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

1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．在光滑水平面上，滑块Ⅰ与滑块Ⅱ相向运动，一段时间后二者发生正碰，碰撞后结合成一个整体，碰撞时间极短。滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后的结合体的位移随时间变化的关系如图中的线段、、所示。则滑块Ⅰ与滑块Ⅱ的质量之比为（　　） A． B． C． D． 2．设a、b两小球相撞，碰撞前后都在同一直线上运动．若测得它们相撞前的速度为va、vb，相撞后的速度为、，可知两球的质量之比等于 A． B． C． D． 3．如图所示，光滑水平面上有一质量为2M、半径为R（R足够大）的圆弧曲面体C，质量为M的小球B置于其底端，另一个小球A质量为，小球A以v0=6m/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．A、B发生弹性碰撞后A的速度大小为2m/s B．B运动到最高点时的速率为m/s C．C的最大速率为m/s D．B能与A再次发生碰撞 4．如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点。用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将（　　） A．向右运动 B．向左运动 C．静止不动 D．小球下摆时，车向左运动，碰撞后又静止 5．如图所示，质量为1.5kg的四分之一圆弧槽静止在光滑的水平面上，圆弧槽的弧面光滑，底部与水平轨道相切，一个质量为0.5kg的小球以4m/s的初速度滑上圆弧槽，小球沿圆弧槽上升至h高处后（未冲出圆弧槽），再沿圆弧槽下滑脱离圆弧槽（），则（    ）    A．小球沿圆弧槽上升至h高处时，圆弧槽的速度大小为2m/s B．小球沿圆弧槽上升至h高处时的高度为0.6m C．圆弧槽所能获得的最大速度为1m/s D．小球下滑脱离圆弧槽时的速度大小为2m/s，方向与原来速度方向相同 6．滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞，碰撞后两者粘在一起运动，两者的位置x随时间t变化的图像如图所示．则滑块a、b的质量之比（ ） A．5：4 B．1：8 C．8：1 D．4：5 7．观测带电粒子的碰撞试验，为确定碰撞生成物质的初始状态提供了理论依据。某次观测时，让质量为的粒子在时以的初速度向静止的粒子运动，计算机记录下两粒子的图像如图所示。已知间仅存在静电力的作用且始终未接触，则（　　） A．粒子的质量为 B．0时刻与时刻间作用力的大小不相等 C．内，电场力对做的功为 D．内，系统的电势能减少了 8．如图所示，在水平桌面上，粘在一起的两个一元硬币甲与静止的一元硬币乙发生一维碰撞。在下列描述甲、乙速度v与时间t的关系图像中，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 9．某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度=10 m/s向上滑动时，受到滑杆的摩擦力f=1N，滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞（时间极短），然后带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量m=0.2 kg，滑杆的质量M=0.6 kg，A、B间的距离l=1.2 m，重力加速度g取，不计空气阻力。滑块与滑杆发生完全非弹性碰撞过程用时0.01s，该碰撞过程中滑块对滑杆的平均撞击力的大小约为（　　） A．80N B．90N C．180N D．120N 10．如图所示，质量为的小车静止在光滑水平面上，小车上表面由四分之一光滑圆弧轨道和粗糙的水平轨道组成，二者在b点相切，质量为m的小滑块静止在小车的右端。质量为的小玻璃球以水平速度在极短时间内从右端水平射向小滑块，与小滑块发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰后小滑块恰好能滑到轨道的a点。若玻璃球以水平速度在极短时间内从右端水平射向小滑块并发生弹性碰撞，则小滑块从a点离开小车时小滑块的速度大小为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．如图所示，木板B静止在光滑水平面上，可看作质点的小物块A从左侧以一定的初速度向右滑上木板B，恰好没有滑离木板。已知A和B的质量均为50g，木板B长为1.2m，A与B之间动摩擦因数为0.75，g取。此过程中（　　） A．摩擦生热为0.90J B．摩擦生热为0.45J C．A的初速度大小为6m/s D．A的初速度大小为 12．质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，两物体碰撞前后位移-时间图像如图所示。下列判断正确的是（    ） A．m2=2m1 B．m2=6m1 C．两物体的碰撞为弹性碰撞 D．两物体的碰撞为非弹性碰撞 13．如图所示，光滑的水平地面上，质量为的小球A正以的速度向右运动。与前面大小相同、质量为静止的小球B相碰，则碰后A、B两球总动能可能为（　　） A． B． C． D． 14．如图所示，A、B两个小球（可视为质点），间隙极小，两球球心连线竖直，从离地面高度H处以相同的初速度同时竖直向下抛出，B先与地面碰撞，再与A的碰撞后B静止于地面，所有碰撞均为弹性碰撞，则（　　） A．A、B两球的质量之比为1：3 B．A、B两球的质量之比为1：2 C．碰后A球上升的最大高度为8H D．碰后A球上升的最大高度为16H 15．质量为1kg的小球以4m /s的速度与质量为2kg的静止小球正碰，关于碰后的速度和，下面哪些是可能正确的（　　） A． B． C． D． 三、填空题 16．质量为0.45 kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为0.05 kg的子弹以200 m/s的水平速度击中木块，并留在其中，整个木块沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是 m/s。若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103 N，则子弹射入木块的深度为 m，子弹射入木块的过程中产生的内能为 J。 17．A、B两球沿同一条直线相向运动，所给的x-t图像记录了它们碰撞前后的运动情况，其中a、b分别为A、B碰撞前的x-t图像，c为它们碰撞后的x-t图像，若A球质量为1kg，根据图像可以求出B球质量是 kg，碰撞过程中损失的机械能供是 J. 四、解答题 18．如图所示，在光滑水平面上有一足够长平板小车，车上相距放有滑块和，其中滑块在小车的最左端，滑块和小车的质量均为，滑块与小车之间的动摩擦因数均为0.2。一质量为的小球以的初速度与滑块发生弹性碰撞后，滑块过一段时间与滑块发生完全非弹性碰撞，重力加速度取，求： (1)滑块被小球碰后瞬间获得的速度大小； (2)与滑块相碰前瞬间滑块的速度大小； (3)从滑块被小球碰后到两滑块与小车一起匀速运动的过程中，系统损失的机械能。 19．如图所示，足够长的光滑水平直轨道上有物块A、B、C，质量分别为、m、m，B的左侧固定一轻弹簧，A、B都以速度向C运动，弹簧处于原长，C静止，B、C间发生弹性碰撞，碰撞时间短。求： （1）B、C第一次碰撞后，C的速度大小； （2）弹簧具有的最大弹性势能； （3）最终C的动量大小p。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A A D B B D A D C 题号 11 12 13 14 15 答案 BC BD BC AC AB 1．C 【详解】选取滑块Ⅱ的运动方向为正方向，由图可知，碰撞前滑块Ⅰ的速度为 滑块Ⅱ的速度为 碰撞后两滑块的共同速度 设滑块Ⅰ的质量为，滑块Ⅱ的质量为，根据动量守恒定律可得 代入数据解得 故选C。 2．A 【详解】两球碰撞过程系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 解得 故选A． 3．A 【详解】A．A与B发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律和动能守恒得 联立解得 vA=-2m/s vB=4m/s 所以A、B发生弹性碰撞后A的速度大小为2m/s，故A正确； B．B冲上C并运动到最高点时二者共速，设为v，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律可得 代入数据解得 故B错误； CD．从B冲上C然后又滑下的过程，设B、C分离时速度分别为vB′、vC′，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律可得 MvB=MvB′+2MvC′ 由机械能守恒定律可得 联立解得 由此可知C的最大速度为，由于 所以B能与A不会再次发生碰撞，故CD错误。 故选A。 4．D 【详解】以小球和小车为系统，水平方向上，系统不受外力，因此在水平方向动量守恒。小球下落过程中，水平方向具有向右的分速度，因系统动量守恒，小车要向左运动。当撞到橡皮泥时，小球和小车合为一体，速度相同，因开始时系统动量为零，则最后小车和小球都会静止。 故选D。 5．B 【详解】A．小球沿圆弧槽上升至h高处时，两者具有共同的水平速度，根据水平方向动量守恒 解得 v=1m/s 圆弧槽的速度大小为1m/s，故A错误； B．根据机械能守恒 解得 h=0.6m 故B正确； C．从初态到分离 ， 解得 ， 故C错误； D．根据C选项分析小球下滑脱离圆弧槽时的速度大小为2m/s，方向与原来速度方向相反，故D错误。 故选B。 6．B 【详解】设a、b的质量分别为、，a、b碰撞前地速度为、，由题给的图象得 、 b发生完全非弹性碰撞,碰撞后两滑块的共同速度为v，由题给的图象得 由动量守恒定律得 由以上各式可求得 故选B。 7．D 【详解】A．时刻和时刻，根据动量守恒 解得 故A错误； B．由图可知0时刻与t3时刻A和B之间的距离没变，只受库仑力作用说明此时A、B间的作用力不变，故B错误； C．时刻B的速度为0，设A速度为，由动量守恒定律有 得 由动能定理有0~t2内，电场力对A做的功为 故C错误； D．设时刻B的速度大小为，由动量守恒定律有 解得 t1∼t3内，A、B系统增加的动能为 即A、B系统的电势能减少了，故D正确。 故选D。 8．A 【详解】硬币与桌面的动摩擦因数相同，根据 可知 则图像的斜率应相同； 规定向右为正方向，根据动量守恒定律有 图像中每个单位格设为1，代入验证可知A符合。 故选A。 9．D 【详解】滑块向上运动时加速度大小为 根据匀变速直线运动规律，设当滑块与滑杆刚要碰撞还未碰撞时速度为，有 解得 滑块与滑杆发生完全非弹性碰撞时根据动量守恒有 解得 碰撞过程中根据动量定理可得 解得 接近120N。 故选D。 10．C 【详解】小玻璃球以水平速度在极短时间内从右端水平射向小滑块，与小滑块发生弹性碰撞，可得， 解得， 小滑块与小车相互作用过程，水平方向动量守恒，系统能量守恒，可得， 解得 小玻璃球以水平速度在极短时间内从右端水平射向小滑块，与小滑块发生弹性碰撞，可得， 解得， 小滑块与小车相互作用过程，水平方向动量守恒，系统能量守恒，可得， 联立，解得， 则小滑块从a点离开小车时小滑块的速度大小为 故选C。 11．BC 【详解】AB．此过程中摩擦产生的热量为 A错误，B正确； CD．由于水平面光滑，故在运动过程中系统动量守恒 根据能量守恒得 联立解得 C正确，D错误。 故选BC。 12．BD 【详解】AB．根据x－t图象的斜率等于速度，由图象可知，m1碰前速度为 碰后的速度为 m2碰前速度为 碰后的速度为 由动量守恒定律可得 代入数据解得 A错误，B正确； CD．两物体组成的系统在碰撞过程中的机械能损失为 故两物体的碰撞为非弹性碰撞，C错误，D正确。 故选BD。 13．BC 【详解】若A、B两球发生的是弹性碰撞，则碰撞过程中机械能守恒，即碰后总动能等于碰前总动能，即 若A、B两球发生的是完全非弹性碰撞，则机械能损失最大，且由动量守恒定律得 解得 则碰后总动能为 即碰后总动能范围为 故选BC。 14．AC 【详解】AB．因为A、B球从离地面高度H处以相同的初速度同时竖直向下抛出，所以落地瞬间的速度相等，由运动学公式 解得 B球与地面弹性碰撞原速返回，与A再发生弹性碰撞，以向上为正方向，根据动量守恒和能量守恒有 联立解得 A正确，B错误； CD．A球弹起的最大高度 C正确，D错误。 故选AC。 15．AB 【详解】A．碰撞前总动量为 碰撞前总动能为 碰撞后总动量 碰撞后总动能为 系统机械能不增加，故A正确； B．碰撞后总动量 碰撞后总动能为 机械能不增加，故B正确； C．碰撞后总动量 动量增大，故C错误； D．碰撞后总动量 碰撞后总动能为 碰后后面小球的速度大有前面小球的速度，会发生第二次碰撞，不符合实际，故D错误。 故选AB。 16． 20 0.2 900 【详解】[1]子弹射入木块的过程由动量守恒定律可知 解得木块最终速度的大小是 [2][3]由能量关系可知 解得 Q=900J d=0.2m 17． 5J 【详解】x-t图象的斜率表示速度，碰撞前A球速度为 B球速度为 碰撞后的共同速度为 规定B球初速度方向为正，AB碰撞过程，根据动量守恒定律，有 解得 由能量守恒定律可知，碰撞过程损失的机械能 代入数据解得 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）小球与发生弹性碰撞，根据动量守恒则有 根据能量守恒则有 联立解得 （2）滑块的加速度 设滑块和小车一起运动的加速度为，根据牛顿第二定律 解得 根据位移关系则有 代入数据解得或 当时，的速度为0，不合题意，舍去 所以， （3）设、、小车一起在水平地面上匀速运动的速度为，根据动量守恒 解得 损失的机械能为 19．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）B、C第一次发生弹性碰撞，则时，有 由于B、C质量相等，速度交换，解得 （2）A、B速度相等时，弹簧具有的弹性势能最大，对A、B，由动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律得 解得 （3）弹簧弹开时对A、B，由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 解得 B、C再次碰撞，速度交换 之后B、C不会再发生碰撞，则C最终的动量大小为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $