专题16-3+碰撞-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

专题16-3+碰撞-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

100 考点最新模拟题千题精练 16- 3 第十六部分 选修 3-5 三、 碰撞 一．选择题 1. .(2018·桂林质检)如图所示，光滑水平面上有大小相同的 A、B 两个小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 8 kg·m/s，运动过程 中两球发生碰撞，碰撞后 A 球的动量增量为－4 kg·m/s，则( ) A．右方为 A 球，碰撞后 A、B 两球的速度大小之比为 2∶3 B．右方为 A 球，碰撞后 A、B 两球的速度大小之比为 1∶6 C．左方为 A 球，碰撞后 A、B 两球的速度大小之比为 2∶3 D．左方为 A 球，碰撞后 A、B 两球的速度大小之比为 1∶6 【参考答案】C 2．（2018 华大新高考联盟 11 月测评）光滑水平地面上有两个静止的小物块 a 和 b，a 的质 量为 m，b 的质量 M 可以取不同的数值。现使 a 以某一速度向 b 运动，此后 a 与 b 发生弹 性碰撞，则 A．当 M=m 时，碰撞后 b 的速度最大 B．当 M=m 时，碰撞后 b 的动能最大 C．当 M>m 时，若 M 越小，碰撞后 b 的速度越小 D．当 Mm 时，若 M 越小，碰撞后 b 的速度越大，选项 C 错误；当 Mμmgl① 即μ< 2 00② 1 2mv 2 1＝ 1 2mv1′2＋ 1 2· 3 4mv2′2⑤ 联立④⑤式解得 v2′＝ 8 7v1⑥ 由题意，b 没有与墙发生碰撞，由功能关系可知 1 2· 3 4mv2′2≤μ· 3m 4 gl⑦ 联立③⑥⑦式，可得 μ≥ 32 113 2 00⑧ 联立②⑧式，a 与 b 发生碰撞、但没有与墙发生碰撞的条件 32 113 2 00≤μ< 2 00⑨ 答案 32 113 2 00≤μ< 2 00 4．(2016·云南名校统考)如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量为 m＝1 kg 的相 同的小球 A、B、C。现让 A 球以 v0＝2 m/s 的速度向 B 球运动，A、B 两球碰撞后粘在一起 继续向右运动并与 C 球碰撞，C 球的最终速度 vC＝1 m/s。问： (1)A、B 两球与 C 球相碰前的共同速度多大？ (2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？ 【名师解析】 (1)A、B 两球相碰，满足动量守恒定律，则有 mv0＝2mv1 代入数据求得 A、B 两球跟 C 球相碰前的速度 v1＝1 m/s (2)A、B 两球与 C 球碰撞同样满足动量守恒定律，则有 2mv1＝mvC＋2mv2 相碰后 A、B 两球的速度 v2＝0.5 m/s 两次碰撞损失的动能 ΔEk＝ 1 2mv 2 0－ 1 2(2m)v 2 2－ 1 2mv 2 C＝1.25 J 答案 (1)1 m/s (2)1.25 J 5．(2016·新余市期末)如图所示，在倾角θ＝30°、足够长的斜面上分别固定着相距 L＝0.2 m 的 A、B 两个物体，它们的质量为 mA＝1 kg，mB＝3 kg，与斜面间动摩擦因数分别为μA＝ 3 6和 μB＝ 3 3。在 t＝0 时刻同时撤去固定两物体的外力后，A 物体沿斜面向下运动，并与 B 物体发 生弹性碰撞(g＝10 m/s2)。求：A 与 B 第一次碰后瞬时 B 的速率？ 可知，撤去固定 A、B 的外力后，物体 B 恰好静止于斜面上，物体 A 将沿斜面向下做匀加速 直线运动。 由运动学公式得 A 与 B 第一次碰撞前的速度 vA1＝＝ m/s＝1 m/s 由于 A、B 碰撞满足动量守恒和机械能守恒，设第一次碰后 B 的速度为 vB，有： mAvA＝mAvA′＋mBvB 1 2mAv 2 A＝ 1 2mAvA′2＋ 1 2mBv 2 B 得 vB＝0.5 m/s 答案 0.5 m/s 6．(2016·景德镇市二检)如图所示，光滑平台上有两个刚性小球 A 和 B，质量分别为 2m 和 3m，小球 A 以速度 v0 向右运动并与静止的小球 B 发生碰撞(碰撞过程不损失机械能)，小球 B 飞出平台后经时间 t 刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的总质量为 m，速 度为 2v0，小车行驶的路面近似看做是光滑的，求： (1)碰撞后小球 A 和小球 B 的速度； (2)小球 B 掉入小车后的速度。 (2)B 球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，有 m2v2＋m3v3＝(m2＋ m3)v3′ 解得 v3′＝ 1 10v0 水平向右 答案 (1)－ 1 5v0，方向向左 4 5v0，方向向右 (2) 1 10v0，方向向右 7．（10 分）（2016 湖南十三校联考）如图所示，一质量 M=2kg 的带有弧形轨道的平台置于 足够长的水平轨道上，弧形轨道与水平轨道平滑连接，水平轨道上静置一小球 B。从弧形轨 道上距离水平轨道高 h=0.3m 处由静止释放一质量 mA=1kg 的小球 A，小球 A 沿轨道下滑后 与小球 B 发生弹性正碰，碰后小球 A 被弹回，且恰好追不上平台。已知所有接触面均光滑， 重力加速度为 g。求小球 B 的质量。 【参考答案】3kg 【命题立意】本题旨在考查动量守恒和能量守恒 由 AB 碰撞遵循动量守恒定律得： 由能量守恒定律有： 联立解得：mB=3kg 【举一反三】如果 B 固定在水平轨道上，以上 A 能否出现追不上圆弧的现象？ 8.（10 分）（2016 湖北八校联考）如图所示，质量为 3kg 的小车 A 以 v0=4m/s 的速度沿光 滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为 1kg 的小球 B（可 看作质点），小球距离车面 0.8m.某一时刻，小车与静止在水平面上的质量为 1kg 的物块 C 发生碰撞并粘连在一起（碰撞时间可忽略），此时轻绳突然断裂。此后，小球刚好落入小 车右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不计空气阻力，重力加速度 g 取 10m/s2.求： ①绳未断前小球与砂桶的水平距离。 ②小车系统的最终速度大小 ③整个系统损失的机械能 ②设系统最终速度为 v2,由水平方向动量守恒: (mA＋mB) v0=(mA＋mB＋mC)v2 得：v2=3.2m/s (2 分) ③由能量守恒得: △E= mBgH＋ (mA＋mB) v0 2－ (mA＋mB＋mC)v2 2 (2 分) 解得：△E=14.4J (1 分) 9.（黑龙江省大庆市第一中学 2016 届高三第三次模拟考试理科综合试题）（10 分）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 的小滑块(可视为质点)以水平速度 v0 滑上木板左端，滑到木板右端时速度恰好为零．现小 滑块以水平速度 v 滑上木板左端，滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞，以原速率弹回， 刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下，求 的值. 【参考答案】3:2 【名师解析】 试题分析：小滑块以水平速度 v0 右滑时，由动能定理有：－fL＝0－ mv0 2 小滑块以速度 v 滑上木板到运动至碰墙时速度为 v1， 由动能定理有：－fL＝ mv12－ mv2 滑块与墙碰后至向左运动到木板左端，此时滑块、木板的共同速度为 v2， 由动量守恒有：mv1＝(m＋4m)v2 由总能量守恒可得：fL＝ mv12－ (m＋4m)v2 2 上述四式联立，解得： 考点：动量守恒定律及能量守恒定律 【名师点睛】本题是动量守恒定律与动能定理、能量守恒定律的综合运用，分析清楚物体的 运动过程，把握物理规律是关键；同时解题时要准确把握好临界条件：滑块与墙碰后至向左 运动到木板左端，此时滑块、木板有共同速度。 10.（贵州省遵义航天高级中学 2016 届高三 5 月考前模拟（十一模）理科综合物理试题）（10 分）如图所示，光滑水平轨道右边与墙壁连接，木块 A、B 和半径为 0.5m 的 1/4 光滑圆轨 道 C 静置于光滑水平轨道上，A、B、C 质量分别为 1.5kg、0.5kg、4kg。现让 A 以 6m/s 的速 度水平向右运动，之后与墙壁碰撞，碰撞时间为 0.3s，碰后速度大小变为 4m/s。当 A 与 B 碰撞后会立即粘在一起运动，已知 g=10m/s2，求： ①A 与墙壁碰撞过程中，墙壁对小球平均作用力的大小； ②AB 第一次滑上圆轨道所能到达的最大高度 h。 【参考答案】①50N ②0.3m 考点：动量定理；动量守恒定律 11．如图所示，被压缩后锁定的弹簧一端固定在墙上，另一端与质量为 2m 的物体 A 相连接， 光滑的水平面和光滑的曲面平滑相连。有一质量为 m 的物体 B，从高 h 处由静止开始沿光滑 曲面滑下，与物体 A 相碰，碰后两物体立即以相同速度向右运动（但两个物体不粘连），同 时弹簧的锁定被解除，返回时物体 B 能上升的最大高度为 ，试求： ①碰撞结束瞬间 AB 的共同速度 v1。 ②弹簧锁定时对应的弹性势能 EP。 【答案】（1） （2） 17．如图 1 所示，一倾角为θ=37°、高为 h=0.3m 的斜面固定在水平面上，一可视为质点质 量为 m=1kg，带电荷量 q=+0.02C 的物块放在斜面顶端，距斜面底端 L=0.6m 处有一竖直放置 的光滑半圆轨道，半径为 R=0.2m，半圆轨道底端有一质量 M=1kg 可视为的质点的绝缘小球， 半圆轨道底端与斜面底端之间存在如图 2 所示的变化电场(水平向右为正方向，图 1 中 O 点 对应坐标原点，虚线与坐标轴轴围成的图形是椭圆一部分，椭圆面积公式 ，a、b 分 别为半长轴和半短轴)。现给物块一沿斜面向下的初速度，物块运动到半圆轨道处与小球发 生对心弹性碰撞，不计物块经过斜面底端时的能量损失，已知物块与斜面、水平面间的动摩 擦因数均为μ=0.5，重力加速度 ， 。 (1)若小球不脱离半圆轨道，求物块在斜面顶端释放的初速度范围； (2)若小球能通过最高点，并垂直打在斜面上，求小球离开半圆轨道时的速度及小球打在斜 面上的位置。 【答案】(1) ；(2) ；小球恰好垂直打在斜面的底端； 物块与小球恰能碰撞时，由动能定理有 ，解得 当小球恰能通过最高点时，由圆周运动知识可得 小球从最低点运动到最高点的过程，根据动能定理得 ，解得 综上所述，物块在斜面顶端释放的初速度范围为 或 （2）小球离开最高点后，做平抛运动，设小球离开最高点时速度为 ，则有 水平方向 ，竖直方向 又垂直打在斜面上，则 设打在斜面上位置的高度为 ，则由几何知识可得 代入数据联立可得 ，故小球恰好垂直打在斜面的底端。