【课堂新坐标】2021届高三物理二轮复习专题限时练15第1部分专题15碰撞与动量守恒近代物理初步
2020年物理高考二轮复习专题15：碰撞与动量守恒
2020年物理高考二轮复习专题15：碰撞与动量守恒姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共4题；共8分)1. （2分） (2017高二下·黑龙江期中) 位于同一高度的两个相同小球A、B，A球自由释放，B球以速度v0平抛，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A . A，B两球落地时动量相同B . A，B两球落地时动能相同C . A球运动过程中，相等时间内动量改变量相同D . A球运动过程中，相等时间内动能变化相同2. （2分）(2017·山西模拟) 如图所示，竖直平面内有一半圆槽，A、C等高，B为圆槽最低点，小球从A 点正上方O点静止释放，从A点切入圆槽，刚好能运动至C点．设球在AB段和BC段运动过程中，运动时间分别为t1、t2 ，合外力的冲量大小为I1、I2 ，则（）A . t1＞t2B . t1=t2C . I1＞I2D . I1=I23. （2分）如图所示，物体A和B用轻质弹簧连接，悬于绳下静止不动，A和B的质量都是M，现将悬绳剪断，两物体开始下落连接它们弹簧的长度将发生变化，当弹簧的长度为原长时，A速度为v，B的速度为u，则（）A . v＜uB . 这段时间里，弹簧的弹力对A的冲量等于MvC . 这段时间里，B的重力对B的冲量大于MuD . 这段时间里，A受到的合冲量小于B受到的合冲量4. （2分） (2019高一上·徐州期末) 轰炸机在水平匀速飞行的过程中，释放炸弹轰炸水平地面上的目标，不计空气阻力，下列说法正确的（）A . 炸弹做匀变速曲线运动B . 炸弹越重，在空中运动的时间越短C . 炸弹在空中飞行时，距飞机尾部的水平距离越来越大D . 飞机飞行速度越大，炸弹在空中运动的时间越长二、多选题 (共6题；共18分)5. （3分） (2017高一上·鄂尔多斯期中) 一条东西方向的平直公路边上有两块路牌A、B，A在西，B在东，一辆匀速行驶的汽车自东向西经过路牌B时，一只小鸟恰自A路牌向B匀速飞去，小鸟飞到汽车正上方立即折返，以原速率飞回A，过一段时间后，汽车也行驶到A．以向东为正方向，它们的位移一时间图象如图所示，图中t2=2t1 ，由图可知（）A . 小鸟的速率是汽车速率的2倍B . 相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3：1C . 小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍D . 小鸟和汽车在0～t2时间内位移相等6. （3分） (2017高三上·湖南开学考) 如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B以水平速度v0=3m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（）A . 木板获得的动能为2 JB . 系统损失的机械能为4 JC . 木板A的最小长度为1.5 mD . A，B间的动摩擦因数为0.17. （3分） (2016高三上·北京期中) 静止在粗糙水平面上的物块A受方向始终水平向右、大小先后为F1、F2、F3的拉力作用做直线运动，t=4s时停下，其速度﹣时间图像如图所示，已知物块A与水平面间的动摩擦因数处处相同，下列判断正确的是（）A . 全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B . 全过程拉力做的功等于零C . 一定有F1+F3=2F2D . 可能有F1+F3＞2F28. （3分）(2016·抚顺模拟) （多选）如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d。
2021高三物理二轮强化综合复习 动量的应用(含答案)
2021届高三物理二轮强化综合复习训练动量的应用1、如右图所示,用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v=6m/s 的速度在光滑水平地面上运动,弹簧处于原长,质量4kg的物块C静止在前方,B与C碰撞后二者粘在一起运动.在以后的运动中,求:(1)当弹簧的弹性势能最大时,物体A的速度多大?(2)弹性势能的最大值是多大?(3)A的速度有可能向左吗?为什么?2、如图所示,质量m 1=0.3kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15m,现有质量m 2=0.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v 0=2m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s 2,求:(1)物块与小车保持相对静止时的速度大小v;(2)物块在车面上滑行的时间t;(3)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v ′0不超过多少.3.用轻弹簧相连的质量均为m=2kg的A、B两物体都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动,弹簧处于原长,质量M=4kg的物体C静止在前方,如图所示.B与C碰撞后二者粘在一起运动,在以后的运动中,求:（1）.当弹簧的弹性势能最大时物体A的速度.（2）.弹性势能的最大值.4.如图所示，质量10.3m kg＝的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5m，现有质量20.2m kg＝可视为质点的物块，以水平向右的速度0 2 /v m s＝从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取210 /g m s＝，求：(1)物块与小车共同速度； (2)物块在车面上滑行的时间t ； (3)小车运动的位移x ；(4)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度0v '不超过多少？ 5.如图所示，质量1m =0.3kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L=1.5m,现有质量2m =0.2kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度0v =2m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。
备战2021高考物理二轮复习专项攻关高分秘籍专题07碰撞与动量守恒学案
备战2021高考物理二轮复习专项攻关高分秘籍专题07碰撞与动量守恒学案【备考建议】【经典例题】考点一：冲量与动量变化的运算【典例1】【2021·新课标Ⅲ卷】（多选）一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。
F随时刻t变化的图线如图所示，则：（）A．t=1 s时物块的速率为1 m/sB．t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sC．t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD．t=4 s时物块的速度为零【答案】AB【解析】由动量定理有Ft=mv，解得Ftvm=，t=1 s时物块的速率 1 m/sFtvm==，A正确；F–t图线与时刻轴所围面积表示冲量，因此t=2 s时物块的动量大小为2 2 kg m/s 4 kg m/sp=⨯⋅=⋅，B正确；t=3 s时物块的动量大小为(2211) kg m/s 3 kg m/sp'=⨯-⨯⋅=⋅，C错误；t=4 s时物块的动量大小为明白得动量、动量变化量的概念；明白动量守恒的条件；会利用动量守恒定律分析碰撞、反冲等相互作用问题。
本专题综合应用动力学、动量和能量的观点来解决物体运动的多过程问题,是高考的重点和热点，命题情形新，联系实际紧密，综合性强，侧重在运算题中命题，是高考的压轴题.动量和动量的变化量这两个概念常穿插在动量守恒定律的应用中考查；动量守恒定律的应用是本部分的重点和难点，也是高考的热点；动量守恒定律结合能量守恒定律来解决碰撞、打击、反冲等问题，以及动量守恒定律与圆周运动、核反应的结合已成为近几年高考命题的热点。
本专题在高考中要紧以两种命题形式显现：一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和动量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题；二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场内带电粒子运动或电磁感应问题.由于本专题综合性强，因此要在审题上狠下功夫，弄清运动情形，挖掘隐含条件，有针对性的选择相应的规律和方法.p''=⨯-⨯⋅=⋅，速度不为零，D错误。
高中物理专题复习---碰撞问题
微专题36 碰撞问题【核心考点提示】 一、碰撞过程的分类1．弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中没有机械能损失． 弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备：碰前、碰后系统的总动能相等，即 12m 1v 21＋12m 2v 22＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2 特殊情况：质量m 1的小球以速度v 1与质量m 2的静止小球发生弹性正碰，根据动量守恒和动能守恒有m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，12m 1v 21＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2. 碰后两个小球的速度分别为： v 1′＝m 1－m 2m 1＋m 2v 1，v 2′＝2m 1m 1＋m 2v 1(1)若m 1≫m 2，v 1′≈v 1，v 2′≈2v 1，表示m 1的速度不变，m 2以2v 1的速度被撞出去． (2)若m 1≪m 2，v 1′≈－v 1，v 2′≈0，表示m 1被反向以原速率弹回，而m 2仍静止． (3)若m 1＝m 2，则有v 1′＝0，v 2′＝v 1，即碰撞后两球速度互换．2．非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变不能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中有机械能损失．非弹性碰撞遵守动量守恒，能量关系为： 12m 1v 21＋12m 2v 22＞12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2 3．完全非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变完全不能够恢复的碰撞；碰撞过程中机械能损失最多．此种情况m 1与m 2碰后速度相同，设为v ，则：m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v 系统损失的动能最多，损失动能为 ΔE km ＝12m 1v 21＋12m 2v 22－12(m 1＋m 2)v 2 二、碰撞过程的制约通常有如下三种因素制约着碰撞过程．1．动量制约：即碰撞过程必须受到动量守恒定律的制约； 2．动能制约：即碰撞过程，碰撞双方的总动能不会增加；3．运动制约：即碰撞过程还将受到运动的合理性要求的制约．比如，某物体匀速运动，被后面物体追上并碰撞后，其运动速度只会增大而不会减小．再比如，碰撞后，后面的物体速度不能超过前面的物体． 【微专题训练】(多选)如图1，两个物体1和2在光滑水平面上以相同动能相向运动，它们的质量分别为m 1和m2，且m1< m2.经一段时间两物体相碰撞并粘在一起．碰撞后()A．两物体将向左运动B．两物体将向右运动C．两物体组成的系统损失能量最小D．两物体组成的系统损失能量最大【解析】根据p2＝2mE k，结合m1<m2，知p1<p2，故系统总动量向左，根据动量守恒知碰后两物体将向左运动，所以A正确，B错误；由题意知两物体属于完全非弹性碰撞，损失动能最大，所以C错误，D正确．【答案】AD如图所示，A、B两小球在光滑水平面上分别以动量p1＝4 kg·m/s和p2＝6 kg·m/s(向右为参考正方向)做匀速直线运动，则在A球追上B球并与之碰撞的过程中，两小球的动量变化量Δp1和Δp2可能分别为()A．－2 kg·m/s, 3 kg·m/sB．－8 kg·m/s, 8 kg·m/sC．1 kg·m/s, －1 kg·m/sD．－2 kg·m/s, 2 kg·m/s【解析】由于碰撞过程中，动量守恒，两小球动量变化大小相等，方向相反，因此A错误；因为碰撞的过程中动能不增加．若Δp1和Δp2分别为－8 kg·m/s, 8 kg·m/s，则p1′＝－4 kg·m/s，p2′＝14 kg·m/s，根据E k＝p22m知相撞过程中动能增加，B错误；两球碰撞的过程中，B球的动量增加，Δp2为正值，A球的动量减小，Δp1为负值，故C错误．变化量分别为－2 kg·m/s,2 kg·m/s，符合动量守恒、动能不增加以及实际的规律，故D正确．【答案】D【江西师范大学附属中学2017届高三上学期期中考试】甲、乙两球在光滑的水平面上，沿同一直线同一方向运动，它们的动量分别为p甲=10kg·m/s，p乙=14kg·m/s，已知甲的速度大于乙的速度，当甲追上乙发生碰撞后，乙球的动量变为20kg·m/s，则甲、乙两球的质量m甲：m乙的关系可能是（）A．3：10 B．1：10 C．1：4 D．1：6 【答案】AC【解析】因为碰撞前，甲球速度大于乙球速度，则有p pm m甲乙乙甲＞，得到57m pm p=甲甲乙乙＜；根据动量守恒得：p甲+p乙=p甲′+p乙′，代入解得p甲′=4kg•m/s．根据碰撞过程总动能不增加，得到：2'22'22222p pmpm m mp+≥+甲甲乙乙乙乙甲甲代入解得：717mm≤甲乙；碰撞后两球同向运动，则甲的速度不大于乙的速度，应有：p pm m''≤甲乙乙甲代入解得：15mm≥甲乙；综合有：71517mm≤≤甲乙．故AC正确，BD错误．故选AC.如图，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()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】取向右为正方向，根据动量守恒：m·2v0－2mv0＝mv A＋2mv B，知系统总动量为零，所以碰后总动量也为零，即A、B的运动方向一定相反，所以D正确，A、B、C错误．【答案】D(2013·江苏)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(注：原题中用直尺测量，碰撞前相邻两位置之间的长度约为1.4 cm，碰撞后相邻两位置之间的长度约为0.8 cm)，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%【解析】 用直尺测量，碰撞前相邻两位置之间的长度约为1.4 cm ，碰撞后相邻两位置之间的长度约为0.8 cm ，则碰后与碰前速度比为v ′v ＝0.81.4＝47，则碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的12mv 2－12m v ′212mv 2＝1－2×(v ′v )2＝1－2×(47)2≈30%.【答案】A如图所示，一个半径R ＝1.00 m 的粗糙14圆弧轨道，固定在竖直平面内，其下端切线是水平的，距地面高度h ＝1.25 m ．在轨道末端放有质量m B ＝0.30 kg 的小球B (视为质点)，B 左侧装有微型传感器，另一质量m A ＝0.10 kg 的小球A (也视为质点)由轨道上端点从静止开始释放，运动到轨道最低处时，传感器显示示数为2.6 N ，A 与B 发生正碰，碰后B 小球水平飞出，落到地面时的水平位移x ＝0.80 m ，不计空气阻力，重力加速度取g ＝10 m/s 2.求：(1)小球A 在碰前克服摩擦力所做的功； (2)A 与B 碰撞过程中，系统损失的机械能． 【解析】(1)在最低点，对A 球由牛顿第二定律有 F A －m A g ＝m A v A 2R得v A ＝4.00 m/s在A 下落过程中，由动能定理有： m A gR －W f ＝12m A v A 2A 球在碰前克服摩擦力所做的功W f ＝0.20 J. (2)碰后B 球做平抛运动，在水平方向有x ＝v B ′t 在竖直方向有h ＝12gt 2联立以上两式可得碰后B 的速度v B ′＝1.6 m/s 对A 、B 碰撞过程，由动量守恒定律有 m A v A ＝m A v A ′＋m B v B ′碰后A 球的速度v A ′＝－0.80 m/s ，负号表示碰后A 球运动方向向左 由能量守恒得，碰撞过程中系统损失的机械能： ΔE 损＝12m A v A 2－12m A v A ′2－12m B vB ′2故ΔE 损＝0.384 J在A 与B 碰撞的过程中，系统损失的机械能为0.384 J. 【答案】(1)0.20 J (2)0.384 J(2014·广东)如图的水平轨道中，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P 1沿轨道向右以速度v 1与静止在A 点的物体P 2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 1＝2 s 至t 2＝4 s 内工作，已知P 1、P 2的质量都为m ＝1 kg ，P 与AC 间的动摩擦因数为μ＝0.1，AB 段长L ＝4 m ，g 取10 m/s 2，P 1、P 2和P 均视为质点，P 与挡板的碰撞为弹性碰撞．(1)若v 1＝6 m/s ，求P 1、P 2碰后瞬间的速度大小v 和碰撞损失的动能ΔE ；(2)若P 与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过B 点，求v 1的取值范围和P 向左经过A 点时的最大动能E .【解析】(1)P 1、P 2碰撞过程，动量守恒mv 1＝2mv ① 解得v ＝v 12＝3 m/s ②碰撞损失的动能ΔE ＝12mv 21－12(2m )v 2③解得ΔE ＝9 J ④(2)由于P 与挡板的碰撞为弹性碰撞．故P 在A →B →C →B (B ′)→A (A ′)等效为如图所示的匀减速运动．设P 在A →B →C →B (B ′)→A (A ′)段加速度大小为a ，由运动学规律，得μ(2m )g ＝2ma a ＝μg ＝0.1×10 m/s 2＝1 m/s 2⑤ P 返回经过B 时：3L ＝vt －12at 2⑥由①⑤⑥式，解得v ＝3L ＋12at 2t由于2 s≤t ≤4 s ，代入上式解得v 的取值范围5 m/s≤v ≤7 m/s ⑦ 所以v 1的取值范围10 m/s≤v 1≤14 m/s ⑧ P 向左经过A (即图的A ′)时的速度v 2，则v 22－v 2＝－2a ·4L ⑨ 将⑦代入⑨可知，当v ＝5 m/s 时，P 不能到达A ； 当v ＝7 m/s 时，v 2＝17 m/s所以v 2的取值范围v 2≤17 m/s ，所以当v 2＝17 m/s 时，P 向左经过A 点时有最大动能E ＝12(2m )v 22＝17 J 【答案】(1)3 m/s 9 J (2)10 m/s≤v 1≤14 m/s 17 J。
物理知识点高三物理第二轮专题复习专题二动量和能量教案人教版
物理知识点高三物理第二轮专题复习专题二动量和能量教案人教版动量和能量高考形势分析及历年部分省市高考试题分布：高中物理在力学、热学、电磁学、光学和原子物理等各分支学科中涉及到许多形式的能，如动能、势能、电能、内能、核能，这些形式的能可以相互转化，并且遵循能量转化和守恒定律，能量是贯穿于中学物理教材的一条主线，是分析和解决物理问题的主要依据。
在每年的高考物理试卷中都会出现考查能量的问题。
并时常发现“压轴题”就是能量试题。
历年高考中动量和能量题分布情况：2021年，全国理综II，计算题25题考查动量和能量综合题；全国理综III，计算题25题考查动量和能量综合题；北京卷24题考查动量和能量综合题；天津卷选择题21题考查碰撞中的动量守恒，25题考查动量和能量的综合题。
2021年，全国理综I动量和能量的题占19分，理综II占36分，理综III占20分，北京卷占16分，天津卷占18分。
2021年全国理综I、III，选择题20题动量定理和动能定理；理综II，18题碰撞中的动量和能量问题；重庆卷2计算题25题考查机械能守恒定律、动量守恒定律和圆周运动中的牛顿第二定律的知识；四川卷计算题25题考查带电粒子在磁场中的运动，动量守恒定律，圆周运动，平抛运动。
天津卷实验题22题考查验证碰撞中的动量守恒定律和百分误差。
2021年，湖南卷实验题22题，考查验证中碰撞中的动量守恒定律，计算题24题考查电子阻尼、碰撞动量守恒；北京卷选择题19题考查碰撞动量守恒和单摆周期的知识结合，20题考查动量定理和电场的知识。
全国卷II选择题16题考查动量和动能定理。
四川卷选择题18题考查碰撞中的动量守恒定律和机械能守恒定律。
天津卷选择题15题考查动量守恒与动能定理，计算题23题考查机械能守恒，圆周运动中的牛顿第二定律，动量守恒定律和动能定理。
动量与能量知识框架：力对时间的积力的积累和效应力对位移的积累效应势能重力势能：Ep=mgh 弹性势能机械能动能累效应动量p=mv 功：W=FScosα 瞬时功率：P=Fvcosα牛顿第二定律冲量I=Ft 动量定理动量守恒定律Ft=mv2-mv1 系统所受合力为零或不受外力m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’ F=ma 动能定理平均功率：P?W?Fvcos? tWA?1212mv2?mv1 22Ek?1mv2 2机械能守恒定律Ek1+EP1=Ek2+EP2 ΔE=ΔE 一、考点回顾1．动量、冲量和动量定理用心爱心专心12．动量守恒定律3．动量和能量的应用4．动量与动力学知识的应用5．航天技术的发展和宇宙航行6．动量守恒定律实验二、动量和能量知识点1．动量(1)动量：运动物体的质量和速度的乘积叫做动量，即p=mv.是矢量，方向与v的方向相同.两个动量相同必须是大小相等，方向一致。
2021年广东高考物理复习课件：专题七 碰撞与动量守恒定律
为正方向,由动量守恒定律得:mBvB-mAvA=mBvB'+mAvA',
由机械能守恒定律得:
1 2
mBvB2
1
+2
mAvA2
1
=2
mBv'2B
1
+2
mav'2A
,
代入数据解得:vA'=20 m/s,vB'=0 m/s。
答案 (1)10 m/s (2)5 m/s 方向向上 (3)20 m/s 0 m/s
拓展四 解决力学问题的三个基本观点的综合应用
1.解决力学问题的三个基本观点
动力学观点
运用牛顿第二定律结合运动学知识解题,可处理 匀变速运动问题
能量观点
用动能定理和能量守恒观点解题,可处理非匀变 速运动问题
动量观点
用动量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题2.研究动Βιβλιοθήκη 学问题三大观点的比较力的观点
能量观点
考点清单
考点一 动量 冲量 动量定理
1.动量 (1)定义:物体的质量与速度的乘积。 (2)表达式:p=① mv 。 (3)单位:kg·m/s。 (4)方向:动量的方向与速度的方向相同。
2.动量的变化量 (1)动量是矢量,动量的变化量Δp也是矢量,其方向与速度的变化量Δv的方 向相同。 (2)动量的变化量Δp,一般用末动量p'减去初动量p进行计算,也称为动量的 增量,即Δp=② p'-p 。 3.冲量 (1)定义:力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量。 (2)表达式:I=③ Ft 。 (3)单位:N·s。 (4)方向:冲量是矢量,其方向与④ 力的方向相同 。
反向冲量,如发射炮弹、火箭等。
(2)特点:系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力,动量守恒。
2021届高三物理一轮复习力学动量守恒定律的应用碰撞专题练习
2021届高三物理一轮复习力学动量动量守恒定律的应用碰撞专题练习一、填空题1．小球m 在光滑水平面上以速率v 向右运动，与原静止的M 球（M =2m ）发生对心碰撞后分开，m 球的速率为原来的13，则碰后M 球速率可能为__________________。
2．在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向_____（选填“相反”或“相同”），碳核的动量_____（选填“大于”、“等于”或“小于”） 碰后中子的动量．3．在光滑水平面上，质量为m 、速度大小为v 的A 球与质量为3m 的静止B 球发生正碰．（1）如果碰撞后两者粘连在一起，则它们的速度大小是____（（2）如果碰撞后A 球被弹回的速度大小为2v ，那么B 球获得的速度大小是____，此情形的碰撞类型属____（选填“弹性”或“非弹性”）碰撞．4．历史上美国宇航局曾经完成了用“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”坦普尔１号彗星的实验（探测器上所携带的重达400kg 的彗星“撞击器”将以1.0×104m/s 的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后“撞击器”融化消失，这次撞击使该彗星自身的运行速度出现1.0×10-7m/s 的改变（已知普朗克常量h =6.6×10-34J·s（则：（1）撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长为____________（（2）根据题中相关信息数据估算出彗星的质量为_______________（5．一质量为1.0kg 的小球静止在光滑水平面上，另一质量为0.5kg 的小球以2m/s 的速度和静止的小球发生碰撞，碰后以0.2m/s 的速度被反弹，仍在原来的直线上运动，碰后两球的总动量是______kg·m/s ，原来静止的小球获得的速度大小为______m/s.6．静水中甲、乙两只小船都处于静止状态，它们的质量均为120kg ，甲船上质量为30kg 的小孩以6m/s 的对地速度跳上乙船，则甲、乙两船的速度大小分别为v 甲=___________m/s ，v 乙=__________m/s.7．一质量为0.5kg 的小球A 以2.0m /s 的速度和静止于光滑水平面上质量为1 kg 的另一大小相同的小球B 发生正碰，碰撞后它以0.2m /s 的速度反弹．求：①原来静止小球获得的速度大小为_______________；②碰撞过程中损失的机械能为__________________．8．A 、B 两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A 质量为5kg ，速度大小为10m/s ，B 质量为2kg ，速度大小为5m/s ，它们的总动量大小为__________________kgm/s ：两者碰撞后，A 沿原方向运动，速度大小为4m/s ，则B 的速度大小为__________________m/s ．9．A 、B 两物体在光滑的水平面上相向运动，其中物体A 的质量为m A ＝4 kg ，两球发生相互作用前后的运动情况如图所示，则：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 ．10．汽车A 在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B ，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B .两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B 车向前滑动了4.5m ，A 车向前滑动了2.0m ，已知A 和B 的质量相等，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小210m /g s .则碰撞后的瞬间，A 车速度的大小为________m/s ，碰撞前的瞬间，A 车速度的大小为________m/s.11．水平地面上，质量为1kg 的滑块A 以4m/s 的速度碰上静止的物体B ，碰后A 的速度立刻减到零，B 在地面上运动2s 后静止，已知B 与地面间的动摩擦因数为0.1，则B 的质量为_____kg ，碰撞过程中A 、B 系统损失的机械能为_____J 。
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1 / 8 【课堂新坐标】2021届高三物理二轮复习专题限时练15第1部分专题15碰撞与动量守恒近代物理初步
(时刻：40分钟，满分：80分) 一、选择题(本题共6小题，每小题5分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分) 1．(2020·江苏高考)波粒二象性是微观世界的差不多特点，以下说法正确的有( ) A．光电效应现象揭示了光的粒子性 B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性说明 D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 2．(2020·重庆高考改编)如图159中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判定可能正确的是( )
图159 A．a、b为α粒子的径迹 B．a、b为γ粒子的径迹 C．c、d为α粒子的径迹 D．c、d为β粒子的径迹 3．(2020·广东高考)科学家使用核反应猎取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→42He＋31H＋ MeV和21H＋31H→42He＋X＋ MeV，下列表述正确的有( ) A．X是中子 B．Y的质子数是3，中子数是6 C．两个核反应都没有质量亏损 D．氘和氚的核反应是核聚变反应 4．下列说法中正确的是( ) A．用不可见光照耀金属一定比用可见光照耀同种金属产生的光电子的初动能大 B．任何微观粒子都具有波动性，其波长λ＝h/p，式中h为普朗克常量，p为粒子的动2 / 8
量 C．对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须小于那个频率，才能产生光电效应 D．氢原子从基态跃迁至某激发态要吸取特定频率的光子 E．原子在a、b两个能级的能量分别为Ea、Eb，且Ea＞Eb，当原子从a能级跃迁到b能
级时，开释的光子的波长λ＝hcEa－Eb(其中c为真空中的光速，h为普朗克常量) 5．下列说法正确的是( ) H＋21H→42He＋10n是核聚变反应 B．对物质加热或加压能够缩短原子核的半衰期 C．电子吸取光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子 D．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性 E．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子动能增加，原子势能减少 6．下列说法中正确的是( ) A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中大 B．β射线是放射性元素发生β衰变时原子核内的中子转化成质子时产生的电子流 C．链式反应中，铀块的体积必须超过临界体积 D．利用γ射线的贯穿性能够进行金属探伤，也能进行人体的透视 E．比结合能越大，原子核中核子结合越牢固，原子核越稳固 二、运算题(本题共6小题，共计50分．解答过程要有必要的文字说明和解题步骤) 7．(8分)(2020·山东高考)如图1510所示，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上．现给滑块A向右的初速度v0，一段时刻后A与B发生碰撞，碰
后A、B分别以18v0、34v0的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动．滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值．两次碰撞时刻均极短．求B、C碰后瞬时共同速度的大小．
图1510
8．(8分)如图1511所示，静置于光滑水平面上的光滑斜劈质量为M、倾角为θ(不超过30°)、高为H，一个质量为m的小球以一定的水平初速度(大小未知)从斜劈底端沿斜劈3 / 8
向上运动，在水平面与斜面连接处没有机械能缺失．若斜劈固定时小球恰好能够冲到斜劈顶端，若不固定斜劈(斜面足够长)时，
图1511 (1)小球冲上斜劈后能达到的最大高度h为多少？ (2)小球能沿斜面上行多长时刻？
9．(8分)如图1512所示，一个质量为9m的木块A(可看作质点)放在长度为L、质量为10m的平板小车B的右端，一颗质量为m、速度为v0的子弹从右侧射入木块A中，使木块A和子弹一起相关于小车B滑动．若木块A恰好不从小车B上滑下，求：
图1512 (1)子弹射入木块A时，它们的共同速度和系统缺失的机械能； (2)木块与小车之间的动摩擦因数．
10．(8分)如图1513所示，在光滑水平面上用轻质弹簧连着质量分别为m和3m的A、B两个物块，A与竖直墙壁相接触，现用外力缓慢向左推B压缩弹簧，此过程中推力做的功
为W，然后撤去外力，求：
图1513 (1)撤去外力到A离开墙壁的过程中，弹簧对物体B的冲量； (2)A离开墙壁后，弹簧的最大弹性势能． 4 / 8
11．(8分)(2020·徐州模拟)如图1514所示，已压缩的轻质弹簧用细线固定在质量m＝2 kg的小球A与质量未知的小球B之间，置于高h＝0.8 m的光滑平台上，半径R＝0.5 m的光滑半圆轨道与平台平滑连接，现剪断细线，两小球被弹开，小球A通过半圆轨道最高点C时受轨道的压力大小为FN＝44 N，小球B落到水平地面上的P点，P点到平台的水平距离
为x＝1.2 m，取g＝10 m/s2，求小球B的质量M和弹簧开始储存的弹性势能Ep.
图1514 12．(10分)(2020·武汉模拟)如图1515所示，AB为倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接，质量为m2的小球乙静止在水平轨道上，质量为m1的小球甲以速度v0与乙球发生弹性正碰．若m1∶m2＝1∶2，且轨道足够长，要使两球能发生第二次碰撞，求乙球与斜面之间的动摩擦因数μ的取值范畴．(sin 37°＝，cos 37°＝
图1515 5 / 8
【详解答案】 1．AB 光电效应现象、黑体辐射的实验规律都能够用光的粒子性说明，选项A正确，
选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；由德布
罗意波长公式λ＝hp和p2＝2m·Ek知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D错误． 2．AD 由于α粒子带正电，β粒子带负电，γ粒子不带电，据左手定则可判定a、b可能为α粒子的径迹，c、d可能为β粒子的径迹，选项AD正确． 3．AD 核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由21H＋31H→42He＋X＋ MeV知X为10n，由X＋Y→42He＋31H＋ MeV知Y为63Li，其中Y的质子数是3，中子数也是3，选项A正确，选项B错误；两个核反应都开释出核能，故都有质量亏损，选项C错误；X＋Y→42He＋31H＋ MeV是原子核的人工转变，21H＋31H→42He＋10n＋ MeV为轻核聚变，选项D正确． 4．BDE 不可见光包括红外线、紫外线等，红外线光子能量小于可见光，若用红外线照耀金属一定比用可见光照耀同种金属产生的光电子的初动能小，选项A错误．对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于那个频率，才能产生光电效应，选项C错误．依照玻尔原子模型可知，原子从高能级跃迁到低能级时会开释光子，由Ea－Eb＝hc/λ，
解得λ＝hcEa－Eb，选项E正确． 5．ADE 31H＋21H→42He＋10n属于核聚变反应类型，A选项正确；原子核的半衰期与温度和压强无关，B选项错误；电子吸取光子后能量大于逸出功时才能从金属表面逸出，C选项错误；不仅光子，任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有波粒二象性，D选项正确；氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，库仑力做正功，电子动能增加，原子电势能减少，E选项正确． 6．BCE 半衰期的大小由放射性元素的原子核内部因素决定，跟元素所处的物理状态或化学状态无关，A错；β射线是放射性元素发生β衰变时原子核内的中子转化成质子时产生的电子流，B对；要引起链式反应，铀块的体积必须超过临界体积，C对；利用γ射线的贯穿性能够进行金属探伤，但γ射线对人体细胞损害太大，不能进行人体的透视，D错；比结合能越大，原子核中核子结合越牢固，原子核越稳固，E对． 7．解析：设滑块质量为m，A与B碰撞前A的速度为vA，由题意知，碰撞后A的速度v′A
＝18v0，B的速度vB＝34v0，由动量守恒定律得 mvA＝mv′A＋mvB①
设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为WA，由功能关系得WA＝12mv20－12mv2A② 6 / 8
设B与C碰撞前B的速度为v′B，B克服轨道阻力所做的功为WB，由功能关系得WB＝12mv2B
－12mv′2B③ 据题意可知WA＝WB④ 设B、C碰撞后瞬时共同速度的大小为v，由动量守恒定律得 mv′B＝2mv⑤
联立①②③④⑤式，代入数据得
v＝2116v0.⑥
答案：2116v0 8．解析：(1)斜劈固定时，对小球沿斜劈上行的全过程，据动能定理有－mgH＝0－12mv20 斜劈不固定时，小球冲上斜劈过程中系统水平方向动量守恒，当小球在斜劈上达到最大高度h时，相关于斜劈静止，故它们有共同的水平速度v. 由动量守恒定律得 mv0＝(M＋m)v 由能量守恒有： 12mv20＝12(M＋m)v2＋mgh
联立解得h＝MM＋mH. (2)小球自斜劈底端上行至最大高度过程中，仅受重力mg与斜面支持力FN，据动量定理竖直方向有 (mg－FNcos θ)t＝0 水平方向有－FNsin θ·t＝mv－mv0
联立解得t＝Mcot θM＋m2Hg.
答案：(1)MM＋mH (2)Mcot θM＋m2Hg 9．解析：(1)子弹与木块相互作用的时刻极短，由动量守恒定律得 mv0＝(m＋9m)v1
解得：v1＝
由能量守恒定律可知，缺失的机械能ΔE＝12mv20－12(m＋9m)v21＝920mv20.