高考物理 小题狂刷 专题24 碰撞模型的规律及应用 新人教版.docx

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高考物理小题狂刷专题24碰撞模型的规律及应用新人教版

狂刷24碰撞模型的规律及应用

1．两个物体发生碰撞

A．碰撞中一定产生了内能

B．碰撞过程中，组成系统的动能可能不变

C．碰撞过程中，系统的总动能可能增大

D．碰撞过程中，系统的总动能可能减小

【答案】BD

2．关于碰撞的特点，下列说法正确的是

A．碰撞的过程时间极短

B．碰撞时，质量大的物体对质量小的物体作用力大

C．碰撞时，质量大的物体对质量小的物体作用力和质量小的物体对质量大的物体的作用力相等

D．质量小的物体对质量大的物体作用力大

【答案】AC

【解析】物体的碰撞就是两个物体的相互作用.遵循牛顿第三定律，故选项C正确，选项B、D错误；碰撞过程是短暂的、瞬间完成的，故选项A正确。

【名师点睛】“碰撞”在物理学中表现为两粒子或物体间极短的相互作用。

碰撞前后参与物发生速度，动量或能量改变。

由能量转移的方式区分为弹性碰撞和非弹性碰撞。

3．两球相向运动，发生正碰，碰撞后两球均静止，于是可以断定，在碰撞以前

A．两球的质量相等

B．两球的速度大小相同

C．两球的质量与速度的乘积之和的大小相等

D．以上都不能断定

【答案】C

【解析】实验探究出碰撞前后系统各物体的质量、速度乘积矢量和恒定，碰后两个小球均静止，则他们的质量、速度乘积矢量和为零，那么它们碰撞前的质量与速度的乘积之和的大小相等，故选C答案。

【名师点睛】本题建立在对探究实验结果即：

前后碰撞前后系统各物体的质量、速度乘积矢量和恒定的基础之上。

4．如图所示，一轻质弹簧上端悬挂于天花板，下端系一质量为M的平板，处于平衡状态，一质量为m的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为h。

让环自由下落，撞击平板。

已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长

A．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒

B．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒

C．环撞击板后，板的新的平衡位置与h的大小无关

D．在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功

【答案】AC

5．关于碰撞的说法，正确的是

A．发生正碰的系统，总动能一定不变

B．发生正碰的系统，总动能可能减小

C．发生斜碰的系统，总动能一定减小

D．发生斜碰的系统，总动能可能不变

【答案】BD

【解析】正碰和斜碰是物体碰撞的形式，可能是弹性碰撞也可能是非弹性碰撞，关键在组成物体的材料性质，故选项B、D正确，A、C错误。

6．质量为3m的机车，其速度为v0。

在与质量为2m的静止车厢碰撞后挂在一起时的速度为

A．3v0/2B．2v0/3

C．2v0/5D．3v0/5

【答案】D

【解析】碰撞的特点是物体间的相互作用突然发生，持续时间很短，在相撞时间内，外力远小于物体之间的作用，即动量守恒。

则3m·v0=（3m+2m）v得v=3v0/5。

7．在“探究碰撞中的不变量”的参考案例二实验中，为了顺利地完成实验，入射球质量为m1，被碰球质量为m2，二者关系应是

A．m1>m2B．m1=m2

C．m1

【答案】D

8．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是

A．pA'=6kg·m/s，pB'=6kg·m/s

B．pA'=3kg·m/s，pB'=9kg·m/s

C．pA'=–2kg·m/s，pB'=14kg·m/s

D．pA'=–4kg·m/s，pB'=17kg·m/s

【答案】A

【解析】A、B小球组成的系统动量守恒，碰撞前后系统动量总和不变；碰撞前系统动能总和大于等于碰撞后系统的动能总和。

故选项A正确。

9．在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都是m，现B球静止，A球向B球运动，发生正碰.已知碰撞过程总机械能守恒，两球压缩最紧时弹性势能为Ep，则碰前A球速度等于

A．

B．

C．2

D．

【答案】C

【解析】碰撞过程动量守恒，两球组成的系统机械能守恒，压缩到最紧时两球速度相等，则有mv0=2mv，

mv02–

2mv2=Ep，可得碰前A的速度v0=2

。

10．甲乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动，已知它们的动量分别是p1=5kg·m/s，p2=7kg·m/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10kg·m/s，则二球质量

与

间的关系可能是下面的哪几种

A．

=

B．2

=

C．4

=

D．6

=

【答案】C

11．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，这样的碰撞叫做非弹性碰撞

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发生的一种现象．一般内力远大于外力．如果碰撞中机械能守恒，就叫做弹性碰撞．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，所以A正确，BCD错误。

12．现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞。

已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是

A．弹性碰撞

B．非弹性碰撞

C．完全非弹性碰撞

D．条件不足，无法确定

【答案】A

【解析】由动量守恒3m·v–mv=0+mv′，所以v′=2v，碰前总动能：

Ek=

×3m·v2+

mv2=2mv2，碰后总动能Ek′=

mv′2=2mv2，Ek=Ek′，所以A正确。

13．水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等。

碰撞过程的频闪照片如图所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的

A．30%B．50%

C．70%D．90%

【答案】A

14．一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同.则碰撞前后小球动量变化的大小Δp和碰撞过程中墙对小球做功W为

A．Δp=0B．Δp=3.6kg·m/s

C．W=0D．W=10.8J

【答案】BC

【解析】取初速度方向为正方向，则Δp=m（–v）–mv=–2mv=–3.6kg·m/s；由动能定理得

W=

m（–v）2–

mv2=0，故选项B、C正确。

15．图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。

两球质量关系为mb=2ma，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为–4kg·m/s。

则

A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2:

5

B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:

10

C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2:

5

D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:

10

【答案】A

16．两球相向运动，发生正碰，碰撞后两球均静止，于是可以断定，在碰撞以前

A．两球的质量相等B．两球的速度大小相同

C．两球的动量大小相等D．以上都不能断定

【答案】C

【解析】两球碰撞后总动量守恒，则p1+p2=0，故选项C正确。

【名师点睛】碰撞时动量守恒的典型模型，另外还有爆炸和反冲问题都属于动量守恒，都是瞬间，内力远大于外力的实例，动量守恒的应用注意初末状态的选取，相互作用之前属于初态，之后属于末态。

这是易错点应着重讲解。

17．质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移—时间图象如图所示，由图有以下说法：

①碰撞前两物体质量与速度的乘积相同；②质量m1等于质量m2；③碰撞后两物体一起做匀速直线运动；④碰撞前两物体质量与速度的乘积大小相等、方向相反。

其中正确的是

A．①②B．②③

C．②④D．③④

【答案】C

【解析】由题图可知，m1和m2碰前都做匀速直线运动，但运动方向相反，碰后两物体位置不变，即处于静止，所以碰后速度都为零，故①③错误，④正确；又由图线夹角均为θ，故碰前速度大小相等，可得m1等于m2，②也正确。

18．在用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，不需要测量的物理量是

A．滑块的质量B．挡光的时间

C．挡光片的宽度D．光电门的高度

【答案】D

【解析】根据实验光电门的高度对本实验没有什么要求，故选D。

19．在光滑水平面上，动能为E0、动量为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反.将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则必有

A．E1

C．E2>E0D．p2>p0

【答案】ABD

20．如图所示在质量为M的小车挂有一单摆，摆球的质量为m0，小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短，在此碰撞过程中，下列哪个或哪些情况的说法是可能发生的

A．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为v1、v2、v3，满足（M+m0）v=Mv1+mv2+m0v3

B．摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v1和v2，满足Mv=Mv1+mv2

C．摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v1，Mv=（M+m）v1

D．小车和摆球的速度都为v1，木块的速度变为v2，满足（M+m0）v=（M+m0）v1+mv2

【答案】BC

21．如图所示，有两个质量相同的小球A和B（大小不计），A球用细绳吊起，细绳长度等于悬点距地面的高度，B点静止放于悬点正下方的地面上，现将A球拉到距地面高度为h处由静止释放，摆动到最低点与B球碰撞后粘在一起共同上摆，则它们升起的最大高度为

A．h/2B．h

C．h/4D．

【答案】C

【解析】A球由静止释放做圆周运动，机械能守恒。

A与B碰撞后粘在一起，做圆周运动，机械能守恒。

根据机械能守恒定律

，

，应用动量守恒定律mv=2mv1，

，根据机械能守恒定律

，

，选项C正确。

22．如图所示，质量为m的小球从高h1处自由下落，触地后反弹高度h2，触地过程小球动量变化大小是

A．

B．

C．

D．

【答案】D

【解析】规定向上为正方向，设触地前一瞬间小球的速度v1，由自由落体过程有v1=

，反弹速度v2，由竖直上抛过程有v2=

，方向如题图所示，由Δp=p2–p1有

Δp=mv2–mv1

。

23．如图所示，质量为m的人立于平板车上，人与车的总质量为M，人与车以速度v1在光滑水平面上向东运动。

当此人相对于车以速度v2竖直跳起时，车的速度变为

A．

向东B．

向东

C．

向东D．v1向东

【答案】D

24．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向左边拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是

A．第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等

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，两球的最大摆角不相同

D．发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置

【答案】AD

25．质量分别为

、

的两个物体甲和乙放在表面光滑且足够长的木板上，随木板一起以水平向右的相同速度沿同一直线做匀速直线运动，当木板突然停止时，以下说法正确的是

A．若

，甲将和乙发生碰撞

B．若

，甲将和乙发生碰撞

C．若

，甲将和乙发生碰撞

D．无论两个物体质量关系如何，都不会碰撞

【答案】D

【解析】木板停止前，甲、乙物块和木板一起作匀速直线运动，并且两物块和木板具有共同的速度，当木板突然停止时，由于物块在光滑接触面上，因此两物块球由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，因此两个小球间的距离不变，一定不会相碰。

26．有下列小球，做“碰撞中的动量守恒”的实验最好选用

A．m1=43g，d1=2.2cmB．m2=24g，d2=1.8cm

C．m3=6.2g，d3=2.2cmD．m4=16g，d4=3cm

【答案】AC

【解析】所用的两个小球应该等大，但入射球的质量大于被碰球的质量。

27．如图所示，M、N和P为“验证动量守恒定律”实验中小球的落点，如果碰撞中动量守恒，则有

A．m1（OP–OM）=m2·ONB．m1·OP=m2·ON

C．m1（OP+OM）=m2·OND．m1·OP=m2（ON+OM）

【答案】A