2021-2022年高二物理选择性必修第一册同步课时作业训练
1.6 反冲现象 火箭
一、单选题。本大题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.一质量为M的烟花斜飞到空中,到达最高点时的速度为false,此时烟花炸裂成沿false直线上的两块(损失的炸药质量不计) ,两块的速度沿水平相反方向,落地时水平位移大小相等,不计空气阻力。向前一块的质量为m,向前一块的速度大小为( )
A.false B.false C.false D.false
2.一个士兵在皮划艇上,他连同装备和皮划艇的总质量为M,这个士兵用自动步枪沿水平方向射出一发质量为m的子弹,子弹离开枪口时相对步枪的速度为v,射击前皮划艇是静止的,则射出子弹后皮划艇的速度为( )
A.false B.false C.false D.false
3.长征五号系列运载火箭是目前中国运载能力最大的火箭,又称“胖五”。2019年12月27日20时45分,长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功将实践二十号卫星送入预定轨道。模拟发射火箭的实验如下:静止的实验火箭,总质量为false,当它以对地速度为false喷出质量为false的高温气体后,火箭的对地速度为(以喷出气体的速度方向为正方向,喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计)( )
A.false B.false C.false D.false
4.如图所示,我国自行研制的“歼-15”战斗机挂弹飞行时,接到命令,进行导弹发射训练,当战斗机水平飞行的速度为false时,将总质量为M的导弹释放,刚释放时,导弹向战斗机飞行的反方向喷出对地速率为false、质量为m的燃气,则喷气后导弹相对地面的速率v为( )
A.false B.false C.false D.false
5.运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是( )
A.燃料燃烧推动空气,空气的反作用力推动火箭
B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出,气体的反作用力推动火箭
C.火箭吸入空气,然后向后推出,空气对火箭的反作用力推动火箭
D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭
6.如图所示,装有炮弹的火炮总质量为m1,炮弹的质量为m2,炮弹射出炮口时对地的速率为v0,若炮管与水平地面的夹角为θ,则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)( )
A.falsev0 B.false C.false D.false
7.如图所示,自行火炮连同炮弹的总质量为M,当炮管水平,火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中,发射一枚质量为m的炮弹后,自行火炮的速度变为v2,仍向右行驶,则炮弹相对炮筒的发射速度v0为( )
A.false B.false
C.false D.false
8.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长,一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量,他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,然后他轻轻从船尾上船,走到船头后停下,而后轻轻下船,用卷尺测出船后退的距离d,然后用卷尺测出船长L。如图所示。已知他自身的质量为m,则渔船的质量为( )
A.false B.false
C.false D. false
9.人的质量m=60kg,船的质量M=240kg,若船用缆绳固定,船离岸1.5m时,人可以跃上岸。若撤去缆绳,如图所示,人要安全跃上岸,船离岸至多为(不计水的阻力,两次人消耗的能量相等)( )
A.1.5m B.1.2m C.1.34m D.1.1m
10.如图所示,放在光滑水平桌面上的A、B两个小木块中间夹一被压缩的轻弹簧,当轻弹簧被放开时,A、B两个小木块各自在桌面上滑行一段距离后,飞离桌面落在地面上。若mA=3mB,则下列结果正确的是( )
A.若轻弹簧对A、B做功分别为W1和W2,则有W1∶W2=1∶1
B.在与轻弹簧作用过程中,两木块的速度变化量之和为零
C.若A、B在空中飞行时的动量变化量分别为Δp1和Δp2,则有Δp1∶Δp2=1∶1
D.若A、B同时离开桌面,则从释放轻弹簧开始到两木块落地的这段时间内,A、B两木块的水平位移大小之比为1∶3
二、多选题。本大题共3小题,每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11.如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系绳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( )
A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统水平方向动量守恒
B.小球向左摆动时,小车向右运动,且系统水平方向动量守恒
C.小球向左摆到最高点时,小球的速度为零而小车速度不为零
D.小球摆到最低点时,小车的速度达最大
12.在某次军演中,炮兵使用了炮口与水平方向的夹角θ可调节的迫击炮,已知迫击炮的总质量为M(不包括炮弹的质量),炮弹的质量为m,忽略迫击炮与水平面之间的摩擦力及炮管长度。则下列说法正确的是( )
A.如果θ=0,炮弹离开炮口的速度为v0时,炮身后退的速度为false
B.如果θ=0,炮弹离开炮口的速度为v0时,炮身后退的速度为false
C.如果θ=60°,炮弹离开炮口的速度为v0时,炮身后退的速度为false
D.如果θ=60°,炮弹离开炮口的速度为v0时,炮身后退的速度为false
13.两个小木块A和B(均可视为质点)中间夹着一水平轻质弹簧,用细线(未画出)拴在一起,放在光滑的水平桌面上,烧断细线后,木块A、B分别向左、右方向运动,离开桌面后均做平抛运动(离开桌面前两木块已和弹簧分离),落地点与桌面边缘的水平距离分别为lA=1 m,lB=2 m,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.木块A、B离开弹簧时的速度大小之比vA∶vB=1∶2
B.木块A、B的质量之比mA∶mB=2∶1
C.木块A、B离开弹簧时的动能之比EkA∶EkB=1∶2
D.弹簧对木块A、B的作用力大小之比FA∶FB=1∶2
三、填空题。本大题共4小题。
14.如图所示,某小组在探究反冲运动时,将质量为m1的一个小液化瓶固定在质量为m2的小玩具船上,利用液化瓶向外喷射气体作为船的动力.现在整个装置静止放在平静的水面上,已知打开液化瓶后向外喷射气体的对地速度为v1,如果在某段时间内向后喷射的气体的质量为Δm,忽略水的阻力,求喷射出质量为Δm的液体后小船的速度为________.
15.甲乙两船自身质量为120 kg,都静止在静水中,当一个质量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时,不计阻力,甲、乙两船速度大小之比:v甲∶v乙=_______。
16.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长.一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量,他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,轻轻从船尾上船,走到船头后停下来,而后轻轻下船,用卷尺测出船后退的距离为d,然后用卷尺测出船长L,已知他自身的质量为m,则渔船的质量M=_________
17.如图所示是一门旧式大炮,炮车和炮弹的质量分别是M和m,炮筒与地面的夹角为α,炮弹射出出口时相对于地面的速度为v0.不计炮车与地面的摩擦,则炮身向后反冲的速度大小为___________。
四、解答题。本大题共3小题,解答过程必修有必要的文字说明,公式和解题过程。
18.如图,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为m0的球 C。现将 C 球拉起使细线水平伸直,并由静止释放C球。求 A、B 两木块分离时,A、B、C 的速度大小?
19.一个士兵坐在皮划艇上,他连同装备和皮划艇的总质量是false。这个士兵用自动步枪在false内沿水平方向连续射出10发子弹,每发子弹的质量是false,子弹离开枪口时相对步枪的速度是false。射击前皮划艇是静止的,不考虑水的阻力。
(1)每次射击后皮划艇的速度改变多少?
(2)连续射击后皮划艇的速度是多大?
(3)连续射击时枪所受到的平均反冲作用力是多大?
20.有一只小船停在静水中,船上一人从船头走到船尾。如果人的质量m=60kg,船的质量M=120kg,船长为l=3m,则船在水中移动的距离是多少?(水的阻力不计)
参考答案
1.C
【解析】令向前一块的速度大小为v,由于爆炸后两块均在空中做平抛运动,根据落地时水平位移大小相等可知,爆炸后两块的速度大小相等方向相反,而爆炸过程系统动量守恒,令爆炸前的速度方向为正方向,则有
false
解得
false
故选C。
2.B
【解析】子弹与皮划艇(含士兵及装备)组成的系统动量守恒,以子弹的速度方向为正方向,以地面为参考系,设皮划艇的速度大小为false,则子弹的速度大小为false,由动量守恒定律得
falsefalse
解得
false
故选B。
3.B
【解析】火箭喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计,可知火箭和喷出的气体在竖直方向的动量守恒,以喷出气体的速度方向为正方向,由动量守恒定律得
false
解得
false
故选B。
4.D
【解析】以导弹飞行的方向为正方向,导弹被战斗机释放后导弹喷出燃气前后瞬间,根据动量守恒定律得
false
解得
false
故选D。
5.B
【解析】由于反冲运动的作用,火箭燃料燃烧产生的气体给火箭一个反作用力使火箭加速运动,这个反作用力并不是空气给的。
故选B。
6.C
【解析】由于炮弹的重力作用,火炮发射炮弹的过程只有水平方向动量守恒,以向右为正方向,根据动量守恒定律可得
m2v0cosθ-(m1-m2)v=0
解得
false
C正确。
故选C。
7.B
【解析】火炮车与炮弹组成的系统动量守恒,以火炮车的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得
false
解得
false
故选B。
8.B
【解析】设人走动时船的速度大小为v,人的速度大小为v′,人从船尾走到船头所用时间为t,取船的运动方向为正方向,则
v=false,v′=false
根据动量守恒定律得
Mv-mv′=0
解得船的质量
M=false
故选B。
9.C
【解析】若船用缆绳固定时,有
false
若撤去缆绳,有
由动量守恒可得
false
两次人消耗的能量相等,则动能不变,有
false
联立解得
false
船离岸的距离为
false
所以C正确;ABD错误;
故选C。
10.D
【解析】A.弹簧弹开两木块过程中,两木块及弹簧组成的系统动量守恒,取水平向左为正方向,由动量守恒定律得
mAvA-mBvB=0
则速度大小之比vA∶vB=1∶3,根据动能定理得,轻弹簧对A、B做功分别为
false,false
联立解得W1∶W2=1∶3,A错误;
B.根据动量守恒定律可知,在与轻弹簧作用过程中,两木块的动量变化量之和为零,即
mAΔvA+mBΔvB=0
可得
ΔvA+ΔvB≠0
B错误;
C.A、B离开桌面后都做平抛运动,它们抛出点的高度相同,运动时间相等,设为t,由动量定理得,A、B在空中飞行时的动量变化量分别为
Δp1=mAgt,Δp2=mBgt
所以Δp1∶Δp2=3∶1,C错误;
D.两木块加速时,由动能定理有:
false
可知F相等,位移大小之比为1∶3,A、B两木块加速后的速度之比为
vA∶vB=mB∶mA=1∶3
在桌面上匀速运动相同的时间离开桌面后均做平抛运动,运动时间t也相等,故A、B两木块总的水平位移大小之比为1∶3,D正确。
故选D。
11.BD
【解析】AB.小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,竖直方向所受外力不为零,故系统只在在水平方向动量守恒,则小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反,则小球向左摆动时,小车向右运动,故A错误,B正确;
C.小球向左摆到最高点,竖直方向速度为零,水平速度小球与车等大反向,则小球的速度为零时小车的速度也为零,故C错误;
D.小球摆到最低点之前,小车受绳子拉力的分力一直使小车加速,摆过最低点之后,小车所受绳子拉力水平方向的分力与运动方向相反,小车减速,故最低点时具有最大速度,故D正确。
故选BD。
12.BD
【解析】如果θ=0,炮弹沿水平方向射出,炮身和炮弹组成的系统满足动量守恒定律,若炮弹速度为v0,则有
mv0-Mv1=0
解得
v1=false
选项A错误,B正确;
如果θ=60°,在炮弹出射瞬间,炮身和炮弹组成的系统水平方向动量守恒,设炮身后退的速度为v3,则
mv0cos60°-Mv3=0
解得
false
选项C错误,D正确。
故选BD。
13.ABC
【解析】A.A、B两木块离开桌面后做平抛运动,由平抛运动规律
false ,false
可得
false
则木块A、B离开弹簧时的速度大小之比为
false
所以A正确;
B.以向左为正方向,根据动量守恒定律得
mAvA-mBvB=0
因此
false
所以B正确;
C.木块A、B离开弹簧时的动能之比为
false
所以C正确;
D.弹簧对木块A、B的作用力大小之比
false
所以D错误;
故选ABC。
14.
【解析】由动量守恒定律得:0=(m1+m2-Δm)v船-Δmv1
解得:v船=.
15.5∶4
【解析】根据系统动量守恒定律的条件可知:以甲、乙两船和小孩为系统作为研究对象,系统动量守恒,根据动量守恒定律可得
false
所以
false
16.false
【解析】[1].设人走动时船的速度大小为v,人的速度大小为false,人从船尾走到船头所用时间为t.取船的速度为正方向.则
false
根据动量守恒定律
false
则得
false
解得渔船的质量
false.
17.false
【解析】取炮弹与炮车组成的系统为研究对象,因不计炮车与地面的摩擦,所以水平方向动量守恒。炮弹发射前,系统的总动量为零,炮弹发射后,炮弹的水平分速度为v0cosα,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有
mv0cosα-Mv=0
所以炮车向后反冲的速度大小为
false
18.false;false
【解析】小球C下落到最低点时,AB开始分离,此过程水平方向动量守恒.根据机械能守恒有
false
取水平向左为正方向,由水平方向动量守恒得
m0vC-2mvAB=0
联立解得
false
false
19.(1)false;(2)false;(3) 39.98N
【解析】(1) 设第一发子弹射出后皮划艇的对地速度为v1,则射出子弹的速度为800- v1,不考虑水的阻力,整个系统动量守恒,有
false
解得
false
第二发子弹射出后皮划艇的对地速度为v2,则射出子弹的速度为800- v2,不考虑水的阻力,整个系统动量守恒,有
false
解得
false
第三发子弹射出后皮划艇的对地速度为v3,则射出子弹的速度为800- v3,不考虑水的阻力,整个系统动量守恒,有
false
解得
false
第n发子弹射出后,速度的变化为
false
(2) 连续射击后,有
false
化简为
false
解得
false
(3)对于10发子弹,由动量定理得
false
解得
false
连续射击时枪所受到的平均反冲作用力是39.98N,方向与子弹运动的方向相反。
20.1m
【解析】人在船上走时,由于人、船组成的系统所受合外力为零,总动量守恒,因此系统的平均动量也守恒,设人从船头到船尾的时间为t,在这段时间内船后退的距离为x,人相对地面运动的距离为l-x,如图所示:
选船后退方向为正方向,由动量守恒有
false
所以
false