1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 同步练 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

高中物理人教版选择性必修第一册 第一章《动量守恒定律》 1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 同步练 答案 训练时间： 60分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计5题，每小题6分，共计30分） 1.答案　A 解析　碰撞是十分普遍的现象，它是指相对运动的物体相遇时在极短时间内它们的运动状态发生显著变化的过程；一般内力远大于外力，系统动量守恒，动能不一定守恒；如果碰撞中机械能守恒，就叫作弹性碰撞；微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点，所以仍然是碰撞，故A正确。 2.答案　C 解析　弹性碰撞过程中，两球组成的系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律有：mv0＝mv1＋3mv2，由机械能守恒定律有mv02＝mv12＋×3mv22，解得：v1＝－，v2＝，故第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等，因两球质量不相等，故两球第一次碰后的瞬间动量大小不相等，动能也不相等，故A、B错误，C正确；两球碰后上摆过程，机械能守恒，故上升的最大高度相等，又因摆长相等，故两球第一次碰撞后的最大摆角相同，故D错误。 3.答案　A 解析　以篮球被弹回的方向为正方向，则由动量定理可知，撞击时篮球受到的冲量大小为I＝mv2－(－mv1)＝m(v1＋v2)，A正确，B错误；撞击过程中篮球和篮板组成的系统所受合外力不为零，则系统的动量不守恒，C错误；撞击过程中篮球的动能减小，则篮球和篮板组成的系统机械能减小，D错误。 4.答案　C 解析　整个过程中木块所受拉力F的冲量大小等于F－t图像的面积，即I＝π×22 N·s＝2π N·s，根据动量定理I＝mv，解得木块在4 s末的速度大小为v＝＝4π m/s，故选C。 5.答案　C 解析　 整个过程中系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，故A错误；设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中水平方向动量守恒，有mv0＝mv1＋mv2，由机械能守恒定律得mv＝mv＋mv，联立解得v1＝0，v2＝v0，即小球与小车分离时二者交换速度，所以小球从小车右侧离开后对地将做自由落体运动，故B、D错误，C正确。 2、 多项选择题（共计3题，每小题6分，选对但不全得3分，错选不得分，共计18分） 6.答案　AD 解析　规定水平向右的方向为正方向，碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒，所以有pA＝pA′＋pB 解得pB＝3 kg·m/s，故A正确，B错误； 由于是弹性碰撞，所以没有动能损失，故 ＝＋，解得mB＝3 kg，故C错误，D正确。 7.答案　AD 解析　由题图丙知，物体在4～6 s内做匀速直线运动，受到的拉力F和地面的摩擦力大小相等，又由题图乙知，物体在4～6 s内受到的拉力F＝2 N，可知，物体受到地面的摩擦力大小为2 N，故A正确；0～8 s时间内水平拉力的冲量大小为I＝F1t1＋F2t2＝3×4 N·s＋2×2 N·s＝16 N·s，故B错误；由题图丙知，物体在6～8 s内做匀减速运动，加速度为a＝＝ m/s2＝－1.5 m/s2，此时物体仅受到地面的摩擦力产生加速度，可知Ff＝－μmg＝ma，解得μ＝0.15，由于物体受到地面的摩擦力大小为2 N，可知m＝＝ kg＝ kg，t＝4 s时物体的动量大小为p＝mv＝×3 kg·m/s＝4 kg·m/s，故C错误，D正确。 8.答案　BD 解析　由动量守恒定律得mv0＝(m＋M)v，解得车厢和小物块最终运动的共同速度为v＝5 m/s，方向水平向右，对系统由能量守恒定律得mv02＝(M＋m)v2＋Q，代入数据解得系统因摩擦产生的热量为Q＝25 J，故B、D正确；根据Q＝μmgs，可得物块在车厢中相对车厢滑行的距离s＝＝25 m，与车厢壁来回弹性碰撞次数n＝＝25次，因此可知物块最终停在车厢中点处，故A、C错误。 三、填空题（共计1题，共计10分） 9.答案　(1)0.015　0.007 5　(2)0.25　非弹性碰撞 解析　(1)由图像可知，碰前入射小球的速度为v1＝＝＝1 m/s 碰后入射小球的速度为v1′＝＝＝0.5 m/s 被碰小球碰后的速度为v2′＝＝＝0.75 m/s 则入射小球碰撞前的动量为p1＝m1v1＝0.015 kg·m/s 入射小球碰撞后的动量为p1′＝m1v1′＝0.007 5 kg·m/s 被碰小球碰撞后的动量为p2′＝m2v2′＝0.007 5 kg·m/s (2)根据恢复系数的定义有e＝||＝||＝0.25 该碰撞过程属于非弹性碰撞。 四、解答题（共计3题，共计42分） 10.答案　(1)0.04 J　(2)10 N 解析　(1)滑块1、2碰撞过程，由动量守恒定律， 有mv1＝2mv共，解得v共＝0.2 m/s 由能量守恒定律，有ΔE＝mv12－×2mv共2 联立解得ΔE＝0.04 J (2)滑块1、2碰撞过程，对滑块2，由动量定理得F′t＝mv共－0，解得F′＝10 N。 11.答案　(1)3 N　(2)2 m/s　(3)0.4 s 解析　(1)甲物块从A点滑到B点，根据机械能守恒定律有：mgR1＝mv12 甲物块运动到B点时，根据牛顿第二定律有：FN－mg＝m 解得：v1＝2 m/s，FN＝3 N 根据牛顿第三定律可知，甲物块在B点时对轨道的压力大小FN′＝FN＝3 N。 (2)甲从B点向右滑动的过程中，做匀减速直线运动，加速度大小为a＝μg＝2 m/s2 设甲物块运动到与乙相碰前瞬间的速度为v2，由v22－v12＝－2aL，解得v2＝4 m/s 设甲、乙相碰后瞬间共同速度的大小为v3，取向右为正方向，根据动量守恒定律有：mv2＝2mv3 解得：v3＝2 m/s。 12.答案　(1)1 m/s，方向向左　(2)60 J　4 m (3)1.6 m 解析　(1)对全程由动量守恒定律可知，最终长木板和物块的速度相同，取向左为正方向 Mv0－mv0＝(m＋M)v 解得v＝1 m/s，方向向左。 (2)整个过程中，根据能量守恒定律得 Q＝(m＋M)v02－(m＋M)v2 μmgL＝Q 解得Q＝60 J，L＝4 m。 (3)物块向右运动的距离最大时速度为零，根据动能定理得－μmgx＝0－mv02 解得x＝1.6 m。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版选择性必修第一册 第一章《动量守恒定律》 1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 同步练 训练时间： 60分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计5题，每小题6分，共计30分） 1．下列关于碰撞的理解正确的是(　　) A．碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程 B．在碰撞现象中，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动能守恒 C．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫作非弹性碰撞 D．微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞 2.如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左拉开一小角度后释放。若两球的碰撞是弹性碰撞，不计空气阻力，下列判断正确的是(　　) A．第一次碰撞后的瞬间，两球的动能相等 B．第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等 C．第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等 D．第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同 3.如图所示，篮球比赛中，质量为m的篮球以大小为v1的速度水平撞击竖直篮板后，被篮板水平弹回，速度大小变为v2，已知v2<v1，篮球与篮板撞击时间极短。下列说法正确的是(　　) A.撞击时篮球受到的冲量大小为m(v1＋v2) B.撞击时篮板受到篮球的冲量为零 C.撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量守恒 D.撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒 4.如图甲所示，质量为0.5 kg的木块静止在光滑的水平面上，0时刻起在木块右端施加一水平向右、大小按图乙所示随时间t变化的拉力F，图像为一半圆，4 s后撤去力F。则整个过程中木块所受拉力F的冲量大小以及木块在4 s末的速度大小分别为(　　) A．4 N·s,8 m/s B．4 N·s,2 m/s C．2π N·s,4π m/s D．2π N·s，π m/s 5.如图所示，在光滑的水平地面上停放着质量为m的弧形槽小车。现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去，不计一切摩擦，则(　　) A.在相互作用的过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒 B.小球从右侧离开车后，对地将向右做平抛运动 C.小球从右侧离开车后，对地将做自由落体运动 D.小球从右侧离开车后，小车的速度有可能大于v0 2、 多项选择题（共计3题，每小题6分，选对但不全得3分，错选不得分，共计18分） 6.如图所示，小球A的质量为mA＝5 kg，动量大小为pA＝4 kg·m/s，小球A水平向右运动，与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A的动量大小为pA′＝1 kg·m/s，方向水平向右，水平面光滑，则(　　) A．碰后小球B的动量大小为pB＝3 kg·m/s B．碰后小球B的动量大小为pB＝5 kg·m/s C．小球B的质量为15 kg D．小球B的质量为3 kg 7．一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示，则(　　) A．物体所受地面的摩擦力为2 N B．0～8 s时间内水平拉力的冲量大小为零 C．t＝4 s时物体的动量大小为12 kg·m/s D．t＝4 s时物体的动量大小为4 kg·m/s 8.如图，长度l＝1 m，质量M＝1 kg的车厢，静止于光滑的水平面上。车厢内有一质量为m＝1 kg、可视为质点的物块以速度v0＝10 m/s从车厢中点处向右运动，与车厢壁来回弹性碰撞n次后，与车厢相对静止，物块与车厢底板间的动摩擦因数为μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A．n＝26 B．系统因摩擦产生的热量为25 J C．物块最终停在车厢右端 D．车厢最终运动的速度为5 m/s，方向水平向右 三、填空题（共计1题，共计10分） 9.某学生利用某软件对一维碰撞的实验视频进行分析，视频中m1＝15 g的小球碰撞原来静止的m2＝10 g的小球，由视频分析可得它们在碰撞前后的x－t图像如图所示。 (1)由图可知，入射小球碰撞前的动量m1v1＝________ kg·m/s，被碰小球碰撞后的动量m2v2′＝________ kg·m/s； (2)碰撞的恢复系数的定义为e＝||，其中v1和v2分别是碰撞前两物体的速度，v1′和v2′分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞的恢复系数e＝1，非弹性碰撞的恢复系数e < 1，该实验碰撞的恢复系数e＝________，可判断该视频中的碰撞属于________(填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”)。 四、解答题（共计3题，共计42分） 10.某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型。多个质量m＝1 kg的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力。开窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力F，推动滑块1以0.4 m/s的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间极短，碰撞结束后瞬间两滑块一起滑动。求： (1)关于滑块1与滑块2的碰撞过程，碰撞过程中损失的能量为多少？ (2)(若滑块1与滑块2的碰撞时间为0.02 s，滑块2受到滑块1的平均冲力的大小？ 11.如图所示，半径R1＝1 m的四分之一光滑圆弧轨道AB与平台BC在B点平滑连接，半径R2＝0.8 m的四分之一圆弧轨道上端与平台C端连接，下端与水平地面平滑连接，质量m＝0.1 kg的乙物块放在平台BC的右端C点，将质量也为m的甲物块在A点由静止释放，让其沿圆弧下滑，并滑上平台与乙相碰，碰撞后甲与乙粘在一起从C点水平抛出，甲物块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2，BC长L＝1 m，重力加速度g取10 m/s2，不计两物块的大小及碰撞所用的时间，求： (1)甲物块滑到B点时对轨道的压力大小； (2)甲和乙碰撞后瞬间共同速度的大小； (3)粘在一起的甲、乙两物块从C点抛出到落到CDE段轨道上所用的时间。 12.如图，质量M＝5 kg的长木板上有一质量m＝3 kg的物块(物块可看作质点)，它们都以v0＝4 m/s的速率反向运动，它们之间的动摩擦因数μ＝0.5，水平面光滑，最终小物块恰好没有滑离长木板，g＝10 m/s2，求： (1)长木板的最终速度v； (2)整个过程中产生的热量Q及长木板的长度L； (3))物块向右运动的最大距离。 学科网（北京）股份有限公司 $