2012018年高考真題物理試題分類匯編：碰撞精編+解析版

1、2011-2018年高考真題物理試題分類匯編：碰撞試題部分1.2015年理綜天津卷9、(1)如圖所示，在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板，A球在水 平面上靜止放置，B球向左運動與A球發(fā)生正碰，B球碰撞前、后的速率之比為3 ： 1，A 球垂直撞向擋板，碰后原速率返回，兩球剛好不發(fā)生碰撞，A、B兩球的質(zhì)量之比為， A、B碰撞前、后兩球總動能之比|*出4Q,為 A/2. 2013年江蘇卷5.水平面上,一白球與一靜止的灰球碰撞，兩球質(zhì)量相等.碰撞過程的頻 閃照片如圖所示，據(jù)此可推斷，碰撞過程中系統(tǒng)損失的動能約占碰撞前動 能的(A)30%(B)50%(C)70%(D)90%3. 2012年理綜全國卷21.

2、如圖，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m，擺長相同，并排懸掛，平衡時兩 球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左邊拉開一小角度后釋放，若兩球的碰撞是彈性的，下列判斷正 確的是A.第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等 B.第一次碰撞后的瞬間，兩球的動量大小相等 C.第一次碰撞后，兩球的最大擺角不相同 D.發(fā)生第二次碰撞時，兩球在各自的平衡位置 4. 2011年理綜全國卷20.質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì) 量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為。初始時小物塊停 在箱子正中間，如圖所示。現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁 碰撞N次后恰又回到箱子正中間

3、，井與箱子保持相對靜止。設(shè)碰撞都是彈性的，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為1 一A. mv 221 mMB. v 22 m + MC. -N!mgLD. Nm gL25. 2014年理綜大綱卷21.一中子與一質(zhì)量數(shù)為A (A>1)與碰撞后中子的速率之比為 (的原子核發(fā)生彈性正碰。若碰前原子核靜止，則碰撞前 )A -1B. A +14 AC.(A +1) 2(A +1) 2D. (A - 1 ) 26.2014年理綜大綱卷24. (12分)冰球運動員甲的質(zhì)量為80.0kg。當(dāng)他以5.0m/s的速度向前運動時，與另一質(zhì)量為100kg、速 度為3.0m/s的迎面而來的運動員乙相撞。碰后甲恰好靜止

4、。假設(shè)碰撞時間極短，求：碰后乙的速度的大??；碰撞中總機械能的損失。7. 2014年理綜廣東卷35.(18分)圖24的水平軌道中，AC段的中點B的正上方有一探測器，C處有一豎直擋板，物體P1沿 軌道向右以速度v 1與靜止在A點的物體P2碰撞，并接合成復(fù)合體P,以此碰撞時刻為計時 零點，探測器只在t =2s至12=4s內(nèi)工作，已知匕、P2的質(zhì)量都為m=1kg, P與AC間的動摩 擦因數(shù)為“0.1, AB段長L=4m, g取10m/s2,匕、P2 和 P均視為質(zhì)點，P與擋板的碰撞為彈 性碰撞.(1)若匕=6m/s,求匕、P2碰后瞬間的速度大小v和碰撞損失的動能 生(2)若P與擋板碰后，能在探測器的工

5、作時 間內(nèi)通過B點，求匕的取值范圍和P向左經(jīng) 過A點時的最大動能E.h8.2018年海南卷14.(16分)如圖，光滑軌道PQO的水平段QO = -，2軌道在O點與水平地面平滑連接。一質(zhì)量為m的小物塊A從高h(yuǎn) 處由靜止開始沿軌道下滑，在O點與質(zhì)量為4m的靜止小物塊B 發(fā)生碰撞。A、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為R= 0.5，重力加速 度大小為g。假設(shè)A、B間的碰撞為完全彈性碰撞，碰撞時間極短。 求 (1)第一次碰撞后瞬間A和B速度的大小；(2) A、B均停止運動后，二者之間的距離。9. 2013年廣東卷35. （18分）如圖18,兩塊相同平板匕、P2置于光滑水平面上，質(zhì)量均為m。P2的右端固定一輕質(zhì)

6、 彈簧，左端A與彈簧的自由端B相距L。物體P置于圖18P1的最右端，質(zhì)量為2m且可以看作質(zhì)點。匕與P以 共同速度v0向右運動，與靜止的P2發(fā)生碰撞，碰撞 時間極短，碰撞后P1與P2粘連在一起，P壓縮彈簧 后被彈回并停在A點（彈簧始終在彈性限度內(nèi)）。P與P2之間的動摩擦因數(shù)為出求（1）匕、P2剛碰完時的共同速度v 1和P的最終速度v2； （2）此過程中彈簧最大壓縮量x和相應(yīng)的彈性勢能E p10.2011年理綜重慶卷24. （18分）如圖所示，靜置于水平地面的三輛手推車沿一直線排列，質(zhì)量均為m,人在極 短時間內(nèi)給第一輛車一水平?jīng)_量使其運動，當(dāng)車運動了距離L時與第二輛車相碰，兩車以共地面同速度繼續(xù)運

7、動了距離L時與第三車相碰，三車 以共同速度又運動了距離L時停止。車運動時受 到的摩擦阻力恒為車所受重力的k倍，重力加速 度為g,若車與車之間僅在碰撞時發(fā)生相互作用碰撞時間很短，忽略空氣阻力，求：整個過程中摩擦阻力所做的總功；人給第一輛車水平?jīng)_量的大??；第一次與第二次碰撞系統(tǒng)功能損失之比。11.2015年廣東卷36. （18分）如圖18所示，一條帶有圓軌道的長軌道水平固定，圓軌道豎 直，底端分別與兩側(cè)的直軌道相切，半徑R=0.5m,物塊A以Y0=6m/s的速度滑入圓軌道， 滑過最高點Q,再沿圓軌道滑出后，與直軌上P處靜止的物塊B碰撞，碰后粘在一起運動， P點左側(cè)軌道光滑，右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段

8、交替排列，每段長度都為L = 0.1m,物塊與 各粗糙段間的動摩擦因數(shù)都為 0.1, A、B的質(zhì)量均為m = 1kg（重力加速度g取10m/s2； A、 B視為質(zhì)點，碰撞時間極短）。（1）求A滑過Q點時的速度大小Y和受到的彈力大小F；若碰后AB最終停止在第k個粗糙段上，求k的數(shù)值；求碰后AB滑至第n個（n<k）光滑段上的速度Yn與n的關(guān)系式。答案及解析部分1.2015年理綜天津卷9、(1)如圖所示，在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板，A球在水 平面上靜止放置，B球向左運動與A球發(fā)生正碰，B球碰撞前、后的速率之比為3 ： 1，A球垂直撞向擋板，碰后原速率返回，兩球剛好不發(fā)生碰撞，A、B 兩球

9、的質(zhì)量之比為，A、B碰撞前、后兩球總動能之比 為答案：4 ： 1, 9 ： 5解析：A球與擋板碰后兩球剛好不發(fā)生碰撞，說明A、B碰后速率大小相同設(shè)為v，規(guī)定 向左為正方向，由動量守恒定律mBvB = mv mBv ,由題意知vB ： v=3 ： 1,解得mA ： mB=4 ： 1,1mm v2碰撞前、后兩球總動能之比為Ek 1 = 1 2 B B = 9:5k 2(m + m )v 22 A B2. 2013年江蘇卷5.水平面上,一白球與一靜止的灰球碰撞，兩球質(zhì)量相等.碰撞過程的頻 閃照片如圖所示，據(jù)此可推斷，碰撞過程中系統(tǒng)損失的動能約占碰撞前動 能的(A)30%(B)50%(C)70%(D)

10、90%答案：A 一解析：碰撞過程的頻閃的時間間隔t相同，速度v =，如圖所示，相同時間內(nèi)，白球碰前 t與碰后的位移之比大約為5 ： 3,速度之比為5 ： 3,白球碰后與灰球碰后的位移之比大約為1 ： 1,速度之比為1 ： 1,又動能E = 1 mv2，兩球質(zhì)量相等，碰撞過程中系統(tǒng)損失的動能k 2為碰前動能減去系統(tǒng)碰后動能，除以碰撞前動能時，兩球質(zhì)量可約去，其比例為52 -2 + 3252)-=0.28，故A對，B、C、D錯。3. 2012年理綜全國卷21.如圖，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m,擺長相同，并排懸掛，平衡時兩 球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左邊拉開一小角度后釋放，若兩球的碰撞是

11、彈性的，下列判斷正 確的是A.第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等 B.第一次碰撞后的瞬間，兩球的動量大小相等 C.第一次碰撞后，兩球的最大擺角不相同 D.發(fā)生第二次碰撞時，兩球在各自的平衡位置 【答案】AD【解析】根據(jù)碰撞動量守恒定律和動能守恒得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正確，m + m 12 1121第一次碰撞后，兩球的最大擺角9相同，C錯誤；根據(jù)單

12、擺的等時性，經(jīng)半個周期后，兩球B 錯誤；根據(jù) 5 mv2 = mgh = mgR(1 cos9 )，知在平衡位置處發(fā)生第二次碰撞，選項D正確。4. 2011年理綜全國卷20.質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為小初始時小物塊停在彳y I箱子正中間，如圖所示?，F(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰 影絲爰乏旅系統(tǒng)損失的動能為B. 1 mM v2C. 1N|!mgLD. Nm gL2 m + M2撞N次后恰又回到箱子正中間，井與箱子保持相對靜止。設(shè)碰撞都是彈性的，L則整個過程中A 1A. mv 2 2答案：BD 解

13、析：設(shè)最終箱子與小物塊的速度為匕，根據(jù)動量守恒定律：mv=(m + M)匕，則動能損失 E-=1 mv2-1(m + M)匕2,解得=2, B對；依題意：小物塊與箱壁碰撞N次后k 22'1k 2(m 十M) 回到箱子的正中央，相對箱子運動的路程為S=0.5 L十(N-1) L+0.5 L = NL,故系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量即為系統(tǒng)瞬時的動能：Ek：Q = NmgL, D對。5. 2014年理綜大綱卷21.一中子與一質(zhì)量數(shù)為八a>1)的原子核發(fā)生彈性正碰。若碰前原子核靜止，則碰撞前 與碰撞后中子的速率之比為()A +1A.A 1A 1B.A +14 AC.(A +1) 2(A + 1

14、 ) 2 D.(A 1 ) 2【答案】A【解析】設(shè)碰撞前后中子的速率分別為V 1 m1,原子核的質(zhì)量為m2，則m2= Am 1.v1,碰撞后原子核的速率為v2,中子的質(zhì)量為根據(jù)完全彈性碰撞規(guī)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廣因此碰撞前后中子速率之比* =巖，A1正確.6.2014年理綜大綱卷24.(12 分)冰球運動員甲的質(zhì)量為80.0kg。當(dāng)他以5.0m/s的速度向前運動時，與另一質(zhì)量為100kg、速 度為3.0m/s的迎面而來的運動員乙相撞。碰后甲恰好靜止。假設(shè)碰撞時間極短，求：

15、碰后乙的速度的大?。慌鲎仓锌倷C械能的損失?！敬鸢浮?1) 1.0 m/s (2) 1400 J【解析】(1)設(shè)運動員甲、乙的質(zhì)量分別為m、M，碰前速度大小分別為v、憶碰后乙的速度大小為丫 .由動量守恒定律有mvMV=MV代入數(shù)據(jù)得V =1.0 m/s(2)設(shè)碰撞過程中總機械能的損失為A E，應(yīng)有1 mv 2+2MV2=2MV '2+A E乙乙乙聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得A E =1400 J7. 2014年理綜廣東卷35.(18分)圖24的水平軌道中，AC段的中點B的正上方有一探測器，C處有一豎直擋板，物體P1沿 軌道向右以速度v 1與靜止在A點的物體P2碰撞，并接合成復(fù)合體P,以此碰撞時刻為

16、計時 零點，探測器只在t =2s至12=4s內(nèi)工作，已知匕、P2的質(zhì)量都為m=1kg, P與AC間的動摩 擦因數(shù)為“0.1, AB段長L=4m, g取10m/s2,匕、P2和P均視為質(zhì)點，P與擋板的碰撞為彈 性碰撞.(1)若匕=6m/s,求匕、P2碰后瞬間的速度大小v和碰撞損失的動能 E；(2)若P與擋板碰后，能在探測器的工作時 間內(nèi)通過B點，求匕的取值范圍和P向左經(jīng) 過A點時的最大動能E.【解析】(1)匕、P2碰撞過程，動量守恒mv 1=2mv 解得v =V1 = 3m / s 2L 11 C碰撞損失的動能A E = miv 2 - 2 m v2解得 E=9J(2)由于P與擋板的碰撞為彈性碰

17、撞.故P在AC間等效為勻減速運動，設(shè)P在AC段加速度大小為。，由運動學(xué)規(guī)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的取值范圍10m/s<v1414m/sv2的取值范圍1m/s<v2<5m/s所以當(dāng)P向左經(jīng)過B點時最大速度為v2=5m/s,P經(jīng)過B點向左繼續(xù)勻減速運動，經(jīng)過A點時有最大速度v3： v ="2 - 2hgL = V17 m/s則P向左經(jīng)過A點時有最大動能E二2 ( 2m)v2二17Jh8.2018年海南卷14.(16分)如

18、圖，光滑軌道PQO的水平段QO =-,軌道在O點與水平地面平滑連接。一質(zhì)量為m的小物塊A從高h(yuǎn) 處由靜止開始沿軌道下滑，在O點與質(zhì)量為4m的靜止小物塊B 發(fā)生碰撞。A、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為目=0.5，重力加速 度大小為g。假設(shè)A、B間的碰撞為完全彈性碰撞，碰撞時間極短。 求 (1)第一次碰撞后瞬間A和B速度的大??；解：(1)設(shè)第一次碰撞前瞬間A的速度為v0 定律有物塊A下滑到O的過程中，由機械能守恒(2) A、B均停止運動后，二者之間的距離。mgh = 2 mv 2設(shè)第一次碰撞后瞬間A、B的速度分別為v 1、 動量守恒，碰撞前后系統(tǒng)的動能相等，有1m v = m v + (4 m )V1

19、 mv 2 = 1 mv 2 +( (4 m)V 22 0 2 121聯(lián)立式得V1,取向右方向為正。A、B在碰撞過程中v = -v =-v'2 ghi 5 05=2 2ggh即第一次碰撞后瞬間A和B速度的大小分別為3 22gh和2 ,而。(2) A、B碰撞后，A自O(shè)點向左運動，經(jīng)過一段時間后返回到O點，設(shè)A兩次經(jīng)過QO段 運動的時間為t,有2QO回a,由牛頓第二定律得B碰撞后向右運動，設(shè)A、B在地面上運動的加速度大小分別為a A、H mg = ma日(4m g = 4m a設(shè)B在地面上向右運動的時間為t由運動學(xué)公式得0 = V - a t聯(lián)立式并代入題給條件得t > tB由式可知

20、，當(dāng)A再次回到O點時B已停止運動。由1Vli >匕和式知，A、B將再次碰撞。設(shè)B從O點以速度V開始運動到速度減為0的過程中，運動的距離為s ,再次碰撞前瞬間A 1的速度大小為v2。由運動學(xué)公式有0 - V 2 =-2a s1 Bv2 - v2 = -2a s設(shè)再次碰撞后瞬間A和B的速度分別為v3和V2，由完全彈性碰撞的規(guī)律，可得類似于式的結(jié)果323v =-v35 2V = - v25 2由式知也|匕，即再次碰撞后，A不能運動到O點。設(shè)再次碰撞后A和B走過的路程分別為sA和，由動能定理有-H mgs = 0 - Lmv 2A 23-r（4m ） gsB=0 - -（4m）V 2聯(lián)立式得，A

21、、B均停止運動后它們之間的距離為s + s =hA B 259. 2013年廣東卷35.(18分)如圖18,兩塊相同平板匕、P2置于光滑水平面上，質(zhì)量均為m。P2的右端固定一輕質(zhì) 彈簧，左端A與彈簧的自由端B相距L。物體P置于圖18P1的最右端，質(zhì)量為2m且可以看作質(zhì)點。匕與P以 共同速度v0向右運動，與靜止的P2發(fā)生碰撞，碰撞 時間極短，碰撞后P1與P2粘連在一起，P壓縮彈簧 后被彈回并停在A點(彈簧始終在彈性限度內(nèi))。P 與P2之間的動摩擦因數(shù)為優(yōu)求(1)匕、P2剛碰完時的共同速度v 1和P的最終速度v2；(2)此過程中彈簧最大壓縮量x和相應(yīng)的彈性勢能Ep解：(1)PP2碰撞過程，由動量守

22、恒定律mv0=2 mv 1 解得v =-v1 2 0對匕、P2、P系統(tǒng)，由動量守恒定律mv0+ 2mv0=4mv2 解得v =3v 2 4 0當(dāng)彈簧壓縮最大時，PP2、P三者具有共同速度v2，彈簧壓縮量最大，1、 1、1、對系統(tǒng)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剛進入P2到PP2、P第二次等速時，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年理綜重慶卷24. （18分）如圖所示，靜置于水平地面的三輛手推車沿一直線排列，質(zhì)量均為m,人在極 短時間內(nèi)給第一輛車一水平?jīng)_量使其運動，當(dāng)車運動了距離L時與第二輛車相碰，兩車以共 同速度繼續(xù)運動了距離L時與第三車相碰，三車 以共同速度又運動了距離L時停止。車運動時受 到的摩擦阻力恒為車所受重力的k倍，重力加速 度為g,若車與車之間僅在碰撞時發(fā)生相互作用 碰撞時間很短，忽略空氣阻力，求： 整個過程中摩擦阻力所做的總功； 人給第一輛車水平?jīng)_量的大小；第一次與第二次碰撞系統(tǒng)功能損失之比。解析：（1）設(shè)運動過程中摩擦阻力做的總功為 W，則地面設(shè)第一車的初速度為u°，第一次

24、碰前速度為vJ碰后共同速度為u J第二次碰前速W = kmgL 2 kmgL -3 kmgL =6 kmgL度為v2 ,碰后共同速度為u2 .-kmgL =11mV2V 2 - mu 22120-k(2m)gL = i(2m)v 2 - - mu 222-k (3 m) gL = 0 - - (3 m) u 222動量守恒 mv = 2mu 2mv = 3mu 人給第一輛車水平?jīng)_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 ,第一次碰撞系統(tǒng)動能損失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 .廣、第二次碰撞系統(tǒng)動能損失AE = -(2m)v2 - (3m)u2 = -kmg112k122222.G3AE13第一次與第二次碰撞系統(tǒng)動能損失之比b = VA E311.2015年廣東卷36. (18分)如圖18所示，一條帶有圓軌道的長軌道水平固定，圓軌道豎 直，底端分別與兩側(cè)