2019-2020学年高中物理 课时跟踪检测(三)碰撞 新人教版选修3-5.doc

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人教版高二物理选修3-5第十六章 16.4碰撞跟踪训练(word版有答案)

人教版高二物理选修3-5第十六章 16.4碰撞跟踪训练(word版有答案)

人教版物理选修3-5 16.4碰撞跟踪训练一、不定项选择题(下列题目选型中有一个或多个选项是满足题意的)1.在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能的是()A.若两球质量相同,碰后以某一相等速率互相分开B.若两球质量相同,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,碰后以某一相等速率同向而行2.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v水平射向滑块,若射击下层,子弹刚好不射出,若射击上层,则子弹刚好能射进一半厚度,如图所示,上述两种情况相比较()A.子弹对滑块做功一样多B.子弹对滑块做的功不一样多C.系统产生的热量一样多D.系统产生的热量不一样多3.如图,大小相同的摆球和的质量分别为和,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触。

现将摆球向左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,两球的最大摆角相同D.第一次碰撞后的瞬间,两球的动能大小相等4.如图,半径为R、质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,将质量也为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放,小球自由落体后由A点经过半圆轨道后从B冲出,在空中能上升的最大高度为34h,则()A.小球和小车组成的系统动量守恒B.小车向左运动的最大距离为1 2 RC.小球离开小车后做竖直上抛运动D.小球第二次能上升的最大高度13 24 h h h<<5.质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰,碰撞后,A球的动能变为原来的19,那么碰撞后B球的速度大小可能是()A.13v B.23v C.49v D.89v6.质量为和的滑块用轻弹簧连接,以恒定的速度沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为的静止滑块发生碰撞,如图所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是()A .、、速度均发生变化,分别为、、,而且满足B.的速度不变,和的速度变为和,而且满足C.的速度不变,和的速度都变为,且满足D.、、速度均发生变化,、速度都变为,的速度变为,且满足7.游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动;设甲同学和他的车的总质量为150 kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5 m/s,乙同学和他的车的总质量为200 kg,碰撞前向左运动,速度的大小为4.25 m/s,则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向) ( )A.1 m/sB.0.5 m/sC.-1 m/sD.-0.5 m/s8.质量为m1=1kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其x t-(位移—时间)图象如图所示,则可知碰撞属于( )A.非弹性碰撞B.弹性碰撞C.完全非弹性碰撞D.条件不足,不能确定9.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是P甲=5kg·m/s,P乙=7kg·m/s,甲追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为P乙'=10kg·m/s,则两球质量m甲与m的关系可能是()乙A.m甲=m乙B.m乙=2m甲C.m乙=4m甲D.m乙=6m甲10.一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。

2019_2020学年物理同步人教版选修3-课时跟踪检测(24单元word版含解析)

2019_2020学年物理同步人教版选修3-课时跟踪检测(24单元word版含解析)

课时跟踪检测(一)电荷及其守恒定律1.关于摩擦起电、传导起电、感应起电,下列说法错误的是()A.这三种方式都产生了电荷B.这是起电的三种不同方式C.这三种起电方式的实质是一样的,都是电子在转移D.这三种方式都符合电荷守恒定律解析:选A摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体。

摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,但并没有创造电荷,电荷只是发生转移。

感应起电过程电荷在电场力作用下,从物体的一部分转移到另一部分,电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是传导起电。

这三种方式都没有产生电荷,A错误;摩擦起电、传导起电、感应起电是起电的三种不同方式,B正确;这三种起电方式的实质是一样的,都是电子的转移,C正确;这三种方式都符合电荷守恒定律,D正确。

2.[多选]关于元电荷的理解,下列说法正确的是()A.元电荷就是电子B.元电荷是表示1 C电量C.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍解析:选CD元电荷是最小带电荷量,大小为e=1.60×10-19 C,跟电子或质子所带电荷量相等,不是电荷种类,任何带电体的电荷量都为元电荷的整数倍,故C、D正确。

3.将一束塑料扎带一端打结,另一端撕成细条后,用手迅速捋细条,观察到细条散开了,如图所示。

下列关于细条散开现象的分析中,正确的是()A.由于摩擦起电,细条带同种电荷,相互排斥散开B.撕成细条后,所受重力减小,细条自然松散C.撕成细条后,由于空气浮力作用使细条散开D.细条之间相互感应起电,相互排斥散开解析:选A塑料细条与手摩擦带电,塑料细条上带的是同种电荷,同种电荷相互排斥,所以塑料细条会向四周散开,捋的次数越多,塑料细条带电越多,排斥力越多,下端散开的就越大;故B、C、D错误,A正确。

4.如图所示,某次实验老师用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电)去吸引细碎的锡箔屑,发现锡箔屑被吸引到玻璃棒上后又迅速地向空中散开,下列说法正确的是()A.锡箔屑被吸引过程会因为获得电子而带负电B.锡箔屑被吸引过程有减速过程C.最后锡箔屑散开主要是因为碰撞导致D.散开时锡箔屑带正电解析:选D玻璃棒靠近锡箔屑,使锡箔屑发生感应起电,故A错误;锡箔屑被吸引过程是加速过程,故B错误;最后锡箔屑散开主要是因为锡箔屑带正电,同种电荷相互排斥,故C错误,D正确。

2019-2020学年高中物理人教版选修3-5同步作业与测评:16.4 碰撞 Word版含解析

2019-2020学年高中物理人教版选修3-5同步作业与测评:16.4 碰撞 Word版含解析

课时4 碰撞对应学生用书P13 一、选择题1.(多选)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,一般内力都远远大于外力,所以可以认为碰撞时系统的总动量守恒C.如果碰撞过程中机械能也守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞D.微观粒子的碰撞由于不发生直接接触,所以不满足动量守恒的条件,不能应用动量守恒定律求解答案 AB解析 碰撞过程中机械能守恒的碰撞为弹性碰撞,C错误。

动量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一,不仅低速、宏观物体的运动遵守这一规律,而且高速、微观粒子的运动也遵守这一规律,D错误,故选A、B。

2.为了模拟宇宙大爆炸初期的情景,科学家们使两个带正电的重离子被加速后,沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。

若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,应该设法使离子在碰撞的瞬间具有( )A.相同的速率B.相同的质量C.相同的动能D.大小相同的动量答案 D解析 碰撞满足动量守恒,只有碰前两重离子的动量大小相等方向相反,系统的总动量为零,碰后粘在一起,系统的动能为零,系统的动能完全转化成内能,故D正确。

3.(多选)在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能的是( )A.若两球质量相同,碰后以某一相等速率互相分开B.若两球质量相同,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,碰后以某一相等速率同向而行答案 AD解析 两球沿球心连线以相等速率相向而行,当两球质量相同时,系统初态的总动量为零,而碰后以某一相等速率互相分开,系统末态的总动量仍为零,则碰撞过程系统动量守恒,该碰撞有可能发生,A 正确;当两球质量相等时,碰后以某一相等速率同向而行,系统末态的总动量不为零,则碰撞过程系统不满足动量守恒定律,该碰撞不可能发生,B 错误;当两球质量不同时,由于两球速率相同,相向而行,则系统初态的总动量与质量较大的球运动方向相同,碰后以某一相等速率互相分开,系统末态的总动量也与质量较大的球运动方向相同,但此时球已经反向运动,故系统初态的总动量与末态的总动量方向相反,不满足动量守恒定律,该碰撞不可能发生,C 错误;当两球质量不同时,碰后以某一相等速率沿质量较大的球的初速度方向运动,则系统的总动量守恒,该碰撞有可能发生,D 正确。

2019-2020学年度最新高中物理课时跟踪检测六粒子的波动性新人教版选修3_5

2019-2020学年度最新高中物理课时跟踪检测六粒子的波动性新人教版选修3_5
图1
A.只能证明光具有波动性
B.只能证明光具有粒子性
C.只能证明光能够发生衍射
D.证明光具有波粒二象性
解析:选D 弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹,这是光的衍射,证明了光具有波动性,验电器铝箔有张角,说明锌板发生了光电效应,则证明了光具有粒子性,所以该实验证明了光具有波粒二象性,D正确。
7.如图2所示为证实电子波存在的实验装置,从F上漂出的热电子可认为初速度为零,所加加速电压U=104 V,电子质量为m=0.91×10-30 kg。电子被加速后通过小孔K1和K2后入射到薄的金膜上,发生衍射,结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹。试计算电子的德布罗意波长。
图2
解析:电子加速后的动能Ek=mv2=eU,电子的动量p=mv==。
3.0×108
3.3×102
A.要检测弹子球的波动性几乎不可能
B.无线电波通常情况下只能表现出波动性
C.电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性
D.只有可见光才有波动性
解析:选ABC 由于弹子球德布罗意波长极短,故很难观察其波动性,而无线电波波长为3.0×102 m,所以通常表现出波动性,很容易发生衍射,而金属晶体的晶格线度大约是10-10 m数量级,所以波长为1.2×10-10 m的电子可以观察到明显的衍射现象,故选A、B、C。
——教学资料参考参考范本——
2019-2020学年度最新高中物理课时跟踪检测六粒子的波动性新人教版选修3_5
______年______月______日
____________________部门
1.下列说法正确的是( )
A.光的波动性类似于机械波,光的粒子性类似于质点
B.光不具有波动性
C.由于光既具有波动性,又具有粒子性,无法只用其中一种去说明光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性

人教版物理选修3-5:16.4 碰撞同步测试(含解析).docx

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人教版物理选修3-5:16.4 碰撞同步测试一、单选题(本大题共13小题,共52.0分)1.一个质量是0.1 kg的钢球以6 m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6 m/s的速度水平向左运动,以初速度方向为正方向,碰撞前后钢球的动量变化为()A. B. C. D. 02.如图所示,在光滑水平面上有直径相同的a、b两球,在同一直线上运动.选定向右为正方向,两球的动量分别为p a=6kg•m/s、p b=﹣4kg•m/s.当两球相碰之后,两球的动量可能是()A. 、B. 、C. 、D. 、3.如图所示,在光滑水平地面上有A、B两个小物块,其中物块A的左侧连接一轻质弹簧。

物块A处于静止状态,物块B以一定的初速度向物块A运动,并通过弹簧与物块A发生弹性正碰。

对于该作用过程,两物块的速率变化可用速率-时间图象进行描述,在选项所示的图象中,图线1表示物块A 的速率变化情况,图线2表示物块B的速率变化情况。

则在这四个图象中可能正确的是()A. B.C. D.4.如图所示,质量相等的A、B两个球,原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动,A球的速度是6m/s,B球的速度是-2m/s,不久A、B两球发生了对心碰撞.对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值,某实验小组的同学们做了很多种猜测,下面的猜测结果一定无法实现的是()A. ,B. ,C. ,D. ,5.如图所示,质量为M的木块位于光滑水平面上,在木块与墙之间用轻弹簧连接,开始时木块静止在A位置。

现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中,则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为()A. ,B. ,C. ,D. ,6.美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现,有些散射波的波长比入射波的波长略大,他认为,这可视为是光子和静止的外层电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子。

康普顿假设光子和电子、质子这样的实物粒子一样,不仅具有能量,也具有动量,碰撞过程中动量守恒。

2019-2020年人教版高中物理选修3-5:测试卷(三)含答案

2019-2020年人教版高中物理选修3-5:测试卷(三)含答案

高中同步测试卷(三)第三单元光电效应规律和光电效应方程(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分.) 1.下列关于光电效应实验结论的说法正确的是( )A.对于某种金属,无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.对于某种金属,无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C.对于某种金属,超过极限频率的入射光强度越大,所产生的光电子的最大初动能就越大D.对于某种金属,发生光电效应所产生的光电子,最大初动能与入射光的频率成正比2.在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( )A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大3.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开了一个角度,如图所示,这时( )A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电4.关于光电效应有如下几种叙述,其中叙述正确的是( )A.金属的逸出功与入射光的频率成正比B.饱和光电流与入射光强度有关C.用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大D.光电效应几乎是瞬时发生的5.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为(h为普朗克常量)( )A.hν B.12 NhνC.NhνD.2Nhν6.用绿光照射一光电管,产生了光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加,下列做法可取的是( )A.改用红光照射B.增大绿光的强度C.增大光电管上的加速电压D.改用紫光照射7.在光电效应实验中,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的( )A.频率B.强度C.照射时间D.光子数目8.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应现象.对于这两个过程,下列四个物理量中,一定不同的是( )A.单位时间内逸出的光电子数B.反向截止电压C.饱和光电流D.光电子的最大初动能9.研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中,正确的是( )10.如图为光电管的工作原理图.当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生光电效应,电路中有光电流.则以下说法中正确的是( )A.增大绿光照射强度,光电子最大初动能增大B.增大绿光照射强度,电路中的光电流可能会增大C.改用比绿光波长大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流D.改用比绿光频率大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流11.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k-ν图象,已知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是3.24 eV,若将二者的图线画在同一个E k-ν坐标图中,用实线表示钨、虚线表示锌,则正确反映这一过程的图是( )12.如图为一光电管电路,滑动变阻器滑动触头P 位于AB 上某点,用光照射光电管阴极K ,电流表无偏转,要使电流表指针偏转,可采取的措施有( )A .加大照射光强度B .换用波长短的光照射C .将P 向B 滑动D .将电源正负极对调 题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)13.(8分)在光电效应实验中,某金属的截止频率相应的波长为λ0,该金属的逸出功为________.若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验,则其遏止电压为_________.已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h .14.(10分)小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示.已知普朗克常量h =6.63×10-34J ·s.(1)图甲中电极A 为光电管的________(填“阴极”或“阳极”);(2)实验中测得铷的遏止电压U c 与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc =________Hz ,逸出功W 0=________J ;(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz ,则产生的光电子的最大初动能E k =____J.15.(10分)分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属,发出的光电子的最大初动能之比为1∶2.以h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功是多大?16.(12分)如图所示,一光电管的阴极用截止频率对应的波长λ0=5.0×10-7 m 的钠制成.用波长λ=3.0×10-7 m 的紫外线照射阴极,光电管阳极A 和阴极K 之间的电势差U =2.1 V ,饱和光电流的值(当阴极K发射的电子全部到达阳极A 时,电路中的电流达到最大值,称为饱和光电流)I =0.56 μA.(h =6.63×10-34 J ·s)(1)求每秒钟内由K 极发射的光电子数目;(2)求电子到达A 极时的最大动能.参考答案与解析1.[导学号13050033] 【解析】选A.发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、光照时间无关,所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应,故A 正确,B 错误.根据光电效应方程E k =h ν-W 0,可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光强度无关,故C 错误.根据光电效应方程E k =h ν-W 0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系,故D 错误.2.[导学号13050034] 【解析】选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A 正确;光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B 错误;用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C 错误;根据h ν-W 0=12mv 2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能也增大,故选项D 正确.3.[导学号13050035] 【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应,锌板上有电子逸出,锌板带正电,验电器指针也带正电,故B 正确.4.[导学号13050036] 【解析】选BD.金属的逸出功取决于金属本身,故A 错误;逸出的光电子数与入射光的强度有关,即饱和光电流与入射光的强度有关,故B 正确;由光电效应方程E k =h ν-W 0可知,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,红外线的频率小于可见光的频率,所以用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能较小,C 错误;光电效应几乎是瞬时发生的,D 正确.5.[导学号13050037] 【解析】选C.据光子说可知,光子能量与频率有关,一个光子能量为ε=h ν(h 为普朗克常量),N 个光子的能量为Nh ν,所以选项C 正确.6.[导学号13050038] 【解析】选D.由爱因斯坦光电效应方程h ν=W 0+12mv 2,在逸出功一定时,只有增大光的频率,才能增加最大初动能,与光的强度无关,D 对.7.[导学号13050039] 【解析】选 A.由爱因斯坦光电效应方程E k =h ν-W 0可知:E k 只与频率ν有关,故选项B 、C 、D 错误,选项A 正确.8.[导学号13050040] 【解析】选BD.单位时间内逸出的光电子数以及饱和电流由光照强度决定,所以可能相同,故A 、C 错误;用同一种单色光照射,光电子的能量相同,不同金属的逸出功不同,根据光电效应方程E k =h ν-W 0可得光电子的最大初动能一定不同,D 正确;再根据E k =eU c 知,反向截止电压一定不同,B 正确.9.[导学号13050041] 【解析】选C.虽然入射光强度不同,但光的频率相同,所以遏止电压相同;又因当入射光强时,单位时间逸出的光电子多,饱和光电流大,所以选C.10.[导学号13050042] 【解析】选BD.光电管的阴极K 涂有金属材料,与阴极相对应的是阳极A ,当光照射到阴极K 时,如果入射光的频率大于阴极材料的极限频率,就会发生光电效应现象.有光电子从阴极K 发出,由于A 、K 之间存在加速电场,光电子在电场的作用下由K 运动到A ,于是在回路中形成电流(光电流).本题在绿光照射下已经产生了光电流,增大光照的强度,有可能影响光电流的大小,不能改变光电子出射时的最大初动能,所以A 错误,B 正确.换用其他频率或波长的光照射时,若其他光的频率比绿光的大,则肯定可以产生光电流,若用比绿光波长大的光照射,则可能出现两种情况,若此光的频率仍然大于这种阴极材料的极限频率,是可以产生光电流的,反之则无光电流产生,所以C 错误,D 正确.11.[导学号13050043] 【解析】选B.依据光电效应方程E k =h ν-W 0可知,E k -ν图线的斜率代表了普朗克常量h ,因此钨和锌的E k -ν图线应该平行.图线的横截距代表了极限频率ν0,而ν0=W 0h ,因此钨的ν0大些.综上所述,B 图正确.12.[导学号13050044] 【解析】选B.由题意可知,电流表没有偏转,说明没有发生光电效应,是因为入射光的频率低于阴极材料的极限频率,采用加大照射光强度、增大电压、对调电源正负极等措施是无用的,只有增大入射光的频率,即换用波长短的光,才可能发生光电效应,使电流表指针发生偏转,故B 正确,A 、C 、D 错误.13.[导学号13050045] 【解析】设金属的截止频率为ν0,则该金属的逸出功W 0=h ν0=h c λ0;对光电子,由动能定理得eU 0=h c λ-W 0,解得U 0=hc e ·λ0-λλλ0.【答案】hc λ0 hc e ·λ0-λλ0λ(写为hc e ·λ-λ0λ0λ也可) 14.[导学号13050046] 【解析】(1)在光电效应中,电子向A 极运动,故电极A 为光电管的阳极.(2)由题图可知,铷的截止频率νc 为 5.15×1014Hz ,逸出功W 0=h νc =6.63×10-34×5.15×1014J ≈3.41×10-19J.(3)当入射光的频率为ν=7.00×1014Hz 时,由E k =h ν-h νc 得,光电子的最大初动能为E k =6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014J ≈1.23×10-19J.【答案】(1)阳极 (2)5.15×1014 3.41×10-19 (3)1.23×10-1915.[导学号13050047] 【解析】设此金属的逸出功为W 0,根据光电效应方程得如下两式:当用波长为λ的光照射时:E k1=hc λ-W 0 ① 当用波长为34λ的光照射时:E k2=4hc 3λ-W 0 ② 又E k1E k2=12③ 解①②③组成的方程组得:W 0=2hc 3λ. 【答案】2hc 3λ16.[导学号13050048] 【解析】(1)设每秒内发射的电子数为n ,则n =I e =0.56×10-61.60×10-19个=3.5×1012个. (2)由光电效应方程可知E k =h ν-W 0=h c λ-h c λ0=hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ-1λ0 在A 、K 间加电压U 时,电子到达阳极时的动能为E k ′,则E k ′=E k +eU =hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ-1λ0+eU 代入数值得E k ′=6.01×10-19 J. 【答案】(1)3.5×1012个 (2)6.01×10-19 J。

2019_2020学年高中物理模块综合检测含解析新人教版选修3_5

2019_2020学年高中物理模块综合检测含解析新人教版选修3_5

模块综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分。

在每小题给出的四个选项中,1~6题只有一个选项符合题目要求,7~10题有多个选项符合题目要求。

全部选对的得4分,选不全的得2分,有错选或不答的得0分)1.下列说法正确的是()A.α射线是高速运动的氦原子1n表示质子B.核聚变反应方程12H+13H→24He+01n中,C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征1n表示中子,选项B错误;根据光电效应方程解析:α射线是高速运动的氦原子核,选项A错误;E k=hν-W0可知光电子最大初动能与入射光的频率成线性关系而非正比关系,选项C错误;根据玻尔的原子理论可知,选项D正确。

答案:D2.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、乙正确B.只有丙、丁正确C.只有甲、丙正确D.只有乙、丁正确解析:甲中子弹和木块组成的系统所受外力为零,故动量守恒;乙中剪断细线时,墙对系统有作用力,故动量不守恒;丙中系统所受外力为零,故系统动量守恒;丁中斜面固定,系统所受外力不为零,动量不守恒,故只有选项C正确。

答案:C3.氢原子核外电子从外层轨道(半径为r b)向内层轨道(半径为r a)跃迁时(r a<r b),电子动能的增量ΔE k=E k a-E k b,电势能增量ΔE p=E p a-E p b,则根据玻尔的理论,下列表述正确的是()A.ΔE k<0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p=0B.ΔE k<0,ΔE p>0,ΔE k+ΔE p=0C.ΔE k>0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p>0D.ΔE k>0,ΔE p<0,ΔE k+ΔE p<0解析:根据向心力公式m m2m =m m2m2,得m k=12mm2=mm22m,即半径越大动能越小,所以ΔE k>0;由于核外电子和核内质子是相互吸引的,当电子从外层轨道向内层轨道跃迁时,电场力做正功,电势能减小,所以ΔE p<0;又由于内层轨道比外层轨道原子的能级低,所以ΔE k+ΔE p<0。

2019-2020年高中物理选修3-5 16.4碰撞课时训练(word版)(有答案)

2019-2020年高中物理选修3-5  16.4碰撞课时训练(word版)(有答案)

2019-2020学年高中物理选修3-5 16.4碰撞课时训练一、选择题(每题四个选项中只有一个选项是正确的,共12题)1.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,m A=1 kg,m B=2 kg,v A=6 m/s,v B=2 m/s。

当A追上B并发生碰撞后,两球A、B速度的可能值是()A.v A′=3 m/s,v B′=4 m/s B.v A′=5 m/s,v B′=2.5 m/sC.v A′=2 m/s,v B′=4 m/s D.v A′=-4 m/s,v B′=7 m/s2.在光滑的水平面上有质量相等的A、B两球,其动量分别为10kg·m/s与2kg·m/s,方向均向东,且定为正方向,A球在B球后,当A球追上B球时发生正碰。

则相碰以后,A、B两球的动量可能分别为A.7kg·m/s,5kg·m/s B.–10kg·m/s,22kg·m/sC.6kg·m/s,12kg·m/s D.3kg·m/s,9kg·m/s3.如图所示,一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰,碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中,假如碰撞过程中无机械能损失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.2,与沙坑的距离为1m,g取10m/s2,物块可视为质点,则A碰撞前瞬间的速度为()A.0.5m/s B.1.0m/s C.2.0m/s D.3.0m/s4.长木板A放在光滑的水平面上,质量为m的物块B以水平初速度v0从一端滑上A的水平上表面,它们在运动过程中的v-t图线如图所示.则根据图中所给出的已知数据v0、t1及物块质量m,可以求出的物理量是()A.木板A获得的动能B.A、B组成的系统损失的机械能C.木板A的最小长度D.A、B之间的动摩擦因数5.如图所示,A、B两木块靠在一起放在光滑的水平面上,A、B的质量分别为m A=2.0 kg、m B=1.5 kg.一个质量为m C=0.5 kg的小铁块C以v0=8 m/s的速度滑到木块A上,离开木块A后最终与木块B一起匀速运动.若木块A在铁块C滑离后的速度为v A=0.8 m/s,铁块C与木块A、B间存在摩擦.则摩擦力对B做的功为()A.0.6J B.1.2J C.0.45J D.2.435J6.如图所示,质量为M的小车置于光滑的水平面上,车的上表面粗糙,有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面,若车足够长,则( )A.木块的最终速度为mM mv0B.由于车表面粗糙,小车和木块所组成的系统动量不守恒C.车表面越粗糙,木块减少的动量越多D.车表面越粗糙,因摩擦产生的热量越多7.一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰,测出碰撞后氢原子核的速度是7v。

2019-2020年高中物理 碰撞同步练习 新人教版选修3

2019-2020年高中物理 碰撞同步练习 新人教版选修3

2019-2020年高中物理碰撞同步练习新人教版选修31.如图所示,质量为M的小车原来静止在光滑水平面上,小车A端固定一根轻弹簧,弹簧的另一端放置一质量为m的物体C,小车底部光滑,开始让弹簧处于压缩状态,当弹簧释放后,物体C被弹出向小车B端运动,最后与B端粘在一起,下列说法中正确的是( ) A.物体离开弹簧时,小车向左运动B.物体与B端粘在一起之前,小车的运动速率与物体C的运动速率之比为m/MC.物体与B端粘在一起后,小车静止下来D.物体与B端粘在一起后,小车向右运动2.三个相同的木块A、B、C从同一高度处自由下落,其中木块A刚开始下落的瞬间被水平飞来的子弹击中,木块B在下落到一定高度时,才被水平飞来的子弹击中。

若子弹均留在木块中,则三木块下落的时间t A、t B、tc的关系是( )A.t A< t B <tcB.t A> t B >tcC.t A =tc<t BD.t A=t B <tc3.如图所示,具有一定质量的小球A固定在轻杆一端,另一端挂在小车支架的O点。

用手将小球拉至水平,此时小车静止于光滑水平面上,放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起,则在此过程中小车将( )A.向右运动B.向左运动C.静止不动D.小球下摆时,车向左运动后又静止4.带有1/4光滑圆弧轨道质量为M的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示,一质量也为M的小球以速度v0水平冲上滑车,到达某一高度后,小球又返回车的左端,则( )A小球以后将向左做平抛运动B.小球将做自由落体运动C.此过程小球对小车做的功为Mv02/2D.小球在弧形槽上升的最大高度为vo2/2g;5.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是5 kg·m/s和7 kg·m,/s,甲追上乙并发生碰撞,碰撞后乙球的动量变为10kg·m/s,则两球质量m甲与m乙的关系可能是( C )A.m乙=m甲B·m乙=2m甲C 。

2019_2020学年高中物理第十六章4碰撞练习含解析新人教版选修3_5

2019_2020学年高中物理第十六章4碰撞练习含解析新人教版选修3_5

4 碰撞基础巩固1.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,无法确定解析:以甲滑块的运动方向为正方向,由动量守恒定律得3m·v-mv=0+mv'解得v'=2v碰前总动能E k=12×3m·v2+12mm2=2mm2碰后总动能E k'=12mm′2=2mm2E k=E k',所以A正确。

答案:A2.在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球,它们的动能相等,已知甲球的质量大于乙球的质量,它们正碰后可能发生的情况是()A.甲、乙两球都沿乙球碰前的运动方向运动B.甲球反向运动,乙球停下C.甲、乙两球都反向运动D.甲、乙两球都反向运动,且动能仍相等解析:由p2=2mE k知,甲球的动量大于乙球的动量,所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向,可以判断A、B、D错误,C正确。

答案:C3.A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,m A=1 kg,m B=2 kg,v A=6 m/s,v B=2 m/s。

当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是()A.v A'=5 m/s,v B'=2.5 m/sB.v A'=2 m/s,v B'=4 m/sC.v A'=-4 m/s,v B'=7 m/sD.v A'=7 m/s,v B'=1.5 m/s解析:虽然题中四个选项均满足动量守恒定律,但选项A、D中,碰后A球的速度v A'大于B球的速度v B',必然要发生第二次碰撞,不符合实际,即选项A、D均错误;选项C中,两球碰后的总动能为E k后=12m m m m′2+12m m m m′2=57J,大于碰前的总动能E k前=22J,违背了能量守恒,所以选项C错误;而选项B既符合实际情况,也不违背能量守恒,所以选项B正确。

人教版高二物理选修3-5第十六章 16.4碰撞跟踪训练(word版有答案)

人教版高二物理选修3-5第十六章 16.4碰撞跟踪训练(word版有答案)

人教版物理选修3-5 16.4碰撞跟踪训练一、不定项选择题(下列题目选型中有一个或多个选项是满足题意的)1.在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能的是()A.若两球质量相同,碰后以某一相等速率互相分开B.若两球质量相同,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,碰后以某一相等速率同向而行2.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v水平射向滑块,若射击下层,子弹刚好不射出,若射击上层,则子弹刚好能射进一半厚度,如图所示,上述两种情况相比较( )A.子弹对滑块做功一样多B.子弹对滑块做的功不一样多C.系统产生的热量一样多D.系统产生的热量不一样多3.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,两球的最大摆角相同D.第一次碰撞后的瞬间,两球的动能大小相等4.如图,半径为R、质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,将质量也为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放,小球自由落体后由A点经过半圆轨道后从B冲出,在空中能上升的最大高度为34h,则( )A.小球和小车组成的系统动量守恒B.小车向左运动的最大距离为1 2 RC.小球离开小车后做竖直上抛运动D.小球第二次能上升的最大高度13 24 h h h<<5.质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰,碰撞后,A球的动能变为原来的19,那么碰撞后B球的速度大小可能是()A.13v B.23v C.49v D.89v6.质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接,以恒定的速度v沿光滑水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞,如图所示,碰撞时间极短,在此过程中,下列情况可能发生的是()A.M、m0、m速度均发生变化,分别为v1、v2、v3,而且满足(M+m0)v=Mv1+m0v2+mv3 B.m0的速度不变,M和m的速度变为v1和v2,而且满足Mv=Mv1+mv2C.m0的速度不变,M和m的速度都变为v′,且满足Mv=(M+m)v′D.M、m0、m速度均发生变化,M、m0速度都变为v1,m的速度变为v2,且满足(M+m)v0= (M+m)v1+mv27.游乐场上,两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速度运动;设甲同学和他的车的总质量为150 kg,碰撞前向右运动,速度的大小为4.5 m/s,乙同学和他的车的总质量为200 kg ,碰撞前向左运动,速度的大小为4.25 m/s ,则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向) ( )A .1 m/sB .0.5 m/sC .-1 m/sD .-0.5 m/s8.质量为m 1=1kg 和m 2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其 x t - (位移—时间)图象如图所示,则可知碰撞属于( )A .非弹性碰撞B .弹性碰撞C .完全非弹性碰撞D .条件不足,不能确定9.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是P 甲=5kg·m/s,P 乙=7kg·m/s,甲追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为P 乙'=10kg·m/s,则两球质量m 甲与m 乙的关系可能是( )A .m 甲=m 乙B .m 乙=2m 甲C .m 乙=4m 甲D .m 乙=6m 甲10.一中子与一质量数为A (A>1)的原子核发生弹性正碰。

高中物理人教版选修3-5课时跟踪检测:(二) 动量守恒定律 Word版含解析

高中物理人教版选修3-5课时跟踪检测:(二) 动量守恒定律 Word版含解析

课时跟踪检测(二)动量守恒定律1.(多选)根据UIC(国际铁道联盟)的定义,高速铁路是指营运速率达200 km/h以上的铁路和动车组系统。

据广州铁路局警方测算:当和谐号动车组列车以350 km/h的速度在平直铁轨上匀速行驶时,受到的阻力约为106 N,如果撞击一块质量为0.5 kg的障碍物,会产生大约5 000 N的冲击力,撞击时间约为0.1 s,瞬间可能造成列车颠覆,后果不堪设想。

在撞击过程中,下列说法正确的是()图1A.冲击力对列车的冲量约为500 N·sB.冲击力对列车的冲量约为104 N·sC.冲击力对障碍物的冲量约为175 N·sD.列车和障碍物组成的系统动量近似守恒解析:选AD冲击力为5 000 N,冲量为5 000×0.1 N·s=500 N·s,A对,B、C错;撞击过程时间极短,列车和障碍物组成的系统动量近似守恒,D对。

2.甲、乙两船静止在湖面上,总质量分别是m1、m2,两船相距x,甲船上的人通过绳子用力F拉乙船,若水对两船的阻力大小均为F f,且F f<F,则在两船相向运动的过程中()A.甲船的动量守恒B.乙船的动量守恒C.甲、乙两船的总动量守恒D.甲、乙两船的总动量不守恒解析:选C甲船、人、绳、乙船组成的系统所受的合力为零,动量守恒,则选项C 正确。

3.如图2所示,在光滑水平面上,用等大异向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上,已知m A<m B,经过相同的时间后同时撤去两力,以后两物体相碰并粘为一体,则粘合体最终将()图2A.静止B.向右运动C.向左运动D.无法确定解析:选A选取A、B两个物体组成的系统为研究对象,根据动量定理,整个运动过程中,系统所受的合外力为零,所以动量改变量为零,初始时刻系统静止,总动量为零,最后粘合体的动量也为零,即粘合体静止,所以选项A正确。

4.(多选)如图3所示,小车放在光滑的水平面上,将系着绳的小球拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中()图3A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒B.小球向左摆动时,小车向右运动,且系统动量守恒C.小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零D.在任意时刻,小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反解析:选BD以小球和小车组成的系统为研究对象,在水平方向上不受力的作用,所以系统在水平方向上动量守恒,由于初始状态小车与小球均静止,所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零,要么大小相等、方向相反,选项A、C错误,选项B、D正确。

(人教版)高中物理选修3-5课时跟踪检测:(一) 动量和动量定理 含解析

(人教版)高中物理选修3-5课时跟踪检测:(一) 动量和动量定理 含解析

课时跟踪检测(一)动量和动量定理1.(多选)下列说法正确的是()A.运动物体的动量的方向总是与它的运动方向相同B.作用于物体上的合外力的冲量不为0,则物体的动量一定发生变化C.作用于物体上的合外力的冲量不为0,则物体的动能一定发生变化D.物体所受合外力的冲量方向总是与物体的动量方向相同解析:选AB动量的方向总与速度即运动方向相同,故A对;合外力的冲量不为零,由动量定理I合=Δp,可知动量的变化量Δp一定不为零,即动量一定变化,但动能不一定变化,有可能动量的大小不变,方向变化,故B对,C错;I合的方向一定与动量变化量的方向相同,但不一定与动量的方向相同,故D错。

2.篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。

接球时,两手随球迅速收缩至胸前。

这样做可以()A.减小球对手的冲量B.减小球对手的冲击力C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量解析:选B由动量定理Ft=Δp知,接球时两手随球迅速收缩至胸前,延长了手与球接触的时间,从而减小了球的动量变化率,减小了球对手的冲击力,选项B正确。

3.(多选)古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。

若兔子与树桩发生碰撞,作用时间为0.2 s,则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是()图1A.1 m/s B.1.5 m/sC.2 m/s D.2.5 m/s解析:选CD根据题意建立模型,设兔子与树桩的撞击力为F,兔子撞击树桩后速度为零,根据动量定理有-Ft=0-m v,所以v=Ftm=mgtm=gt=10×0.2 m/s=2 m/s。

4.质量为1 kg的物体做直线运动,其速度图像如图2所示。

则物体在前10 s内和后10 s内所受外力的冲量分别是()图2A.10 N·s,10 N·sB.10 N·s,-10 N·sC.0,10 N·sD.0,-10 N·s解析:选D由图像可知,在前10 s内初、末状态的动量相等,p1=p2=5 kg·m/s,由动量定理知I1=0;在后10 s内p3=-5 kg·m/s,I2=p3-p2=-10 N·s,故选D。

2019-2020年人教版高中物理选修3-5教学案:第十六章 第4节 碰 撞含答案

2019-2020年人教版高中物理选修3-5教学案:第十六章 第4节 碰 撞含答案

第4节碰__撞1.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫做弹性碰撞,如果碰撞过程中机械能不守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞。

2.两小球碰撞前后的运动速度与两球心的连线在同一条直线上,这种碰撞称为正碰,也叫对心碰撞。

3.微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”,这样的碰撞又叫散射。

一、碰撞的分类1.从能量角度分类(1)弹性碰撞:碰撞过程中机械能守恒。

(2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能不守恒。

(3)完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体或碰后具有共同速度,这种碰撞动能损失最大。

2.从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类(1)正碰:(对心碰撞)两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上,碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动。

(2)斜碰:(非对心碰撞)两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线而运动。

二、弹性碰撞特例1.两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰,v1≠0,v2=0,则碰后两球速度分别为v1′=m1-m2m1+m2v1,v2′=2m1m1+m2v1。

2.若m1=m2的两球发生弹性正碰,v1≠0,v2=0,则v1′=0,v2′=v1,即两者碰后交换速度。

3.若m1≪m2,v1≠0,v2=0,则二者弹性正碰后,v1′=-v1,v2′=0。

表明m1被反向以原速率弹回,而m2仍静止。

4.若m1≫m2,v1≠0,v2=0,则二者弹性正碰后,v1′=v1,v2′=2v1。

表明m1的速度不变,m2以2v1的速度被撞出去。

三、散射1.定义微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”而发生的碰撞。

2.散射方向由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小,所以多数粒子碰撞后飞向四面八方。

1.自主思考——判一判(1)两小球在光滑水平面上碰撞后粘在一起,因而不满足动量守恒定律。

(×)(2)速度不同的两小球碰撞后粘在一起,碰撞过程中没有能量损失。

【人教版】高中物理选修3-5跟踪检测验收评估(三): 碰 撞 Word版含解析

【人教版】高中物理选修3-5跟踪检测验收评估(三): 碰 撞 Word版含解析

课时跟踪检测(三)碰撞1.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,碰后两球都静止解析:选A若两球质量相等,碰前两球总动量为零,碰后总动量也应该为零,由此分析可得A可能、B不可能。

若两球质量不同,碰前两球总动量不为零,碰后总动量也不能为零,D不可能。

若两球质量不同且碰后以某一相等速率分开,则总动量方向与质量较大的球的动量方向相同,与碰前总动量方向相反,C不可能。

2.关于散射,下列说法正确的是()A.散射就是乱反射,毫无规律可言B.散射中没有对心碰撞C.散射时仍遵守动量守恒定律D.散射时不遵守动量守恒定律解析:选C由于散射也是碰撞,所以散射过程中动量守恒。

3.如图1所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是()图1A.A和B都向左运动B.A和B都向右运动C.A静止,B向右运动D.A向左运动,B向右运动解析:选D选向右为正方向,则A的动量p A=m·2v0=2m v0。

B的动量p B=-2m v0。

碰前A、B的动量之和为零,根据动量守恒,碰后A、B的动量之和也应为零,可知四个选项中只有选项D符合题意。

4.A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移—时间图像如图2所示。

由图可知,物体A、B的质量之比为()图2A .1∶1B .1∶2C .1∶3D .3∶1解析:选C 由图像知:碰前v A =4 m/s ,v B =0。

碰后v A ′=v B ′=1 m/s ,由动量守恒可知m A v A +0=m A v A ′+m B v B ′,解得m B =3m A 。

2019-2020学年物理人教版选修3-5课后检测:16.4 碰撞 Word版含解析

2019-2020学年物理人教版选修3-5课后检测:16.4 碰撞 Word版含解析

4碰撞记一记碰撞知识体系1个模型——动碰静模型(熟记碰后结果)2类碰撞——弹性碰撞非弹性碰撞3个原则——动量守恒动能不增加速度符合实情辨一辨1.两物体间发生的碰撞一定为弹性碰撞.(×)2.两物体间发生的碰撞过程,动量一定守恒,动能可能不守恒.(√)3.两物体发生正碰时,动量一定守恒.(√)4.两物体发生斜碰时,动量不守恒.(×)5.微观粒子的散射现象的发生是因为粒子与物质微粒发生了对心碰撞.(×)想一想1.两小球发生对心碰撞,碰撞过程中两球动量是否守恒?动能呢?提示:两球对心碰撞,动量是守恒的,只有发生弹性碰撞,动能才守恒.2.碰撞后两个物体结合在一起碰撞过程中机械能守恒吗?提示:碰撞后两物体结合在一起损失的机械能最多,机械能不守恒.3.牛顿摆是一个1960年代发明的桌面演示装置,五个质量相同的球体由吊绳固定,彼此紧密排列.当摆动最左侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球时,最右边的球将被弹出,并仅有最右边的球被弹出.上述规则适用于更多的球,两个,三个,……其中蕴含什么道理?提示:在理想情况下,完全弹性碰撞的物理过程满足动量守恒和能量守恒.如果两个碰撞小球的质量相等,联立动量守恒和能量守恒方程时可解得:两个小球碰撞后交换速度.如果被碰撞的小球原来静止,则碰撞后该小球具有了与碰撞小球一样大小的速度,而碰撞小球则停止.多个小球碰撞时可以进行类似的分析.思考感悟:练一练1.A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动.其位移—时间图象如图所示.由图可知,物体A、B的质量之比为()A.1:1B.1:2C.1:3 D.3:1解析:由题图知:碰前v A=4 m/s,v B=0.碰后v A′=v B′=1 m/s,由动量守恒可知m A v A+0=m A v A′+m B v B′,解得m B=3m A.故选项C正确.答案:C2.如图所示,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m B=2m A,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s.则()A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10解析:碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则B球的动量增量为4 kg·m/s,所以碰后A球的动量为2 kg·m/s,B球的动量为10 kg·m/s,即m A v A=2 kg·m/s,m B v B=10 kg·m/s,且m B=2m A,v A:v B =2:5,所以,选项A正确.答案:A3.质量为m的小球A以水平速率v与静止在光滑水平面上质量为3m的小球B正碰后,小球A的速率为v2,则碰后B球的速度为(以A球原方向为正方向)()A.v6B.vC.-v3 D.v 2解析:由动量守恒定律知,若碰后A球运动方向不变,则m v=m v2+3m v B,解得v B=v6<v2,由于这时B球的速度小于A球的速度,B球又是在运动方向的前面,这是不可能的,若碰后A球被反弹回去,则有m v=m(-v2)+3m v B′,所以v B′=v2,故选项D正确.答案:D4.如图,光滑水平地面上有三个物块A 、B 和C ,它们具有相同的质量,且位于同一直线上.开始时,三个物块均静止.先让A 以一定速度与B 碰撞,碰后它们粘在一起,然后又一起与C 碰撞并粘在一起.求前后两次碰撞中损失的动能之比.解析:设三个物块A 、B 和C 的质量均为m ,A 与B 碰撞前A 的速度为v ,碰撞后的速度为v 1,AB 与C 碰撞后的共同速度为v 2.由动量守恒定律得m v =2m v 1,2m v 1=3m v 2,所以m v =3m v 2,设第一次碰撞中的动能损失为ΔE 1,第二次碰撞中的动能损失为ΔE 2.由能量守恒定律得12m v 2=12(2m )v 21+ΔE 1 12(2m )v 21=12(3m )v 22+ΔE 2 联立以上四式解得ΔE 1:ΔE 2=3:1.答案:3:1要点一碰撞的特点和分类1.甲、乙两铁球质量分别是m1=1 kg,m2=2 kg,在光滑水平面上沿同一直线运动,速度分别是v1=6 m/s、v2=2 m/s.甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是()A.v′1=7 m/s,v′2=1.5 m/sB.v′1=2 m/s,v′2=4 m/sC.v′1=3.5 m/s,v′2=3 m/sD.v′1=4 m/s,v′2=3 m/s解析:选项A和B均满足动量守恒条件,但选项A碰后甲球速度大于乙球速度而且总动能大于碰前总动能,选项A错误,B 正确;选项C不满足动量守恒条件,错误;选项D满足动量守恒条件,且碰后总动能小于碰前总动能,但碰后甲球速度大于乙球速度,不合理,选项D错误.故应选B.答案:B2.(多选)质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正碰,碰撞后两者的动量正好相等.两者质量之比Mm可能为()A.2 B.3C.4 D.5解析:设碰撞后质量为M的物块与质量为m的物块速度分别为v1、v2,由动量守恒定律得M v =M v 1+m v 2①由能量关系得12M v 2≥12M v 21+12m v 22②由已知条件得M v 1=m v 2③①③联立可得v =2v 1④②③④联立消去v 、v 1、v 2,整理得M m ≤3,故选项A 、B 正确.答案:AB3.(多选)如图所示,位于光滑水平桌面,质量相等的小滑块P 和Q 都可以视作质点,Q 与轻质弹簧相连,设Q 静止,P 以某一初动能E 0水平向Q 运动并与弹簧发生相互作用,若整个作用过程中无机械能损失,用E 1表示弹簧具有的最大弹性势能,用E 2表示Q 具有的最大动能,则( )A .E 1=E 02B .E 1=E 0C .E 2=E 02D .E 2=E 0解析:当P 和Q 达到共同速度时,弹簧具有的弹性势能最大,由动量守恒定律m v 0=2m v ,①最大弹性势能E 1=12m v 20-12·2m v 2,②又E 0=12m v 20,③联立①②③得E1=E02,A正确,B错误;由于P、Q的质量相等,故在相互作用过程中发生速度交换,当弹簧恢复原长时,P 的速度为零,系统的机械能全部变为Q的动能,D正确.答案:AD4.如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m=1 kg的相同小球A、B、C,现让A球以v0=2 m/s的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,C球的最终速度v C=1 m/s.求:(1)A、B两球跟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?解析:(1)A、B相碰满足动量守恒:m v0=2m v1解得两球跟C球相碰前的速度:v1=1 m/s.(2)两球与C碰撞,动量守恒:2m v1=m v C+2m v2解得两球碰后的速度:v2=0.5 m/s,两次碰撞损失的动能:ΔE k=12m v20-12×2m v22-12m v2C=1.25 J答案:(1)1 m/s(2)1.25 J要点二碰撞问题的合理性判断5.质量相等的A、B两球在光滑水平面上均向右沿同一直线运动,A球的动量为p A=9 kg·m/s,B球的动量为p B=3 kg·m/s,当A 球追上B球时发生碰撞,则碰后A、B两球的动量可能是() A.p′A=6 kg·m/s,p′B=6 kg·m/sB.p′A=8 kg·m/s,p′B=4 kg·m/sC.p′A=-2 kg·m/s,p′B=14 kg·m/sD.p′A=-4 kg·m/s,p′B=17 kg·m/s解析:A、B组成的系统所受合外力为0,系统动量守恒,即p′A+p′B=p A+p B=9 kg·m/s+3 kg·m/s=12 kg·m/s,故先排除D 项.A、B碰撞前的动能应大于或等于碰撞后的动能,即E k A+E k B≥E′k A+E′k B,E k A+E k B=p2A2m+p2B2m=81+92m(J)=902m(J),E′k A+E′k B=p′2A+p′2B2m,将A、B、C三项数值代入可排除C项.A、B选项数据表明碰撞后两球的动量均为正值,即碰后两球沿同一方向运动.因A 球的速度应小于或等于B球的速度,即v′A≤v′B,因此又可排除B项.所以该题的正确选项为A.答案:A6.在公路上发生了一起交通事故,质量为1.0×104 kg的客车向南行驶迎面撞上质量为2.0×104 kg向北行驶的货车,碰后两车接在一起,并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定,碰前客车行驶速率为20 m/s,由此可判断碰前货车的行驶速率为()A.小于10 m/s B.大于10 m/s小于20 m/sC.大于20 m/s小于30 m/s D.大于30 m/s小于40 m/s解析:由题意知,向南行驶的客车比向北行驶的货车的动量大,m客v客>m货v货,即1.0×104 kg×20 m/s>2.0×104 kg×v货,可得v货<10 m/s,选项A正确.答案:A7.冰球运动员甲的质量为80.0 kg.当他以5.0 m/s的速度向前运动时,与另一质量为100 kg、速度为3.0 m/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:(1)碰后乙的速度的大小.(2)碰撞中总机械能的损失.解析:(1)设运动员甲、乙的质量分别为m、M,碰撞前的速度大小分别为v、V,碰撞后乙的速度大小为V′,取运动员甲速度方向为正方向,由动量守恒定律得m v-MV=MV′①代入数据得V′=1.0 m/s②(2)设碰撞过程中总机械能的损失为ΔE,应有12+12MV2=12MV′2+ΔE③2m v联立②③式,代入数据得ΔE=1 400 J答案:(1)1.0 m/s(2)1 400 J8.[2019·大庆检测]如图所示,木块A质量m A=1 kg,足够长的木板B质量m B=4 kg,质量为m C=4 kg的木块C置于木板B上右侧,都处于静止状态,水平面光滑,B、C之间有摩擦.现使A 以v0=12 m/s的初速度向右运动,与B碰撞后以4 m/s速度弹回.求:(1)B运动过程中速度的最大值.(2)C 运动过程中速度的最大值.(3)整个过程中系统损失的机械能为多少.解析:(1)A 与B 碰后瞬间,B 速度最大.由A 、B 系统动量守恒(取向右为正方向)有:m A v 0+0=-m A v A +m B v B代入数据得:v B =4 m/s(2)B 与C 共速后,C 速度最大,由B 、C 系统动量守恒,有 m B v B +0=(m B +m C )v C代入数据得:v C =2 m/s(3)ΔE 损=m A v 202-m A v 2A 2-(m B +m C )v 2C 2=48 J 答案:(1)4 m/s (2)2 m/s (3)48 J9.[2019·百校联盟]如图所示,滑块A 、C 质量均为m ,滑块B 质量为32m .开始时A 、B 分别以v 1、v 2的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动,现将C 无初速度地放在A 上,并与A 粘合不再分开,此时A 与B 相距较近,B 与挡板相距足够远.若B 与挡板碰撞将以原速率反弹,A 与B 碰撞后将粘合在一起.为使B 能与挡板碰撞两次,v 1、v 2应满足什么关系?解析:设向右为正方向,A 与C 粘合在一起的共同速度为v ′,由动量守恒定律得m v 1=2m v ′①为保证B 碰挡板前A 未能追上B ,应满足v ′≤v 2②设A 、B 碰后的共同速度为v ″,由动量守恒定律得2m v ′-32m v 2=72m v ″③为使B 能与挡板再次相碰应满足v ″>0④联立①②③④式解得1.5v 2<v 1≤2v 2或12v 1≤v 2<23v 1答案:1.5v 2<v 1≤2v 2或12v 1≤v 2<23v 1基础达标1.下列对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,这样的碰撞是弹性碰撞.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.答案:A2.如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M 的斜面,斜面表面光滑、高度为h 、倾角为θ.一质量为m (m <M )的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中的机械能损失.如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面的顶端.如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为( )A .h B.mh m +MC.mh MD.Mh m +M 解析:斜面固定时,由动能定理得-mgh =0-12m v 20,所以v 0=2gh ;斜面不固定时,由水平方向动量守恒得m v 0=(M +m )v ,由机械能守恒得12m v 20=12(M +m )v 2+mgh ′,解得h ′=M M +mh ,故选D.答案:D3.在光滑的水平面上有三个完全相同的小球,它们在一条直线上,2、3小球静止,并靠在一起,1小球以速度v0撞向它们,如图所示.设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度的可能值是()A.v1=v2=v3=13v0B.v1=0,v2=v3=12v0C.v1=0,v2=v3=12v0D.v1=v2=0,v3=v0解析:两个质量相等的小球发生弹性正碰,碰撞过程中动量守恒、机械能守恒,碰撞后将交换速度,故D项正确.答案:D4.[2019·湖南师大附中](多选)质量为m,速度为v的A球跟质量为3m的静止的B球发生正碰.碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此碰撞后B球的速度可能值为()A.0.6v B.0.4vC.0.2v D.0.3v解析:如果碰撞是弹性的,由动量守恒和能量守恒得m v=m v1+3m v2,12m v2=12m v21+123m v22,v2=0.5v,此过程B获得速度最大;如果碰撞是非弹性的,粘在一起时B获得速度最小,由m v=4m v3,v3=0.25v,则B的速度可能值为v3≤v B≤v2,即0.25v≤v B≤0.5v,B、D正确.答案:BD5.(多选)如图所示,用两根长度都等于L的细绳,分别把质量相等、大小相同的a、b两球悬于同一高度,静止时两球恰好相接触.现把a球拉到细绳处于水平位置,然后无初速释放,当a球摆动到最低位置与b球相碰后,b球可能升高的高度为()A.L B.4L 5C.L4 D.L8解析:若a、b两球发生完全弹性碰撞,易知b球上摆的高度可达L;若a、b两球发生完全非弹性碰撞(即碰后两球速度相同),则根据m v=2m v′和12·2m v′2=2mgh′,可知其上摆的高度为L4.考虑到完全非弹性碰撞中动能的损失最多,故b球上摆的高度应满足L4≤h≤L.答案:ABC6.[2019·广东中山联考](多选)如图(a)所示,光滑平台上,物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车上,车与水平面间的动摩擦因数不计;(b)图为物体A与小车B的v -t图象,由此可知()A .小车上表面长度B .物体A 与小车B 的质量之比C .物体A 与小车B 上表面的动摩擦因数D .小车B 获得的动能 解析:由图象可知,物体A 与小车B 最终以共同速度v 1匀速运动,不能确定小车上表面的长度,故A 错误;由动量守恒定律得m A v 0=(m A +m B )v 1,解得m A m B =v 1v 0-v 1,可以确定物体A 与小车B 的质量之比,故B 正确;由图象可以知道,物体A 相对小车B 的位移Δx =12v 0t 1,根据能量守恒得μm A g Δx =12m A v 20-12(m A +m B )v 21,根据求得的物体A 与小车B 的质量关系,可以解出物体A 与小车B 上表面的动摩擦因数,故C 正确;由于小车B 的质量不可知,故不能确定小车B 获得的动能,故D 错误.故选B 、C.答案:BC7.(多选)质量为m 的小球A 在光滑的水平面上以速度v 与静止在光滑水平面上的质量为2m 的小球B 发生正碰,碰撞后,A 球的动能变为原来的19,那么碰撞后B 球的速度大小可能是( )A.13vB.23vC.49vD.89v解析:设A 球碰后的速度为v A ,由题意有12m v 2A =19×12m v 2,则|v A |=13v ,碰后A 的速度有两种可能,因此由动量守恒定律有m v =m ×13v +2m v B 或m v =-m ×13v +2m v B ,解得v B =13v 或23v .答案:AB8.[2019·河南模拟](多选)如图所示,光滑曲面下端与光滑水平面相切,一质量为m 的弹性小球P 沿曲面由静止开始下滑,与一质量为km (k 为大于0的正整数)且静止在水平地面上的弹性小球Q 发生弹性正碰.为使二者只能发生一次碰撞,下列关于k 的取值可能正确的是( )A .1B .2C .3D .4解析:设碰前的速度为v 0,碰撞满足动量守恒定律和机械能守恒定律,则有m v 0=m v 1+km v 2,12m v 20=12m v 21+12km v 22,联立解得v 1=1-k 1+k v 0,v 2=21+kv 0,为使二者只能发生一次碰撞,所以必须满足|v 1|≤|v 2|,又k 为大于0的正整数,所以0<k ≤3,即k 的取值可能为1、2、3,选项A 、B 、C 正确,D 错误.答案:ABC9.(多选)在光滑的水平面上,有A 、B 两球沿同一直线向右运动,如图所示.已知碰撞前两球的动量分别为p A=12 kg·m/s,p B=13 kg·m/s.碰撞后它们的动量变化Δp A、Δp B有可能是() A.Δp A=-3 kg·m/s,Δp B=3 kg·m/sB.Δp A=4 kg·m/s,Δp B=-4 kg·m/sC.Δp A=-5 kg·m/s,Δp B=5 kg·m/sD.Δp A=-24 kg·m/s,Δp B=24 kg·m/s解析:四个选项均遵守动量守恒定律,即有Δp A+Δp B=0,由于本题是追赶碰撞,物理情景可行性必有v A>v B,v B′>v B,所以有Δp B>0,因而Δp A<0,可将B选项排除,再由碰后动能不增加得:12m A v 2A+12m B v2B≥12m A v′2A+12m B v′2B①12m B v 2B<12m B v′2B②联立①②解得12m A v′2A<12m A v2A而D选项中12m A v′2A=12m A v2A③故排除D选项,检验选项A、C,可知同时满足碰撞的三个原则,故本题的答案应为A、C.答案:AC能力达标10.A、B两物体在光滑水平面上相向运动,其中物体A的质量为m A=4 kg,两物体发生相互作用前后的运动情况如图所示.则:(1)由图可知,A、B两物体在________时刻发生碰撞,B物体的质量为m B=________kg.(2)碰撞过程中,系统的机械能损失多少?解析:(1)由图象知,在t=2 s时刻A、B相撞,碰撞前后,A、B的速度:v A=Δx At=-42m/s=-2 m/sv B=Δx Bt=62m/s=3 m/sv AB=Δx ABt=22m/s=1 m/s由动量守恒定律有:m A v A+m B v B=(m A+m B)v AB 解得m B=6 kg.(2)碰撞过程损失的机械能:ΔE=12m A v2A+12m B v2B-12(m A+m B)v2AB=30 J.答案:(1)2 s6(2)30 J 11.[2019·福建莆田期中]如图所示,竖直平面内的光滑水平轨道的左边与墙壁对接,右边与一个足够高的14光滑圆弧轨道平滑相连,木块A、B静置于光滑水平轨道上,A、B的质量分别为1.5 kg 和0.5 kg.现让A以6 m/s的速度水平向左运动,之后与墙壁碰撞,碰撞的时间为0.3 s,碰后的速度大小变为4 m/s.当A与B碰撞后会立即粘在一起运动,g取10 m/s2.求:(1)在A与墙壁碰撞的过程中,墙壁对A的平均作用力的大小;(2)A、B滑上圆弧轨道的最大高度.解析:(1)设水平向右为正方向,当A与墙壁碰撞时,根据动量定理有F t=m A v′1-m A(-v1)解得F=50 N.(2)设碰撞后A、B的共同速度为v,根据动量守恒定律有m A v′1=(m A+m B)vA、B在光滑圆弧轨道上滑动时机械能守恒,由机械能守恒定律得12(m A+m B)v2=(m A+m B)gh解得h=0.45 m.答案:(1)50 N(2)0.45 m12.[2019·江西五校联考]如图所示,质量为m 的炮弹运动到水平地面O 点正上方时速度沿水平方向,离地面的高度为h ,动能为E ,此时发生爆炸,分解为质量相等的两部分,两部分的动能之和为2E ,速度方向仍沿水平方向,爆炸时间极短,重力加速度为g ,不计空气阻力和火药的质量,求炮弹的两部分落地点之间的距离.解析:爆炸之前E =12m v 20爆炸过程动量守恒,有m v 0=12m v 1+12m v 212(m 2)v 21+12(m 2)v 22=2E联立解得v 1=0,v 2=2v 0即爆炸后一部分做自由落体运动,另一部分做平抛运动,有h =12gt 2x =2v 0t解得炮弹的两部分落地点之间的距离为x =4Eh mg .答案:4Eh mg13.[2019·河北衡水期中]如图所示,ABD 为竖直平面内的轨道,其中AB 段水平粗糙,BD 段为半径R =0.08 m 的半圆光滑轨道,两段轨道相切于B 点.小球甲以v 0=5 m/s 的速度从C 点出发,沿水平轨道向右运动,与静止在B 点的小球乙发生弹性正碰,碰后小球乙恰好能到达圆轨道最高点D .已知小球甲与AB 段间的动摩擦因数μ=0.4,CB 的距离s =2 m ,g 取10 m/s 2,甲、乙两球可视为质点.求:(1)碰撞前瞬间,小球甲的速度大小v 甲;(2)小球甲和小球乙的质量之比.解析:(1)对甲在CB 段,由动能定理得μm 甲gs =12m 甲v 20-12m 甲v 2甲解得v 甲=3 m/s.(2)碰后,乙恰好能到达圆轨道最高点D ,由牛顿第二定律得m 乙g =m 乙v 2D R从B 点到D 点,由机械能守恒定律得12m 乙v 2D +2m 乙gR =12m 乙v 2B 解得v B =5gR =2 m/s在B 位置,甲、乙碰撞过程中甲、乙组成的系统动量守恒,以水平向右为正方向,由动量守恒定律得m甲v甲=m甲v′甲+m乙v B由机械能守恒定律得12m甲v2甲=12m甲v′2甲+12m乙v2B所以m甲m乙=12.答案:(1)3 m/s(2)1 2。

2019年物理新同步粤教版选修3-5精练:课时跟踪检测(三) 动量守恒定律在碰撞中的应用 Word

2019年物理新同步粤教版选修3-5精练:课时跟踪检测(三) 动量守恒定律在碰撞中的应用 Word

姓名,年级:时间:课时跟踪检测(三)动量守恒定律在碰撞中的应用一、选择题(第1~5题为单选题,第6~8题为多选题)1.冰壶运动深受观众喜爱,图(a)为冬奥会上运动员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中,冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰,如图(b)所示。

若两冰壶质量相等,则碰后两冰壶最终停止的位置,可能是下列图中的哪幅图( )解析:选 B 碰撞过程动量守恒,两冰壶发生正碰,由动量守恒定律可知,碰撞前后系统动量不变,两冰壶的动量方向即速度方向不会偏离甲原来的方向,由题图可知,A图示情况是不可能的,故A错误;如果两冰壶发生弹性碰撞,碰撞过程动量守恒、机械能守恒,两冰壶质量相等,碰撞后两冰壶交换速度,甲静止,乙的速度等于甲的速度,碰后乙做减速运动,最后停止,最终两冰壶的位置如图B所示,故B正确;两冰壶碰撞后,甲的速度不可能大于乙的速度,碰后乙在前,甲在后,图C是不可能出现的,故C错误;碰撞过程机械能不可能增大,两冰壶质量相等,碰撞后甲的速度不可能大于乙的速度,碰撞后甲的位移不可能大于乙的位移,故D错误.2.A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移-时间图像(st图)如图中A、D、C和B、D、C所示。

由图可知,物体A、B的质量之比为()A.1∶1 B.1∶2C.1∶3 D.3∶1解析:选C 由图可得,碰撞前v A=4 m/s,v B=0;碰撞后v A′=v B′=1 m/s,由动量守恒m A v A=(m A+m B)v′可得错误!=错误!=错误!,故C对。

3。

如图所示,光滑圆槽的质量为M,静止在光滑的水平面上,其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处,如将线烧断,小球滑到另一边的最高点时,圆槽的速度为()A.0 B.向左C.向右D.无法确定解析:选A 小球和圆槽组成的系统在水平方向上不受外力,故系统在水平方向上动量守恒.细线被烧断的瞬间,系统在水平方向的总动量为零。

又知小球到达最高点时,球与槽水平方向上有共同速度,设为v′,由动量守恒定律有:0=(M+m)v′,所以v′=0,故A对.4.质量相等的三个小球a,b,c在光滑的水平面上以相同的速度运动,它们分别与原来静止的三个小球A,B,C相碰,相碰后,a球继续沿原来方向运动,b球静止,c球被反弹回来,这时A,B,C三个被碰小球中动量最大的是( )A.A球B.B球C.C球D.三球一样大解析:选C 设a,b,c质量均为m,碰前速度均为v,则a碰A过程中有mv=mv a+p A;b碰B过程中有mv=p B;c碰C过程中有mv=-mv c+p C,可得p C>p B>p A,故选项C对。

人教版高中物理选修3-5检测:课时训练4 碰撞+Word版含答案

人教版高中物理选修3-5检测:课时训练4 碰撞+Word版含答案

课时训练4碰撞题组一常见的碰撞类型1.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,这样的碰撞叫作非弹性碰撞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,就叫作弹性碰撞。

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。

答案:A2.(多选)关于非弹性碰撞,下列说法正确的是()A.非弹性碰撞中能量不守恒B.非弹性碰撞是相对弹性碰撞来说的C.非弹性碰撞的动能一定减少D.非弹性碰撞的动能可能增加解析:在非弹性碰撞中,机械能不守恒,但能量仍是守恒的,碰撞过程中会有一部分动能转化为其他形式的能量,故动能会减少。

答案:BC题组二弹性碰撞3.(多选)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解析:由于两球发生弹性碰撞,故系统动量、机械能均守恒,则mv=3mv b+mv a①,mv2=×3m②,由两式联立解得v a=-v,v b=v,故选项A正确;由前面求得速度可知第一次碰后p a=-mv,p b=mv,故选项B错误;由于第一次碰后,|v a|=|v b|,根据机械能守恒可知两球可到达相同高度即摆角相同,选项C错误;因两球摆长相同,根据T=2π知,两球同时到达各自平衡位置发生第二次碰撞,选项D 正确。

答案:AD4.(多选)质量为m0、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μ,初始时小物块停在箱子正中间,如图所示。

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2019-2020学年高中物理课时跟踪检测(三)碰撞新人教版选修3-5
1.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
解析:选A 若两球质量相等,碰前两球总动量为零,碰后总动量也应该为零,由此分析可得A可能、B不可能。

若两球质量不同,碰前两球总动量不为零,碰后总动量也不能为零,D不可能。

若两球质量不同且碰后以某一相等速率分开,则总动量方向与质量较大的球的动量方向相同,与碰前总动量方向相反,C不可能。

2.关于散射,下列说法正确的是( )
A.散射就是乱反射,毫无规律可言
B.散射中没有对心碰撞
C.散射时仍遵守动量守恒定律
D.散射时不遵守动量守恒定律
解析:选C 由于散射也是碰撞,所以散射过程中动量守恒。

3.如图1所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2v0,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( )
图1
A.A和B都向左运动B.A和B都向右运动
C.A静止,B向右运动D.A向左运动,B向右运动
解析:选D 选向右为正方向,则A的动量p A=m·2v0=2mv0。

B的动量p B=-2mv0。

碰前A、B的动量之和为零,根据动量守恒,碰后A、B的动量之和也应为零,可知四个选项中只有选项D符合题意。

4.A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移—时间图像如图2所示。

由图可知,物体A、B的质量之比为( )
图2
A .1∶1
B .1∶2
C .1∶3
D .3∶1
解析:选C 由图像知:碰前v A =4 m/s ,v B =0。

碰后v A ′=v B ′=1 m/s ,由动量守恒可知m A v A +0=m A v A ′+m B v B ′,解得m B =3m A 。

故选项C 正确。

5.甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是 5 kg·m/s 和7 kg·m/s,甲追上乙并发生碰撞,碰撞后乙球的动量变为10 kg·m/s,则两球质量m 甲与m 乙的关系可能是( )
A .m 乙=m 甲
B .m 乙=2m 甲
C .4m 甲=m 乙
D .m 乙=6m 甲 解析:选C 碰撞前,v 甲>v 乙,即
p 甲m 甲>p 乙m 乙,可得m 甲m 乙<57;碰撞后,v 甲≤v 乙,即p 甲′m 甲≤p 乙′m 乙,可得m 甲m 乙≥15;综合可得15≤m 甲m 乙<57
,选项A 、D 错误。

由碰撞过程动能不增加可知,E 碰前≥E 碰后,由B 得到E 碰前<E 碰后,所以排除B ,答案选C 。

6.(多选)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μ。

初始时小物块停在箱子正中间,如图3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,并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( )
图3
A.12
mv 2 B.mMv 22(m +M ) C.12N μmgL D .N μmgL
解析:选BD 根据动量守恒,小物块和箱子的共同速度v ′=
mv M +m ,损失的动能ΔE k =12mv 2-12(M +m )v ′2=mMv 22(m +M )
,所以B 正确;根据能量守恒,损失的动能等于因摩擦产生
的热量,而计算热量的方法是摩擦力乘以相对位移,所以ΔE k =fNL =N μmgL ,可见D 正确。

7.冰球运动员甲的质量为80.0 kg 。

当他以5.0 m/s 的速度向前运动时,与另一质量为100 kg 、速度为3.0 m/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
(1)碰后乙的速度的大小;
(2)碰撞中总机械能的损失。

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 、V ,碰后乙的速度大小为V ′。

由动量守恒定律有
mv -MV =MV ′ ①
代入数据得V ′=1.0 m/s ②
(2)设碰撞过程中总机械能的损失为ΔE ,应有
12mv 2+12MV 2=12
MV ′2+ΔE ③ 联立②③式,代入数据得
ΔE =1 400 J 。

答案:(1)1.0 m/s (2)1 400 J
8.如图4所示,在足够长的光滑水平面上,物体A 、B 、C 位于同一直线上,A 位于B 、C 之间。

A 的质量为m ,B 、C 的质量都为M ,三者均处于静止状态。

现使A 以某一速度向右运动,求m 和M 之间应满足什么条件,才能使A 只与B 、C 各发生一次碰撞。

设物体间的碰撞都是弹性的。

图4
解析:A 向右运动与C 发生第一次碰撞,碰撞过程中,系统的动量守恒、机械能守恒。

设速度方向向右为正,开始时A 的速度为v 0,第一次碰撞后C 的速度为v C 1,A 的速度为v A 1。

由动量守恒定律和机械能守恒定律得
mv 0=mv A 1+Mv C 1①
12mv 20=12mv 2A 1+12
Mv 2C 1② 联立①②式得
v A 1=m -M m +M
v 0③ v C 1=2m m +M
v 0④
如果m >M ,第一次碰撞后,A 与C 速度同向,且A 的速度小于C 的速度,不可能与B 发生碰撞;如果m =M ,第一次碰撞后,A 停止,C 以A 碰前的速度向右运动,A 不可能与B 发生碰撞;所以只需考虑m <M 的情况。

第一次碰撞后,A 反向运动与B 发生碰撞。

设与B 发生碰撞后,A 的速度为v A 2,B 的速度为v B 1,同样有
v A 2=m -M m +M v A 1=⎝ ⎛⎭
⎪⎫m -M m +M 2v 0⑤ 根据题意,要求A 只与B 、C 各发生一次碰撞,应有
v A 2≤v C 1⑥
联立④⑤⑥式得
m 2+4mM -M 2≥0⑦
解得
m ≥(5+2)M ⑧
另一解m ≤-(5+2)M 舍去。

所以,m 和M 应满足的条件为 (5-2)M ≤m <M 。


答案:(5-2)M ≤m <M。

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