( ) A．球 A 和球 B 间的碰撞是弹性碰撞 B．球 A 和球 B 碰后，弹簧恢复到原长时球 C 的速度大小为 9.6 m/s C．球 A 和球 B 碰后，球 B 的最小速度为 1.6 m/s D．球 A 和球 B 碰后，弹簧的最大弹性势能可以达到 96 J 5.(多选)质量为 M 的带有 1 4 光滑圆弧轨道的小车静置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为 M 的小球以 速度 v0 水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，重力加速度为 g，则( ) A．小球以后将向左做平抛运动 B．小球将做自由落体运动 C．此过程小球对小车做的功为 1 2 Mv02 D．小球在圆弧轨道上上升的最大高度为 v02 2g 6.(多选)如图，足够长的光滑细杆 MN 水平固定，质量 m1＝2 kg 的物块 A 穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动， 质量 m2＝1 kg 的物块 B 通过长度 l＝0.45 m 的轻质细绳竖直悬挂在 A 上，整个装置处于静止状态，A、B 2 可视为质点。现让物块 B 以初速度 v0＝3 m/s 水平向右运动，g 取 10 m/s2，则( ) A．物块 A 的最大速度为 2 m/s B．物块 A、B 组成的系统，动量守恒 C．物块 B 恰好能够到达细杆 MN 处 D．物块 B 从开始运动到最大高度的过程中，机械能减少了 1 J 7.(多选)如图所示，光滑水平面上有一质量为 2M、半径为 R(R 足够大)的 1 4 圆弧曲面 C，质量为 M 的小球 B 置于其底端，另一个小球 A 质量为 M 2 ，小球 A 以 v0＝6 m/s 的速度向 B 运动，并与 B 发生弹性碰撞，不计 一切摩擦，小球均视为质点，则( ) A．B 的最大速率为 4 m/s B．B 运动到最高点时的速率为 3 4 m/s C．B 能与 A 再次发生碰撞 D．B 不能与 A 再次发生碰撞 8.(多选)如图甲所示，一个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 地面上．现使 A 以 3 m/s 的速度向 B 运动压缩弹簧，A、B 的速度—时间图像如图乙，则有( ) A．在 t1、t3 时刻两物块达到共同速度 1 m/s，且弹 簧都处于压缩状态 B．从 t3 到 t4过程中，弹簧由压缩状态恢复原长 C．两物块的质量之比 m1∶m2＝1∶2 D．在 t2 时刻 A 与 B 的动能之比 Ek1∶Ek2＝1∶8 9.(多选)用不可伸长的细线悬挂一质量为 M 的小木块，木块静止，如图所示．现有一质量为 m 的子弹自左 向右水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为 v0，重力加速度为 g，子弹射入木块过程时间忽略不 计，则下列说法正确的是( ) A．从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒 B．子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块后瞬间子弹和木块的共同速度为 mv0 M＋m C．忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入 木块前的动能 D．子弹和木块一起上升的最大高度为 m2v02 2g(M＋m)2 10.(多选)如图所示，质量为 3 kg 的物块静置于足够大的光滑水平地面上，光滑轨道的 BC 部分为半径为 R 的四分之一圆弧，CD 部分水平。质量为 1 kg 的小球(可视为质点)从圆弧轨道顶端 B 正上方的 A 点由静止 自由落下，与圆弧相切于 B 点并从 B 点进入圆弧。已知 AB＝CD＝R＝0.3 m，取 重力加速度大小 g＝10 m/s2，下列说法正确的是( ) A．物块对小球不做功 B．物块的最大速度为 1 m/s C．两者分离时物块移动了 0.15 m D．物块对地面的最大压力为 70 N 11.如图所示，物块 A 的质量为 m，物块 B、C 的质量均为 M.开始时物块 A、B 分别以大小为 2v0、v0 的速 3 度沿光滑水平轨道向右侧的竖直固定挡板运动，为保证 A、B 均向右运动的过程中不发生碰撞，将物块 C 无初速度地迅速粘在 A 上．B 与挡板碰撞后以原速率反弹，A 与 B 碰撞后粘在一起． (1)为使 B 能与挡板碰撞两次，求 M m 应满足的条件； (2)若三个物块的质量均为 m，求在整个作用过程中系统产生的内能 Q. 12.如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块 B 上，另一端与滑块 C 接触但未连接，该整体静止放在离地 面高为 H＝5 m 的光滑水平桌面上．现有一滑块 A 从光滑曲面上离桌面高 h＝1.8 m 处由静止开始滑下，与 滑块 B 发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块 C 向前运动，经过一段时间，滑块 C 脱离弹簧，继续在水 平桌面上匀速运动，一段距离后从桌面边缘飞出．已知 mA＝1 kg，mB＝2 kg，mC＝3 kg，滑块 A、B、C 均 可看作质点，取 g＝10 m/s2，不计空气阻力．求： (1)滑块 A 与滑块 B 碰撞结束瞬间的速度大小； (2)被压缩弹簧的最大弹性势能； (3)滑块 C 落地点与桌面边缘的水平距离． 限时训练 3 碰撞类模拟拓展训练 班级： 姓名： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 1.C 2.B 3.A 4.ABC 5.BC 6.AD 7.AD 8.CD 9.BD 10.BC 11.(1)1≤ M m <2 (2) 7 3 mv02 12.(1)2 m/s (2)3 J (3)2 m