格物学 力学动量守恒定律的应用

弹性碰撞-动量守恒定律的应用知识点专题进阶选择题自测题解析-北京市等高中物理,平均正确率40.0%

2025-07-21
弹性碰撞-动量守恒定律的应用知识点专题进阶选择题自测题解析-北京市等高中物理,平均正确率40.0%
1、['x-t图像斜率意义,及x-t图像求速度', '弹性碰撞']

正确率40.0%svg异常

C

A.碰撞前$${{m}_{2}}$$的速率大于$${{m}_{1}}$$的速率

B.碰撞后$${{m}_{2}}$$的速率大于$${{m}_{1}}$$的速率

C.碰撞后$${{m}_{2}}$$的动量大于$${{m}_{1}}$$的动量

D.碰撞后$${{m}_{2}}$$的动能小于$${{m}_{1}}$$的动能

2、['动量守恒定律解决多物体、多过程、多次碰撞问题', '弹性碰撞']

正确率40.0%svg异常

A

A.$${{3}}$$个小球静止$${,{3}}$$个小球运动

B.$${{4}}$$个小球静止$${,{2}}$$个小球运动

C.$${{5}}$$个小球静止$${,{1}}$$个小球运动

D.$${{6}}$$个小球都运动

3、['弹性碰撞', '完全非弹性碰撞']

正确率40.0%svg异常

B

A.当弹簧压缩量最大时,$${{A}}$$球速率最小,$${{B}}$$球速率最大

B.当弹簧恢复原长时,$${{B}}$$球速率最大

C.当$${{A}}$$球速率为零时,$${{B}}$$球速率最大

D.当$${{B}}$$球速率最大时,弹性势能不为零

4、['弹性碰撞', '完全非弹性碰撞']

正确率40.0%质量相等的$${{A}{、}{B}}$$两球在光滑水平面上沿同一直线$${、}$$同一方向运动.$${{A}}$$球的动量是$$7 k g m / s, ~ B$$球动量是$$5 k g m / s$$,当$${{A}}$$球追上$${{B}}$$球时发生碰撞,则碰后$${{A}{、}{B}}$$球的动量可能值是(

A

A.$$P_{A}=6 k g m / s$$$$P_{B}=6 k g m / s$$

B.$$P_{A}=3 k g m / s$$$$P_{B}=9 k g m / s$$

C.$$P_{A}=-2 k g m / s$$$$P_{B}=1 4 k g m / s$$

D.$$P_{A}=-4 k g m / s$$$$P_{B}=1 7 k g m / s$$

5、['弹性碰撞', '理解核子、电荷数和质量数']

正确率40.0%一中子与一质量数为 $${{A}}$$( $${{A}}$$$${{>}{1}{)}}$$的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为(

A

A.$$\frac{A+1} {A-1}$$

B.$$\frac{A-1} {A+1}$$

C.$$\frac{4 A} {( A+1 )^{2}}$$

D.$$\frac{( A+1 )^{2}} {( A-1 )^{2}}$$

6、['弹性碰撞']

正确率60.0%svg异常

D

A.第一次碰撞后的瞬间,$${{a}}$$球的速度大于$${{b}}$$球的速度

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

7、['弹性碰撞', '利用机械能守恒解决简单问题']

正确率40.0%svg异常

C

A.最终$${{3}}$$个小球以相同的速度一起句右运动

B.最终$${{2}{、}{3}}$$两小球速度相同且与小球$${{1}}$$的速度之比为$${{3}{:}{8}}$$

C.最终小球$${{3}}$$保持静止,而小球$${{2}}$$与小球$${{1}}$$的速度之比为$${{1}{:}{4}}$$

D.最终$${{1}{、}{2}}$$两小球向右运动且速度相同,与小球$${{3}}$$的速度之出为$${{4}{:}{1}}$$

8、['弹性碰撞']

正确率40.0%svg异常

B

A.$${{m}_{a}{>}{{m}_{b}}}$$

B.$${{m}_{a}{<}{{m}_{b}}}$$

C.$${{m}_{a}{=}{{m}_{b}}}$$

D.无法判断

9、['弹性碰撞', '完全非弹性碰撞']

正确率19.999999999999996%在光滑水平面上,一质量为$${{m}{、}}$$速度大小为$${{v}}$$的$${{A}}$$球与质量为$${{5}{m}}$$静止的$${{B}}$$球碰撞发生正碰,则碰后$${{B}}$$球的速度大小可能是$${{(}{)}}$$

C

A.$${{0}{.}{5}{v}}$$

B.$${{0}{.}{4}{v}}$$

C.$${{0}{.}{2}{v}}$$

D.$${{0}{.}{1}{v}}$$

10、['动量守恒定律解决多物体、多过程、多次碰撞问题', '弹性碰撞']

正确率40.0%svg异常

B

A.$${{b}}$$球的速度大小为$$\frac{1} {3} v,$$运动方向与原来相反

B.$${{b}}$$球的速度大小为$$\frac{2} {3} v,$$运动方向与原来相反

C.$${{c}}$$球的速度大小为$$\frac{8} {3} v$$

D.$${{c}}$$球的速度大小为$$\frac{2} {3} v$$

第1题解析:

根据动量守恒和能量守恒分析:

设碰撞前$$m_1$$速度为$$v_1$$,$$m_2$$速度为$$v_2$$;碰撞后速度分别为$$v_1'$$和$$v_2'$$。

A. 若$$m_2$$速率大于$$m_1$$,则$$m_2$$可能追上$$m_1$$发生碰撞,但需结合质量关系判断。

B. 碰撞后若$$m_2$$速率更大,需满足$$m_1 > m_2$$(弹性碰撞时$$v_2' = \frac{2m_1v_1 + (m_2-m_1)v_2}{m_1+m_2}$$)。

C. 动量关系取决于质量与速度乘积,若$$m_2$$质量更大且速率不显著减小,可能成立。

D. 动能比较需具体计算$$\frac{1}{2}m_2v_2'^2$$与$$\frac{1}{2}m_1v_1'^2$$,通常与质量比相关。

综合弹性碰撞特性,选项B和C可能同时成立。

第4题解析:

初始总动量$$p_{\text{总}} = 7 + 5 = 12\, \text{kg m/s}$$,动能$$E_k = \frac{7^2}{2m} + \frac{5^2}{2m} = \frac{74}{2m}$$。

逐项验证:

A. 动量守恒(6+6=12),动能$$\frac{6^2}{2m} \times 2 = \frac{72}{2m} \leq E_k$$,可能。

B. 动量守恒(3+9=12),动能$$\frac{3^2 + 9^2}{2m} = \frac{90}{2m} > E_k$$,不可能。

C. 动量守恒(-2+14=12),动能$$\frac{(-2)^2 + 14^2}{2m} = \frac{200}{2m} \gg E_k$$,不可能。

D. 动量守恒(-4+17=13)≠12,直接排除。

仅选项A满足条件。

第5题解析:

设中子质量$$m$$,原子核质量$$Am$$,中子初速$$v_0$$。弹性正碰后中子速$$v_1$$,原子核速$$v_2$$。

动量守恒:$$mv_0 = mv_1 + Amv_2$$

动能守恒:$$\frac{1}{2}mv_0^2 = \frac{1}{2}mv_1^2 + \frac{1}{2}Amv_2^2$$

联立解得:$$\frac{v_0}{v_1} = \frac{A+1}{A-1}$$,故选A。

第9题解析:

弹性碰撞极限情况:

1. 完全非弹性碰撞时,$$v_B' = \frac{mv}{m+5m} = \frac{v}{6} \approx 0.167v$$。

2. 完全弹性碰撞时,$$v_B' = \frac{2mv}{m+5m} = \frac{v}{3} \approx 0.333v$$。

实际速度应在$$\frac{v}{6}$$到$$\frac{v}{3}$$之间。选项B(0.4v)超出上限,A(0.5v)更大,均不可能;C(0.2v)和D(0.1v)中仅0.2v在范围内。

但更精确计算需考虑非完全弹性,可能允许稍低于$$\frac{v}{6}$$,故最接近合理值为B(0.4v可能有误)。

第10题解析:

设三球质量均为$$m$$,$$a$$球初速$$v$$。碰撞过程:

1. $$a$$撞$$b$$:动量守恒得$$mv = mv_a' + mv_b'$$,弹性碰撞速度交换得$$v_a'=0$$,$$v_b'=v$$。

2. $$b$$撞$$c$$:同理$$v_b''=0$$,$$v_c'=v$$。

但若碰撞非完全弹性,选项D($$c$$球速度$$\frac{2}{3}v$$)可能成立,而$$b$$球反弹速度$$\frac{1}{3}v$$(选项A)需满足动量守恒验证。

综合判断,D更符合一般非弹性碰撞结果。

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