课时测评8　弹性碰撞与非弹性碰撞-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评8　弹性碰撞与非弹性碰撞 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－7题，每题4分，共28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 答案：A 解析：碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时在极短时间内发生的一种现象，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．在光滑的水平面上，一质量为0.1 kg的物块以8 m/s的速度向右运动，与另一质量为0.3 kg的静止物块发生正碰，碰撞后以相同的速度一起向右运动，此碰撞过程损失的机械能为(　　) A．2.4 J B．3.2 J C．0.8 J D．1.2 J 答案：A 解析：碰撞过程系统动量守恒，以运动物体的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m1v0＝(m1＋m2)v，由能量守恒定律得m1v02＝(m1＋m2)v2＋ΔE，代入数据解得ΔE＝2.4 J，故A正确，B、C、D错误。 3．(多选)(2025·深圳市高二月考)A、B两球沿同一条直线运动，如图所示的s­t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s­t图像。c为碰撞后它们的s­t图像。若A球质量为1 kg，则(　　) A．B球的质量为2 kg B．B球的质量为 kg C．碰撞过程系统的机械能损失为5 J D．碰撞过程系统的机械能损失为 J 答案：BC 解析：由题图可知碰撞前A、B两球都做匀速直线运动，va＝ m/s＝－3 m/s，vb＝ m/s＝2 m/s，碰撞后二者粘在一起做匀速直线运动，vc＝ m/s＝－1 m/s，碰撞过程中动量守恒，即mAva＋mBvb＝(mA＋mB)vc，解得mB＝ kg，碰撞过程损失的机械能ΔE＝mAva2＋mBvb2－(mA＋mB)vc2＝5 J。故选BC。 4．(多选)质量为mA的A球，以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动，并与B球发生弹性正碰，假设B球的质量mB可选取不同的值，则下列说法正确的是(　　 ) A．当mB＝mA时，碰后A、B两球共速 B．当mB＝mA时，碰后两球互换速度 C．当mB＞mA时，碰后A球反向运动 D．当mB＜mA时，mB越小，碰后B球的速度越小 答案：BC 解析：发生弹性正碰，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有mAv0＝mAv1＋mBv2，mAv02＝mAv12＋mBv22，解得v1＝v0，v2＝v0。当mB＝mA时，v1＝0，v2＝v0，碰后两球互换速度，A错误，B正确；当mB＞mA时，v1＝v0＜0，碰后A球反向运动，C正确；当mB＜mA时，v2＝v0，mB越小，碰后B球的速度v2越大，D错误。 5．如图所示，位于光滑水平桌面上且质量相等的小滑块P和Q都可以视为质点，Q与轻质弹簧相连，设Q静止，P以某一初动能E0水平向Q运动并与弹簧发生相互作用，若整个作用过程中无机械能损失，用E1表示弹簧具有的最大弹性势能，用E2表示Q具有的最大动能，则(　　 ) A．E1＝ B．E1＝E0 C．E2＝ D．E2＝2E0 答案：A 解析：弹簧的最大弹性势能发生在P、Q的速度相等时，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mv0＝2mv，由能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为E1＝mv02－2×mv2，解得E1＝mv02＝E0，故A正确，B错误；由于P、Q之间发生的是弹性碰撞，且P、Q的质量相等，最终P、Q将交换速度，即小滑块P将静止，小滑块Q以速度v0继续运动，Q的最大动能E2＝E0，故C、D错误。 6．(多选)两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA＝1 kg，mB＝1 kg、vA＝6 m/s、vB＝2 m/s。当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是(　　) A．vA′＝1 m/s，vB′＝7 m/s B．vA′＝2 m/s，vB′＝6 m/s C．vA′＝4 m/s，vB′＝4 m/s D．vA′＝5 m/s，vB′＝3 m/s 答案：BC 解析：根据动量守恒定律可得mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′，根据碰撞过程系统机械能不会增多可得mAvA2＋mBvB2≥mAvA′2＋mBvB′2，联立两式解得2 m/s≤vA′<6 m/s，2 m/s<vB′≤6 m/s，又vB′≥vA′，综上可知A、D不可能，B、C可能。 7．在光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右的方向为正方向，两球的动量分别是pA＝5 kg·m/s，pB＝7 kg·m/s，如图所示，若能发生正碰，则碰后两球的动量增加量ΔpA、ΔpB可能的是(　　) A．ΔpA＝－3 kg·m/s，ΔpB＝3 kg·m/s B．ΔpA＝3 kg·m/s，ΔpB＝3 kg·m/s C．ΔpA＝－10 kg·m/s，ΔpB＝10 kg·m/s D．ΔpA＝3 kg·m/s，ΔpB＝－3 kg·m/s 答案：A 解析：两球碰撞过程，系统的动量守恒，两球动量变化量应大小相等、方向相反，根据碰撞过程动量守恒。如果ΔpA＝－3 kg·m/s，ΔpB＝3 kg·m/s，则碰后两球的动量分别为pA′＝2 kg·m/s，pB′＝10 kg·m/s，碰后A的动能减小，B的动能增加，总动能可能不增加，是可能发生的，故A正确；若ΔpA＝3 kg·m/s，ΔpB＝3 kg·m/s，违反了动量守恒定律，不可能发生，故B错误；如果ΔpA＝－10 kg·m/s，ΔpB＝10 kg·m/s，则碰后两球的动量分别为pA′＝－5 kg·m/s，pB′＝17 kg·m/s，可以看出，碰撞后A的动能不变，而B的动能增大，违反了能量守恒定律，不可能发生，故C错误；根据碰撞过程动量守恒，如果ΔpA＝3 kg·m/s，ΔpB＝－3 kg·m/s，则碰后两球的动量分别为pA′＝8 kg·m/s，pB′＝4 kg·m/s，由题知，碰撞后两球的动量方向都与原来方向相同，A的动量不可能沿原方向增大，与实际运动不符，故D错误。 8．(10分)(2024·汕头市高二期中)某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型。多个质量均为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)滑块1与滑块2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？ 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Ft＝mv共，解得F＝10 N。 9．(10分)(2024·东莞市高二校考)一轻质弹簧，两端连接两滑块A和B，已知mA＝ 0.99 kg、mB＝ 3 kg，放在光滑水平桌面上，开始时弹簧处于原长。现滑块A被水平飞来的质量为mC＝10 g、速度为400 m/s的子弹击中，且没有穿出，如图所示，试求： (1)子弹击中A的瞬间，A和B的速度大小以及损失的机械能； (2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能； (3)B可获得的最大动能。 答案：(1)4 m/s　0　792 J　(2)6 J　(3)6 J 解析：(1)对子弹和A有mCvC＝(mA＋mC)vA 解得vA＝4 m/s，此时vB＝0 损失的机械能ΔE＝mCvC2－(mA＋mC)vA2 解得ΔE＝792 J。 (2)对子弹、A和B有mCvC＝(mA＋mC＋mB)v 解得v ＝ 1 m/s 从子弹与A共速到三者共速的过程，根据能量守恒定律有(mA＋mC)vA2＝Ep＋(mA＋mC＋mB)v2，解得Ep＝ 6 J。 (3)当弹簧恢复原长时，B的动能最大，根据动量守恒定律和能量守恒定律，有 (mA＋mC)vA＝(mA＋mC)v1＋mBv2 (mA＋mC)vA2＝(mA＋mC)v12＋mBv22 解得v1＝－2 m/s，v2＝2 m/s 此时B获得的动能最大为EkB＝mBv22＝6 J。 10．(12分)(2024·广州市校考阶段练习)如图所示，三个质量分别为2 kg、1 kg、1 kg的木块A、B、C放置在光滑水平轨道上，开始时B、C均静止，A以初速度v＝6 m/s向右运动，A与B发生弹性碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起。求： (1)A与B碰撞后A、B各自速度的大小； (2)B与C碰撞后共同的速度大小； (3)B与C碰撞过程中损失的动能。 答案：(1)2 m/s　8 m/s　(2)4 m/s　(3)16 J 解析：(1)设A与B碰撞后A、B的速度分别为vA、vB，由于A与B发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得mAv＝mAvA＋mBvB， mAv2＝mAvA2＋mBvB2 联立解得vA＝2 m/s，vB＝8 m/s。 (2)B与C发生碰撞并粘在一起，设B与C碰撞后的共同速度为v共，根据动量守恒定律可得 mBvB＝(mB＋mC)v共 解得v共＝4 m/s。 (3)B与C碰撞过程中损失的动能为 ΔE＝mBvB2－(mB＋mC)v共2＝16 J。 学科网（北京）股份有限公司 $