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高考物理一轮复习:弹性碰撞和非弹性碰撞

更新时间:2024-09-13 浏览次数:32 类型:一轮复习
一、选择题
  • 1. (2024高一下·新疆维吾尔自治区期末) 一个质量为m、速度为v的A球与另一个质量为4m的静止B球发生正碰,则碰撞后B球的速度可能为(  )
    A . 0.1v B . 0.3v C . 0.5v D . v
  • 2. (2024高二下·西城期末) 2014年11月13日欧洲航天局发射的罗塞塔号彗星探测器历经10年飞行成功降落在67P彗星的表面。据报道,罗塞塔号在发射后,先后三次飞过地球,用地球的引力作为助力来达到追赶67P彗星所需的速度。其原理与图1所示的小球与大球发生弹性正碰的模型相似:若小球质量远小于大球质量,碰前两球以速率相向运动,则碰后小球的速率等于 , 即碰撞前后二者相对速度大小不变。如图2所示,只考虑探测器和地球之间的万有引力,以太阳为参考系,探测器从图示位置进入地球引力范围时,探测器和地球的速率分别为 , 探测器绕地球飞行后离开地球引力范围时,探测器的速率为。假设探测器再次回到地球引力范围时速率仍为 , 则探测器先后三次这样绕地球飞行后达到的速率为(  )

    A . B . C . D .
  • 3. (2024高二下·吴桥月考)  如图所示,在光滑的水平面上,质量为3kg的足够长的木板A上有一个质量为0.5kg的小滑块B,在木板的右侧有一质量为5.0kg的小球C,三者均处于静止状态。现给B一个瞬间冲量,使它获得4m/s的初速度开始沿木板向右运动,某时刻木板A和小球C发生弹性碰撞,之后A和B同时停下来,以下说法正确的是(  )

    A . 木板碰撞小球前的瞬间A的速度为0.6m/s B . 整个过程产生的热量为3.6J C . 碰后C的速度为0.5m/s D . A和C碰撞前A、B已经共速运动
  • 4. (2024高三下·南宁模拟)  如图所示,在光滑的水平面上,质量为4m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁,与墙壁不粘连。质量为m的滑块(可视为质点)以水平向右的速度v滑上木板左端,滑到木板右端时速度恰好为零。现滑块以水平速度kvk未知)滑上木板左端,滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,滑块以原速率弹回,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,重力加速度大小为g.下列说法正确的是(  )

    A . 滑块向右运动的过程中,加速度大小为 B . 滑块与木板间的动摩擦因数为 C . k=2 D . 滑块弹回瞬间的速度大小为
  • 5. (2024高二下·湖北月考)  如图所示,木块静止在光滑水平面上,子弹A、B从两侧同时射入木块,木块始终保持静止,子弹A射入木块的深度是B的2倍。假设木块对子弹阻力大小恒定,则下列说法正确的是(  )

    A . 子弹A的质量是子弹B的质量的2倍 B . 子弹A的初动量是子弹B的初动量大小的2倍 C . 若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍,则木块不会始终保持静止 D . 若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍,则子弹A射入木块的深度仍是子弹B的2倍
  • 6. (2024高二下·大新月考) 下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是( )

    A . 只有甲、乙 B . 只有丙、丁 C . 只有甲、丙 D . 只有乙、丁
  • 7. (2024高一下·黔西月考) 如图所示,木块静止在光滑水平桌面上,一子弹平射入木块的深度为时,子弹与木块相对静止,在子弹入射的过程中,木块沿桌面移动的距离为 , 木块对子弹的平均阻力为 , 那么在这一过程中下列说法不正确的是( )

    A . 木块的机械能增量 B . 子弹的机械能减少量为
    C . 系统的机械能减少量为 D . 系统的机械能减少量为
  • 8. (2024高二下·广西月考) 如图所示,细线的一端固定在O点,另一端系着小球A。物块BC用轻弹簧拴接,置于光滑的水平面上,B位于O点正下方。现拉动小球A使细线水平伸直,小球A由静止释放,运动到最低点时与物块B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。已知O点到水平面的距离为h , 小球A的质量为m , 物块BC的质量均为3m , 重力加速度为g。小球与物块均视为质点,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )

    A . 碰后小球A反弹离地面的最大高度为 B . 碰撞过程中小球A对物块B的冲量大小为 C . 碰后轻弹簧获得的最大弹性势能 D . 物块C获得的最大速度为
  • 9. (2024高三下·东莞模拟) 如图甲所示,物体ab间拴接一个压缩后被锁定的轻质弹簧,整个系统静止放在光滑水平地面上,其中a物体最初与左侧的固定挡板相接触,b物体质量为4kg。现解除对弹簧的锁定,在a物体离开挡板后的某时刻开始,b物体的图象如图乙所示,则可知( )

    A . a物体的质量为1kg B . a物体的最大速度为2m/s C . a物体离开挡板后,弹簧的最大弹性势能为6J D . a物体离开挡板后,物体ab组成的系统动量和机械能都守恒
  • 10. (2024高二下·慈溪月考) 如图所示,质量均为的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为的细线,细线另一端系一质量为1kg的球C。现将C球拉起使细线水平伸直,并由静止释放C球。从开始释放C到A、B两木块恰好分离的过程,下列说法正确的是(  )

    A . 两物块A和B分离时,A、B的速度大小均为 B . 两物块A和B分离时,C的速度大小为 C . C球由静止释放到最低点的过程中,木块移动的距离为0.4m D . C球由静止释放到最低点,物体A、B和C球所组成的系统动量和机械能都守恒
  • 11. (2024高三下·江岸) 静止的镭核发生衰变生成Rn,并释放光子,衰变方程:。已知的质量分别为226.0254u,222.0175u,4.0026u。不计光子的动量和能量,1u相当于931MeV,此衰变产生的粒子的动能约为(  )
    A . 0.087MeV B . 1.67MeV C . 3.25MeV D . 4.85MeV
  • 12. (2024高三下·宁波模拟)  质量为的滑块沿倾角为、长度为的光滑斜面顶端静止滑下。斜面质量为 , 并静置于光滑水平面上,重力加速度为。滑块可看成质点,则滑块滑到斜面底端所用的时间为(  )

    A . B . C . D .
二、多项选择题
  • 13. (2024高三下·曲靖模拟)  如图所示,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为l的细线,细线另一端系一质量也为m的球C,球C可视为质点。现将球C拉起使细线水平伸直,并同时由静止释放A、B、C。下列说法正确的是(  )

    A . 球C下摆过程中,A、B、C系统机械能守恒,动量守恒 B . A、B两木块分离时,A的速度大小为 C . 球C第一次到达轻杆左侧最高处时,与O点的竖直距离为 D . 当C第一次向右运动经过O点正下方时,C的速度大小为
  • 14. (2024高三下·重庆市月考)  如图所示,水平面上有一质量为5m的小球B与轻弹簧连接,还有质量为2m、半径为R圆弧形槽C,其底部与水平面平滑相切,最初B、C均静止。一质量为m的小球A从距槽C顶端3R处自由落下后恰好滑入槽C,不计一切摩擦,则(  )

    A . 球A沿槽C下滑过程中,槽C对球A做负功 B . 整个过程中球A、球B和槽C构成的系统动量守恒 C . 球A第一次滑至槽C最低点过程中,球A水平向左位移为 D . 球A与弹簧作用后,能够追上槽C
  • 15. (2024高二下·吴桥月考)  如图所示,一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上,物体A被水平速度为的子弹射中并嵌在其中。已知子弹的质量是m , 物体A和B的质量相同均为则(  )

    A . 子弹射入A的过程中,A物体获得的最大速度为 B . 弹簧压缩到最短时,B的速度为 C . 运动过程中,物体B能获得的最大速度为 D . 弹簧压缩到最短时,弹簧的弹性势能为
  • 16. (2024高二下·福州期末) 如图,质量为M的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为L的粗糙水平轨道,两段轨道相切于B点。一质量为m的可视为质点的滑块,从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点。已知小车质量M=5m,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为 , 重力加速度为g,则(  )

    A . 全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为R+L B . 全过程小车相对地面的位移大小为 C . 小车在运动过程中速度的最大值为 D . 、L、R三者之间的关系为
  • 17. (2024高一下·运城期末) 甲、乙两名滑冰运动员在光滑的冰面上沿同一直线运动,速度的大小分别为 , 且 , 碰撞后(正碰)甲、乙两人一起运动,速度大小为。则甲、乙两人的质量之比为(  )
    A . B . C . D .
三、非选择题
  • 18. (2024高三下·重庆市月考)  如图所示,两个质量分别为的小物块A、B(均可视为质点)静置于水平地面上,中间用细线相连,且中间夹着一个劲度系数很大的压缩轻弹簧(长度忽略不计),弹簧左端与A相连,弹簧右端与B接触但不相连,此时弹簧的弹性势能为48J。紧邻A、B两侧各有长的光滑水平地面,以F点和C点为分界点,F点左侧地面和两物块间的动摩擦因数均为 , C点右侧固定有一半径为R的光滑半圆轨道,该轨道在C点刚好和水平地面相切。突然剪断A、B间的细线,B能够经过半圆轨道顶端D点,且B落地后不反弹,重力加速度g取 , 不计空气阻力,求:

    1. (1) A停止运动时到F点的距离;
    2. (2) 只改变R的大小,使B从D点脱离后落地时距离C点最远,求此时R的大小。
  • 19. (2024高二下·益阳期末) 固定的直角三角形斜面倾角为37°上面放着三个可视为质点的物块mA=3kg,mB=2kg,mC=1kg,g=10m/s2 , 其中BC间距4.2m,C到斜面底端D点的距离为24m,AB间用轻绳跨过光滑定滑轮连接,开始时用手托住A使其静止在距离地面4m的高处,绳子伸直且张紧,放手后B将在A的带动下沿斜面运动,且在A落地瞬间B就与轻绳在连接处断开,已知B在运动中不会到达定滑轮处,B与斜面间的摩擦因数为μ1=0.5,BC间碰撞时为弹性正碰,不计空气阻力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求∶

    (1)放手后A经过多长时间落地;

    (2)若要保证C开始时静止在斜面上,且BC在斜面上仅发生一次弹性碰撞,求C与斜面间摩擦因数μ2应该满足的条件。

  • 20. (2024高一下·江岸期末) 如图所示,某固定装置由圆心角θ=60°,半径R=1.5m的两圆弧管道AB、BC平滑连接。在轨道末端C的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车,其上表面与轨道末端C所在的水平面平齐,右端放置质量m2=3kg的物块b。质量m1=1kg的物块a以速度从左端A点进入圆弧管道,经过ABC滑出圆弧管道。已知物块a、b与小车的动摩擦因数分别为µ1=0.6,µ2=0.1,其它轨道均光滑,物块均视为质点,不计空气阻力。已知重力加速度为g=10m/s2 , 求:(结果可保留分数)

    (1)求物块a到达C点时对管道的作用力FN

    (2)要使物块a恰好不与物块b发生碰撞,求小车长度的最小值d;

    (3)如果小车足够长,物块b开始在距小车左端d1=6m处,求物块a与物块b发生第一次弹性碰撞后的速度va与vb

  • 21. (2024高二上·重庆市开学考) 如图所示,一滑槽放置在光滑水平面上,滑槽上表面由同一竖直平面内的水平段MP和四分一圆弧段PQ平滑衔接而成。滑槽质量为2m,MN段粗糙、长度为5R,NP段光滑、长度为2R,PQ段光滑、半径为R。距离滑槽右端某处有一固定挡板。质量为m的小滑块以水平速度从M点滑上滑槽,已知小滑块滑至P点时速度为 , 此时滑槽恰好与挡板碰撞,滑槽与挡板的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。求:

    (1)小滑块滑至P点时滑槽的速度大小 , 以及滑块与滑槽MN段间的动摩擦因数大小

    (2)滑槽运动前与挡板间的距离x;

    (3)若滑槽与挡板碰撞后,立即撤除挡板,试通过分析、计算说明小滑块最终能否停在滑槽上。

  • 22. (2024高三下·济南月考)  如图甲,固定点O处悬挂长为L的轻质细绳,末端拴接一个质量为m的小球,在O点正下方处固定一细钉。将细绳向左侧拉至水平位置,由静止释放小球,当细绳摆至竖直位置时,被细钉挡住,此后小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。如图乙,O点下方的光滑水平面上有一凹槽,凹槽左右挡板内侧间的距离也为L , 在凹槽右侧靠近挡板处置有一质量为m的小物块,凹槽上表面与物块间的动摩擦因数μ=0.1。物块与凹槽一起以速度向左运动,小球从图乙所示位置由静止释放,释放时细线与水平方向间的夹角为α且sinα=0.3。当小球摆到最低点时刚好与凹槽左侧发生碰撞,小球被弹回,同时凹槽被原速率弹回。此后小球摆到右侧后无法做完整的圆周运动,而是在某位置脱离圆轨道做抛体运动,小球做抛体运动的轨迹与所在直线交于E点(图中未画出)。已知小球与凹槽不发生二次碰撞,所有的碰撞均为弹性碰撞,重力加速度 , 求

    1. (1) 点到O点的距离;
    2. (2) 凹槽的质量M
    3. (3) E点到圆轨道最低点的距离;
    4. (4) 若 , 小球和凹槽在轨道最低点相碰后,凹槽与物块达到共速时物块到右侧挡板的距离x及从碰撞后到共速所经历的时间t
  • 23. (2024高三下·潍坊月考)  如图所示,光滑水平平台AB右端与顺时针转动的水平传送带BC平滑无缝连接,BC长度L=2m。在平台AB上静止着abc三个小滑块,ab滑块间有一被压缩的轻弹簧(滑块与轻弹簧不拴接)。释放弹簧,弹簧与滑块ab分离后a的速度v0=4m/s(此时a未滑上传送带,b未与c碰撞),a从传送带右端离开后,落在水平地面上的D点,bc碰撞后结合在一起。已知abc的质量分别为ma=0.5kg、mb=0.2kg、mc=0.2kg,a与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,C点距地面高h=0.8m,滑块均可视为质点,g取10m/s2

    1. (1) 求轻弹簧的最大弹性势能Ep
    2. (2) 求bc碰撞过程中损失的机械能;
    3. (3) 若传送带的速度可在2m/s<v<8m/s间调节;求a落点DC点间水平距离x的大小(结果可以含有v);
    4. (4) 若a脱离弹簧后,将弹簧撤去,并立即在a的左侧固定一竖直挡板,同时传送带调整为以4m/s的速度逆时针方向转动(此时a还没有滑上传送带),后续a每次与挡板相碰,均以碰前速度的一半反弹,求a在传动带上相对传送带运动的总路程s
  • 24. (2024高二下·江西月考) 如图所示,用不可伸长的、长度为的轻绳将小球悬挂于点,用不可伸长的、长度为(未知)的轻绳将小球悬于点,静止时小球刚好与光滑水平面接触,现将轻绳拉至水平并刚好

    伸直,将小球由静止释放,当小球运动至最低点时,与静止在光滑水平面上的物块发生弹性正碰,碰撞后物块向右滑动并与小球发生弹性碰撞.已知小球的质量均为 , 物块的质量为均可视为质点,重力加速度大小为 , 不计空气阻力.求:

    1. (1) 碰撞前瞬间,小球的速度大小;
    2. (2) 碰撞后一瞬间,物块的速度大小;
    3. (3) 碰撞后,运动过程中绳子始终不松弛时的取值范围.
  • 25. (2024高二下·三水月考)  如图,质量 , 厚度的木板C静置于光滑水平地面上,半径的竖直光滑半圆弧轨道固定在木板C右边的水平地面上,木板与轨道均在同一竖直面内。轨道底端D点与木板C等高,并与圆心O在同一竖直线上,轨道上端最高为E点。质量的物块B置于木板C的左端,一质量的子弹A的水平速度射中物块B并留在其中(时间极短),然后物块(B包括A)从木板左端水平向右滑行,BC间的动摩擦因数。当物块(B包括A)到达木板右端时,木板恰好与轨道底端相碰并被锁定,同时物块(B包括A)沿圆弧切线方向滑上轨道。已知木板长度 , 重力加速度g

    1. (1) 求子弹A射中物块B并留在其中后物块(B包括A)的速度大小和该过程损失的机械能。
    2. (2) 求木板C与圆弧轨道底部碰撞前瞬间,物块(B包括A)和木板C的速度大小。
    3. (3) 判断物块(B包括A)是否会落到木板上?如果没有落在木板上,求该物块落点到木板左端的距离。

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