2012018年高考真题物理试题分类汇编：碰撞精编+解析版

1、2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：碰撞试题部分1.2015年理综天津卷9、(1)如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水 平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为3 ： 1，A 球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生碰撞，A、B两球的质量之比为， A、B碰撞前、后两球总动能之比|*出4Q,为 A/2. 2013年江苏卷5.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%3. 2012年理综全国卷21.

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 4. 2011年理综全国卷20.质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质 量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为。初始时小物块停 在箱子正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁 碰撞N次后恰又回到箱子正中间

3、，井与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为1 一A. mv 221 mMB. v 22 m + MC. -N!mgLD. Nm gL25. 2014年理综大纲卷21.一中子与一质量数为A (A>1)与碰撞后中子的速率之比为 (的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前 )A -1B. A +14 AC.(A +1) 2(A +1) 2D. (A - 1 ) 26.2014年理综大纲卷24. (12分)冰球运动员甲的质量为80.0kg。当他以5.0m/s的速度向前运动时，与另一质量为100kg、速 度为3.0m/s的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止

4、。假设碰撞时间极短，求：碰后乙的速度的大小；碰撞中总机械能的损失。7. 2014年理综广东卷35.(18分)图24的水平轨道中，AC段的中点B的正上方有一探测器，C处有一竖直挡板，物体P1沿 轨道向右以速度v 1与静止在A点的物体P2碰撞，并接合成复合体P,以此碰撞时刻为计时 零点，探测器只在t =2s至12=4s内工作，已知匕、P2的质量都为m=1kg, P与AC间的动摩 擦因数为“0.1, AB段长L=4m, g取10m/s2,匕、P2 和 P均视为质点，P与挡板的碰撞为弹 性碰撞.(1)若匕=6m/s,求匕、P2碰后瞬间的速度大小v和碰撞损失的动能 生(2)若P与挡板碰后，能在探测器的工

5、作时 间内通过B点，求匕的取值范围和P向左经 过A点时的最大动能E.h8.2018年海南卷14.(16分)如图，光滑轨道PQO的水平段QO = -，2轨道在O点与水平地面平滑连接。一质量为m的小物块A从高h 处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为4m的静止小物块B 发生碰撞。A、B与地面间的动摩擦因数均为R= 0.5，重力加速 度大小为g。假设A、B间的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞时间极短。 求 (1)第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小；(2) A、B均停止运动后，二者之间的距离。9. 2013年广东卷35. （18分）如图18,两块相同平板匕、P2置于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质

6、 弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于图18P1的最右端，质量为2m且可以看作质点。匕与P以 共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞 时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起，P压缩弹簧 后被弹回并停在A点（弹簧始终在弹性限度内）。P与P2之间的动摩擦因数为出求（1）匕、P2刚碰完时的共同速度v 1和P的最终速度v2； （2）此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能E p10.2011年理综重庆卷24. （18分）如图所示，静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列，质量均为m,人在极 短时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离L时与第二辆车相碰，两车以共地面同速度继续运

7、动了距离L时与第三车相碰，三车 以共同速度又运动了距离L时停止。车运动时受 到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍，重力加速 度为g,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用碰撞时间很短，忽略空气阻力，求：整个过程中摩擦阻力所做的总功；人给第一辆车水平冲量的大小；第一次与第二次碰撞系统功能损失之比。11.2015年广东卷36. （18分）如图18所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖 直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R=0.5m,物块A以Y0=6m/s的速度滑入圆轨道， 滑过最高点Q,再沿圆轨道滑出后，与直轨上P处静止的物块B碰撞，碰后粘在一起运动， P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段

8、交替排列，每段长度都为L = 0.1m,物块与 各粗糙段间的动摩擦因数都为 0.1, A、B的质量均为m = 1kg（重力加速度g取10m/s2； A、 B视为质点，碰撞时间极短）。（1）求A滑过Q点时的速度大小Y和受到的弹力大小F；若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值；求碰后AB滑至第n个（n<k）光滑段上的速度Yn与n的关系式。答案及解析部分1.2015年理综天津卷9、(1)如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水 平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为3 ： 1，A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生碰撞，A、B 两球

9、的质量之比为，A、B碰撞前、后两球总动能之比 为答案：4 ： 1, 9 ： 5解析：A球与挡板碰后两球刚好不发生碰撞，说明A、B碰后速率大小相同设为v，规定 向左为正方向，由动量守恒定律mBvB = mv mBv ,由题意知vB ： v=3 ： 1,解得mA ： mB=4 ： 1,1mm v2碰撞前、后两球总动能之比为Ek 1 = 1 2 B B = 9:5k 2(m + m )v 22 A B2. 2013年江苏卷5.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)

10、90%答案：A 一解析：碰撞过程的频闪的时间间隔t相同，速度v =，如图所示，相同时间内，白球碰前 t与碰后的位移之比大约为5 ： 3,速度之比为5 ： 3,白球碰后与灰球碰后的位移之比大约为1 ： 1,速度之比为1 ： 1,又动能E = 1 mv2，两球质量相等，碰撞过程中系统损失的动能k 2为碰前动能减去系统碰后动能，除以碰撞前动能时，两球质量可约去，其比例为52 -2 + 3252)-=0.28，故A对，B、C、D错。3. 2012年理综全国卷21.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

11、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【解析】根据碰撞动量守恒定律和动能守恒得m1V = mi vi'+m 2 v 211,1m m 1mv 2 = m v 2 + m v 2，且 m = m , m = 3m 解得 v = -13- v = v ,2 1 12 1 12 1 2121 m + m 12 1122m1v = -v，所以a正确，m + m 12 1121第一次碰撞后，两球的最大摆角9相同，C错误；根据单

12、摆的等时性，经半个周期后，两球B 错误；根据 5 mv2 = mgh = mgR(1 cos9 )，知在平衡位置处发生第二次碰撞，选项D正确。4. 2011年理综全国卷20.质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为小初始时小物块停在彳y I箱子正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰 影丝爰乏旅系统损失的动能为B. 1 mM v2C. 1N|!mgLD. Nm gL2 m + M2撞N次后恰又回到箱子正中间，井与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的，L则整个过程中A 1A. mv 2 2答案：BD 解

13、析：设最终箱子与小物块的速度为匕，根据动量守恒定律：mv=(m + M)匕，则动能损失 E-=1 mv2-1(m + M)匕2,解得=2, B对；依题意：小物块与箱壁碰撞N次后k 22'1k 2(m 十M) 回到箱子的正中央，相对箱子运动的路程为S=0.5 L十(N-1) L+0.5 L = NL,故系统因摩擦产生的热量即为系统瞬时的动能：Ek：Q = NmgL, D对。5. 2014年理综大纲卷21.一中子与一质量数为八a>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前 与碰撞后中子的速率之比为()A +1A.A 1A 1B.A +14 AC.(A +1) 2(A + 1

14、 ) 2 D.(A 1 ) 2【答案】A【解析】设碰撞前后中子的速率分别为V 1 m1,原子核的质量为m2，则m2= Am 1.v1,碰撞后原子核的速率为v2,中子的质量为根据完全弹性碰撞规律可得m 1 v 1=m 2 v 2+m 1 v ；111 mv2 = m v2 + mv 22 1 1 222 2 1 1解得碰后中子的速率广因此碰撞前后中子速率之比* =岩，A1正确.6.2014年理综大纲卷24.(12 分)冰球运动员甲的质量为80.0kg。当他以5.0m/s的速度向前运动时，与另一质量为100kg、速 度为3.0m/s的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短，求：

15、碰后乙的速度的大小；碰撞中总机械能的损失。【答案】(1) 1.0 m/s (2) 1400 J【解析】(1)设运动员甲、乙的质量分别为m、M，碰前速度大小分别为v、忆碰后乙的速度大小为丫 .由动量守恒定律有mvMV=MV代入数据得V =1.0 m/s(2)设碰撞过程中总机械能的损失为A E，应有1 mv 2+2MV2=2MV '2+A E乙乙乙联立式，代入数据得A E =1400 J7. 2014年理综广东卷35.(18分)图24的水平轨道中，AC段的中点B的正上方有一探测器，C处有一竖直挡板，物体P1沿 轨道向右以速度v 1与静止在A点的物体P2碰撞，并接合成复合体P,以此碰撞时刻为

16、计时 零点，探测器只在t =2s至12=4s内工作，已知匕、P2的质量都为m=1kg, P与AC间的动摩 擦因数为“0.1, AB段长L=4m, g取10m/s2,匕、P2和P均视为质点，P与挡板的碰撞为弹 性碰撞.(1)若匕=6m/s,求匕、P2碰后瞬间的速度大小v和碰撞损失的动能 E；(2)若P与挡板碰后，能在探测器的工作时 间内通过B点，求匕的取值范围和P向左经 过A点时的最大动能E.【解析】(1)匕、P2碰撞过程，动量守恒mv 1=2mv 解得v =V1 = 3m / s 2L 11 C碰撞损失的动能A E = miv 2 - 2 m v2解得 E=9J(2)由于P与挡板的碰撞为弹性碰

17、撞.故P在AC间等效为匀减速运动，设P在AC段加速度大小为。，由运动学规律，得42 m) g=2 ma3 L = vt at22v 2=v-at12 + 2424 -12由解得v = v =1 t 221由于2s<t<4s所以解得v 1的取值范围10m/s<v1414m/sv2的取值范围1m/s<v2<5m/s所以当P向左经过B点时最大速度为v2=5m/s,P经过B点向左继续匀减速运动，经过A点时有最大速度v3： v ="2 - 2hgL = V17 m/s则P向左经过A点时有最大动能E二2 ( 2m)v2二17Jh8.2018年海南卷14.(16分)如

18、图，光滑轨道PQO的水平段QO =-,轨道在O点与水平地面平滑连接。一质量为m的小物块A从高h 处由静止开始沿轨道下滑，在O点与质量为4m的静止小物块B 发生碰撞。A、B与地面间的动摩擦因数均为目=0.5，重力加速 度大小为g。假设A、B间的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞时间极短。 求 (1)第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小；解：(1)设第一次碰撞前瞬间A的速度为v0 定律有物块A下滑到O的过程中，由机械能守恒(2) A、B均停止运动后，二者之间的距离。mgh = 2 mv 2设第一次碰撞后瞬间A、B的速度分别为v 1、 动量守恒，碰撞前后系统的动能相等，有1m v = m v + (4 m )V1

19、 mv 2 = 1 mv 2 +( (4 m)V 22 0 2 121联立式得V1,取向右方向为正。A、B在碰撞过程中v = -v =-v'2 ghi 5 05=2 2ggh即第一次碰撞后瞬间A和B速度的大小分别为3 22gh和2 ,而。(2) A、B碰撞后，A自O点向左运动，经过一段时间后返回到O点，设A两次经过QO段 运动的时间为t,有2QO回a,由牛顿第二定律得B碰撞后向右运动，设A、B在地面上运动的加速度大小分别为a A、H mg = ma日(4m g = 4m a设B在地面上向右运动的时间为t由运动学公式得0 = V - a t联立式并代入题给条件得t > tB由式可知

20、，当A再次回到O点时B已停止运动。由1Vli >匕和式知，A、B将再次碰撞。设B从O点以速度V开始运动到速度减为0的过程中，运动的距离为s ,再次碰撞前瞬间A 1的速度大小为v2。由运动学公式有0 - V 2 =-2a s1 Bv2 - v2 = -2a s设再次碰撞后瞬间A和B的速度分别为v3和V2，由完全弹性碰撞的规律，可得类似于式的结果323v =-v35 2V = - v25 2由式知也|匕，即再次碰撞后，A不能运动到O点。设再次碰撞后A和B走过的路程分别为sA和，由动能定理有-H mgs = 0 - Lmv 2A 23-r（4m ） gsB=0 - -（4m）V 2联立式得，A

21、、B均停止运动后它们之间的距离为s + s =hA B 259. 2013年广东卷35.(18分)如图18,两块相同平板匕、P2置于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质 弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于图18P1的最右端，质量为2m且可以看作质点。匕与P以 共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞 时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起，P压缩弹簧 后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)。P 与P2之间的动摩擦因数为优求(1)匕、P2刚碰完时的共同速度v 1和P的最终速度v2；(2)此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep解：(1)PP2碰撞过程，由动量守

22、恒定律mv0=2 mv 1 解得v =-v1 2 0对匕、P2、P系统，由动量守恒定律mv0+ 2mv0=4mv2 解得v =3v 2 4 0当弹簧压缩最大时，PP2、P三者具有共同速度v2，弹簧压缩量最大，1、 1、1、对系统由能量守恒定律 R - 2mg(L + x) + E = -(2m)v 2 + (2m)v 2 -(4m)v 2 p 202 i 22P刚进入P2到PP2、P第二次等速时，由能量守恒得；1 、1、1、r - 2mg (2L + 2x) = (2m)v 2 + (2m)v 2 - - (4m)v 22 02122-v 2mv 2由得：x =- L， E =0-32rgp

23、1610.2011年理综重庆卷24. （18分）如图所示，静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列，质量均为m,人在极 短时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离L时与第二辆车相碰，两车以共 同速度继续运动了距离L时与第三车相碰，三车 以共同速度又运动了距离L时停止。车运动时受 到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍，重力加速 度为g,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用 碰撞时间很短，忽略空气阻力，求： 整个过程中摩擦阻力所做的总功； 人给第一辆车水平冲量的大小；第一次与第二次碰撞系统功能损失之比。解析：（1）设运动过程中摩擦阻力做的总功为 W，则地面设第一车的初速度为u°，第一次

24、碰前速度为vJ碰后共同速度为u J第二次碰前速W = kmgL 2 kmgL -3 kmgL =6 kmgL度为v2 ,碰后共同速度为u2 .-kmgL =11mV2V 2 - mu 22120-k(2m)gL = i(2m)v 2 - - mu 222-k (3 m) gL = 0 - - (3 m) u 222动量守恒 mv = 2mu 2mv = 3mu 人给第一辆车水平冲量的大小I = mu = 2m .7kgL2由解得V2 = 26 kgL由解得u2 =1 v2 = 1 x 26 kgL14 14一11 一 、13 ,第一次碰撞系统动能损失AE = mv2 - (2m)u2 = kmgk 12 1212由解得u2 = 2 kgL2由解得v = - u G122 2 1 一、 1 一、 3 .广、第二次碰撞系统动能损失AE = -(2m)v2 - (3m)u2 = -kmg112k122222.G3AE13第一次与第二次碰撞系统动能损失之比b = VA E311.2015年广东卷36. (18分)如图18所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖 直，底端分别与两侧