2023届高考物理一轮总复习-弹性碰撞与非弹性碰撞复习卷含解析

2023届高中物理高考备考一轮总复习

弹性碰撞与非弹性僮撞专题复习卷

一、单选题（共7题）

1.两辆质量相同的小车A和B静止于光滑的水平面上，且A车上站有一人，若这个人从A车跳到B车

上，接着又跳回A车，仍与A车保持相对静止，则此时A车的速度（）

A.等于零B.等于B车的速度

C.大于B车的速度D.小于B车的速度

2.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺测量它的质量。他进行了如

下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺

测出船后退的距离d和船长心已知他自身的质量为，*，则船的质量为（）

m（L+d）m（L-d）mLm（L+d）

A.-----B.-----C.--D.-----

dddL

3.如图，质量为机的人站在质量为M的车的一端，m>M,车相对于地面静止。在人由一端走到另一端的

过程中，人重心高度不变，空气阻力、车与地面间的摩擦力均可以忽略不计（）

A.人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小

B.人发生的位移大小大于车发生的位移大小

C.人运动越快，人和车的总动量越大

D.不管人运动多快，车和人的总动量不变

4.在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，下列现象可能的是（）

A.若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开

B.若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行

C.若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开

D.若两球质量不同，碰后两球都静止

5.在足够长的光滑水平面上，物块A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间，A的质量为w,B、C的

质量都为M,且例=2m，如图所示.若开始时三者均处于静止状态，现给A一向右的冲量/,物块间的碰

撞都可以看作是弹性碰撞，关于A与8、C间发生碰撞的分析正确的是（）

~B~\VT\\~c'

7777777777777777777777777777777777777777

A.物块A与&C之间只能各发生一次碰撞

B.物块AB之间只能发生一次碰撞，AC之间可以发生两次碰撞

C.物块A、C之间只能发生一次碰撞，48之间可以发生两次碰撞

D.物块4、C第一次碰撞后，物块C速度大小为止

6.如图，A、8、C、D、E五个钢球用等长细绳悬挂后，紧密地排列在同一水平直线上，组成“牛顿摆

拉起A球使之从偏离平衡位置高度为防处静止释放，发生对心碰撞后，发现E球被弹起偏离平衡位置的

最大高度也为品，而A、B、C、。四球均保持静止。现将A、E两球分别向左、向右拉起偏离平衡位置的

高度为心、任，先后释放后，两球同时到达最低点并发生对心碰撞。第一次碰撞发生后，A、E两球回弹

的最大高度分别为以,HE.已知细绳不可伸长且始终张紧，下列情况能发生的是（）

A.若人人=也，则"八=%=0B.若砥>“，则/=//£="

C.若4>生，则%=%,HE=hED.若则HE=hA

1.如图所示，用长/=lm的轻绳将小球a悬挂在。点，从图示位置由静止释放，当小球a运动至最低点

时与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞，且碰撞时间极短，碰撞后b滑行的最大距离元=2m。若小球

a的质量叫=1kg,物块b的质量外=3kg,物块6与水平面间的动摩擦因数〃=0］，取重力加速度大小

g=10m/s?,小球a和物块b均可视为质点，则刚释放小球a时，轻绳与竖直方向的夹角的余弦值为（）

////

A.0.8B.0.6C.0.5D.0.2

二、多选题（共5题）

8.下列属于反冲现象的是（）

A.乒乓球碰到墙壁后弹回

B.用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退

C.用力向后蹬地，人向前运动

D.章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动

9.如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点且质量相等。。与轻质弹簧相连。设Q

静止，尸以初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个碰撞过程中，下列说法正确的是（）

A.P与。碰撞过程动量守恒B.P与。一起运动的速度为v

C.。的动能的变化量为D.弹性势能的最大值为《机丫2

10.如图所示，半径为R圆型槽Q置于光滑水平面上，小球P和凹槽Q的质量均为烧，将物体P从圆槽

的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则P、Q构成的系统（）

A.这一过程动量守恒

B.这一过程仅在水平方向动量守恒

C.因为系统机械能守恒，物体P运动到圆槽的最低点速度为旅

D.释放后当P物体向左上升到最高点时，又恰与释放点等高

11.如图，两物体A、B用轻质弹簧相连，静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的

水平恒力"、鸟使A、B同时由静止开始运动，在弹簧由原长伸到最长的过程中，对A、B两物体及弹簧

组成的系统，正确的说法是（）

A.A、B速度同时达到最大值

B.A、B作减速运动速度同时减为零时，弹簧伸长最长，系统的机械能最大

C.A、B平均速度大小之比是质量比

D.因"、马等值反向，故A、B及弹簧组成的系统的动量守恒

12.水平面右端固定一个半径为3.2m的四分之一圆弧形滑槽，滑槽内壁光滑，一个可看成质点的滑块A

从滑槽最高点无初速滑下，滑到粗糙的水平面上减速运动的位移为3.75m时与水平面上静止的滑块B发生

弹性正碰，已知AB两滑块质量相等，与水平面动摩擦因数均为0.2,取g=10m/s2,则()

A.滑块A运动的最大速度为8m/s

B.碰前滑块A速度大小为7m/s

C.碰后滑块A速度大小为8m/s

D.碰后滑块B运动时间为4s

三、解答题(共4题)

13.如图所示，水平桌面长L=3m,距水平地面高〃=0.8m,桌面右端放置一个质量mW).4kg的小物块B,

桌面的左端有一质量加=0.6kg的小物块4。某时刻物块4以初速度w=4m/s开始向右滑动，与B发生正碰

后立刻粘在一起，它们从桌面水平飞出，落到地面上的。点。已知物块A与桌面间的动摩擦因数〃=0.2,

重力加速度g=10m/s2。求：

(1)物块A与物块B碰前瞬间，A的速度大小vi；

(2)物块A与物块B碰后瞬间，4、8整体的速度大小也；

(3)A、B整体的落地点。距桌面右边缘的水平距离X。

14.如图所示，长度=10m的水平传送带以v=lm/s的速度顺时针旋转。某同学将一个质量w=0.04kg

的小滑块轻放在传送带最左端，同时，另一位同学用玩具手枪发射一颗质量恤=o.oikg的弹丸，弹丸射入

小物块后留在其中，作用时间极短。已知弹丸击中小滑块前的瞬时速度方向平行于传送带，大小为vo=35m/s。

小物块与传送带间的动摩擦因数〃=03设物体和弹丸均可看成质点，取g=10m/s2•试求：

（1）小滑块与弹丸碰后的速度大小；

（2）小滑块从A点运动到B点的时间。

15.如图所示为一种打积木的游戏装置，在水平地面的靶位上叠放着三块完全相同的硬质积木A、B、C,

其中积木B、C夹在固定的两光滑硬质薄板间，每块积木的质量均为“、长为各水平接触面间的动摩

擦因数均为〃（〃足够小）。一个可视为质点的钢球用不可伸长的轻绳挂于。点，钢球质量为轻绳长

为游戏时，将钢球拉到与。等高的尸点（保持绳绷直）由静止释放，钢球运动到最低点时轻绳恰好断

裂，随即钢球与积木A发生弹性碰撞（碰撞时间极短可忽略），之后积木A与B分离，积木A再滑行一段

距离后停止。重力加速度为8,不计空气阻力。求：

（1）轻绳能承受的最大拉力；

（2）钢球与积木A碰后瞬间，积木A的速度大小

（3）钢球与积木A碰后，积木A的位移大小。

16.竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块8静止于水平轨道

的最左端，如图（a）所示。片0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性

碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0,此时对其加一外

力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的M图像如图（b）所示，图中的也和人均为未知量。已知

A的质量为初初始时A与B的高度差为H,重力加速度大小为g,不计空气阻力。

（1）求物块B的质量；

(2)在图(b)所描述的整个运动过程中，求物块A克摩擦力所做的功。

A

参考答案

1.D

【详解】

设人的质量为，*，车的质量为M,当人跳到B车又跳回A车的过程，据动量守恒定律可得

(m+M)VA-MVB=0

可知，此时A车的速度W小于B车的速度VB,D正确。

故选D。

2.B

【详解】

画出如图所示的草图

设人走动时船的速度大小为v,人的速度大小为匕船的质量为M,人从船尾走到船头所用时间为人则

d

v=­

t

.L-d

v=---

t

人和船组成的系统在水平方向上动量守恒，取船的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得

Mv-mV=Q

解得船的质量

..m(L-d)

M=-----

d

故B正确，ACD错误。

故选Bo

3.D

【详解】

CD.在人由一端走到另一端的过程中，对于人和车组成的系统，所受的合外力为零，系统的动量守恒，C

错误，D正确。

A.根据/=6，人对车的作用力等于车对人的作用力，作用时间相等，所以人对车的冲量大小等于车对

人的冲量大小，A错误；

B.根据动量守恒定律

“v人=车

两边同时乘于时间，则得

mKvKt=M^t

即

以以=监/军

m>M

解得

以<x车

B错误。

故选D。

4.A

【详解】

A.若两球质量相等，碰撞前以速率相等相向而行，则系统的总动量为零。若碰撞后以某一相等速率互相

分开反向而行，总动量也为零，符合动量守恒，是可能的，A正确；

B.若两球质量相等，碰撞前以速率相等相向而行，则系统的总动量为零。若碰后以某一相等速率同向而

行，总动量不等于零，不符合动量守恒这一基本规律，是不可能发生的，B错误；

C.若两球质量不同，碰撞前以速率相等相向而行，系统的总动量不为零，且与质量较大的物体动量方向

相同；若碰后以某一相等速率反向而行，总动量也与质量较大的物体动量方向相同，而此方向与碰撞前总

动量方向相反，违反了动量守恒定律，不可能发生，C错误；

D.若两球质量不同，碰撞前以速率相等相向而行，系统的总动量不为零，若碰后两球都静止，总动量为

零，不符合动量守恒这一基本规律，是不可能发生的，D错误。

故选Ao

5.A

【详解】

物块A向右与C发生碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，选取向右为正方向，物块A第一次与C碰撞后

的速度为匕I，C的速度为Z一根据动量守恒定律和机械能守恒定律有

I=mvAy+A7vCI

/刎丹M哈

联立解得

rn-MI

%=加元吃

2mI

v.--------------

mc+Mm

将M=2机代入解得

可见A与C碰撞后，A被反向弹回，设4与B发生碰撞后8的速度为%-A的速度为根据动量守恒

定律和机械能守恒定律有

g,"吟=^mv；2+^Mvl,

联立解得

I

V

A29m

21

B，9m

可见碰撞后，A不会再与B发生碰撞，由于办2<%i，因此A也不会再与。发生碰撞，A与5、C之间均只

发生一次碰撞。

故选Ao

6.D

【详解】

拉起A球使之从偏离平衡位置高度为心处静止释放，发生对心碰撞后，发现E球被弹起偏离平衡位置的

最大高度也为例,而A、B、C、。四球均保持静止。说明碰撞依次发生在相邻的两个小球之间，而且每次

碰撞都是弹性碰撞，速度发生交换。根据机械能守恒定律

根据动量守恒定律

叫％="?］匕+"马匕

根据能量守恒定律

121212

,叫%=耳町匕+-m2v2

根据题意

班=叱

解得

=0

"%

根据机械能守恒定律

,r12

班g%=-^lV0

解得

同理，现将A球分别向左拉起偏离平衡位置的高度为自，释放后，到达最低点经过依次发生相邻两球弹性

碰撞后，E球弹起的最大高度分别为

同理，现将E球分别向左拉起偏离平衡位置的高度为生，释放后，到达最低点经过依次发生相邻两球弹性

碰撞后，A球弹起的最大高度分别为

HA=h

同理，现将4、E两球分别向左、向右拉起偏离平衡位置的高度为自、力0且先后释放后，两球

同时到达最低点经过依次发生相邻两球弹性碰撞，第一次碰撞发生后，A、E两球回弹的最大高度分别为

%=为

HA=hE

故选Do

7.D

【详解】

物体岫发生弹性碰撞，则有

m}Va=ZTTJVJ+J丐眩

1)1212

2机】匕~=2町W+/机2%

解得

m.-m.

w='一匕

町+叫

2m,

V2=」匕

+牡

根据牛顿第二定律可知

M"2]g=mAa

解得

a=lm/s2

根据速度位移公式则有

0_——2ax

解得

v2=2m/s

所以

va=4m/s

由动能定理得

g(/一ICOS6)=；祚7]匕：

解得

cos9=0.2

故ABC错误，D正确。

故选D。

8.BD

【详解】

A.乒乓球碰到墙壁后弹回是因为受到了墙壁的作用力，不是反冲。故A错误；

B.用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退，子弹与枪身是系统中的两部分，属于反冲现象。故B正确；

C.用力向后蹬地，人向前运动，是人脚与外部地面的作用，不属于反冲。故C错误；

D.章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动，章鱼向某个方向喷水时，章鱼受到沿喷水方向相反

的作用力，向喷水的反方向运动，二者相互作用力是系统内力，是反冲现象。故D正确。

故选BD。

9.AC

【详解】

A.P与。组成的系统不受外力，故动量守恒，A正确；

B.P以初速度v向。运动并与弹簧发生碰撞，最终一起向右运动，由于小滑块P和。组成的系统不受外

力，故能量守恒，则不可能尸与。一起运动的速度为v,B错误；

C.由于小滑块P和。组成的系统不受外力，故动量守恒，有

mv-（加+机）丫共

且系统机械能守恒，则有

111

—mv~2=—mVp2+—mv2

22"2°n

解得

=0

故Q的动能的变化量为g〃“，C正确；

D.P与。组成的系统不受外力，动量守恒，当两者速度相等时，弹簧压缩最短，以P的初速度方向为正

方向，由动量守恒得

mv-（加+加加共

解得

1

V共=于

由机械能守恒得

gm*=gx2md+Epm"

则有

£P1V2

pmax=-^0

10.BCD

【详解】

A.这一过程竖直方向动量守恒不守恒，A错误；

B.这一过程中水平方向不受外力，水平方向动量守恒，B正确；

C.因为系统机械能守恒和水平方向动量守恒

mpvp=mQvQ

%gR=g恤环

mp=mQ

解得分=便，C正确：

D.释放后当P物体向左上升到最高点时，由动量守恒定律可知PQ一定同时静止，不上升至等高点违反机

械能守恒定律，D正确。

故选BCD.,

11.ABD

【详解】

A.A、B同时由静止开始运动，受力情况对称，由牛顿第二定律可得

F-kx=ma

随着弹力区的增大，两物体向两侧均做加速度减小的加速运动，同时达到最大速度，A正确；

B.速度达到最大值时，外力尸与弹力依相等，之后随着弹力的增大，合力与运动方向相反，两物体向两

侧均做加速度增大的减速运动，速度同时减小为零，之后向内侧加速，故此时弹簧伸长量最大，从开始到

速度减小为零过程外力始终做正功，之后外力开始做负功，由功能关系可知，此时系统机械能最大，B正

确；

CD.因l、8等值反向，系统所受合外力为零，故A、B及弹簧组成的系统的动量守恒，可得

=0

解得

%=为

弓mA

C错误，D正确。

故选ABD。

12.AB

【详解】

A.滑块A沿滑槽下滑过程中由动能定理，可得

mgR=^mvl

解得

%=8m/s

故A正确；

B.滑块4在水平面上减速运动过程中，由动能定理可得

解得

4=7m/s

故B正确；

C.滑块A与滑块B发生弹性正碰，由于4、8两滑块质量相等，所以交换速度，碰后瞬间滑块A速度为

0,滑块8的速度与也相等，故C错误；

D.碰后滑块3运动时间为

t=-3.5s

故D错误；

故选AB„

13.(1)2m/s；(2)1.2m/s；(3)0.48m

【详解】

(1)物块A向右做匀减速直线运动

/nnig=ma

2

uj-v0=-2aL

vj=2m/s

(2)A与B碰撞过程动量守恒

m\V\=(加］+加2)V2

V2=1.2m/s

(3)A、8整体做平抛运动

12

h;=2gt

x=vit

x=0.48m

14.(1)v共=7m/s；(2)z=4s

【详解】

(1)弹丸与子弹碰撞过程，系统动量守恒

%%=(%+加)丫共

得

u共=7m/s

(2)弹丸与子弹成为一体后，一起在传送带上减速，由牛顿第二定律得

〃(叫+加)g=(%+m)a

解得

a=3m/s2

设减速至传送带速度V所用时间为内，则

口=»共一〃1

解得

/]=2s

在乙时间内发生的位移

V共+v

x=———t,

21

得

x=8m<L=10m

故此后匀速运动，设匀速时间为G,则

LAK-x=vt2

解得

t2=2s

所以，小滑块从A点运动到B点的时间

t=tf+t2

代入数据得

r=4s

15.(1)Tnm=mg.⑵172^；(3)；-4L

24〃

【详解】

(1)设钢球达到最低点的速度为%,从尸点到最低点由动能定理有

tn1m

—gR=-x—%2

3230

由牛顿第二定律有

T11V：

解得

%=7^

r.=mg

(2)钢球与积木A碰撞过程满足动量守恒，取向右为正方向，设碰撞后钢球的速度为匕'、积