1.6 反冲现象火箭 同步练习基础过关—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（Word含答案）

第一章动量守恒定律第六节反冲现象火箭新学期同步练习基础过关A2021_2022学年高二物理上学期（人教版2019选择性必修第一册）
练习
一、单选题，共10小题
1．一炮弹质量为m，以斜向上、与水平面成60°角的初速度v发射，炮弹在最高点爆炸成两块，其中质量为的一块恰好做自由落体运动，另一块的瞬时速度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
2．下列属于反冲现象的是（　　）
A．乒乓球碰到墙壁后弹回
B．直升飞机上升
C．用力向后蹬地，人向前运动
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动
3．竖直向上发射一物体（不计空气阻力），在物体上升的某一时刻突然炸裂为a、b两块，质量较小的a块速度方向与物体原来的速度方向相反，则（　　）
A．炸裂后瞬间，a块的速度一定比原来物体的速度小
B．炸裂后瞬间，b块的速度方向一定与原来物体的速度方向相同
C．炸裂后瞬间，b块的速度一定比原来物体的速度小
D．炸裂过程中，b块的动量变化量大小一定小于a块的动量变化量大小
4．如图所示，气球下面有一根长绳，一个质量为m1=50
kg的人抓在气球下方，气球和长绳的总质量为m2=20
kg，长绳的下端刚好和水平面接触，当静止时人离地面的高度为h=5
m。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地面高度是（可以把人看做质点）（　　）
A．5
m
B．3.6
m
C．2.6
m
D．8
m
5．一枚火箭搭载着卫星以速率进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为，后部分的箭体质量为，分离后箭体以速率沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，则喷出气体的质量m为（　　）
A．
B．
C．
D．
7．如图，小船静止在水面上，站在船尾的人不断将船尾舱的鱼水平抛入左方船头的舱内，（鱼可视为质点，抛出点高度保持不变，一条鱼落入船头的舱内后再抛出下一条鱼），下列说法正确的是（　　）
A．为使鱼始终可保证落入船头的舱内，人抛出鱼的速度应逐渐增大
B．为使鱼始终可保证落入船头的舱内，人抛出鱼的速度应逐渐减小
C．抛完所有鱼后，小船静止，船相对岸位置不变
D．抛完所有鱼后，小船静止，船相对岸向右移动了一些
8．光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为的斜面体A，斜面体质量为M、底边长为L，如图所示。将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放，滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）
A．滑块B下滑的过程中，A、B组成的系统机械能不守恒，水平方向动量守恒
B．滑块B下滑到斜面体底端时，重力的瞬时功率为
C．滑块下滑过程中，支持力对B做负功
D．此过程中滑块B向右滑动的距离为
9．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测量它的质量。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和船长L。已知他自身的质量为m，则船的质量为（　　）
A．
B．
C．
D．
10．质量为的气球下吊一轻质绳梯，梯上站着质量为的人。气球以速度沿竖直方向匀速上升，如果人加速向上爬，当他相对于梯的速度达到时，以竖直向上为正方向，气球的速度将变为（　　）
A．
B．
C．
D．
二、多选题，共5小题
11．下列属于反冲现象的是（　　）
A．乒乓球碰到墙壁后弹回
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退
C．用力向后蹬地，人向前运动
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动
12．某同学自制总质量为M的火箭，现从地面竖直向上发射，火箭在极短的时间内，将质量为m的气体以相对地面为v0的速度竖直向下喷出后，火箭开始做竖直上抛运动。已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．火箭受到的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B．气体喷出的过程中，火箭和气体组成的系统机械能守恒
C．火箭获得的最大速度为
D．火箭上升的最大高度为
13．如图所示，物块甲、乙（可视为质点）静止于水平地面上，质量分别为，一轻弹簧（长度不计）压缩后锁定在甲、乙之间。某时刻解锁弹簧，甲、乙弹开后分别沿地面滑行。已知弹簧在解锁前的弹性势能为，甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为和，重力加速度取，则（　　）
A．弹开后瞬间乙的速度大小为
B．甲、乙滑行的时间之比为5∶2
C．甲滑行过程中产生的热量为
D．甲、乙停止运动时相距
14．某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始从船头走向船尾，不计水的阻力，那么在这段时间内人和船的运动情况是（　　）
A．人匀速走动，船则匀速后退，且两者的速度大小与它们的质量成反比
B．人匀加速走动，船则匀加速后退，且两者的加速度大小一定相等
C．不管人如何走动，在任意时刻两者的速度总是方向相反，大小与它们的质量成反比
D．人走到船尾不再走动，船则停下
15．在光滑的水平面上静止放置一个光滑的斜面体，斜面的倾角为，高度为，将一个可看做质点的小球从斜面顶端由静止释放，斜面体的质量是小球质量的两倍，小球运动到斜面底部的过程中（，）（　　）
A．斜面体对小球做负功
B．斜面体的机械能守恒
C．斜面体和小球组成系统的动量不守恒
D．斜面体运动距离为
三、填空题，共3小题
16．火箭飞行的工作原理是什么？
17．反冲运动的三点说明
作用原理
反冲运动是系统内两物体之间的作用力和反作用力产生的效果
动量守恒
反冲运动中系统不受____或内力_______外力矢量和，所以反冲运动遵循_______
机械能增加
反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能_________
18．人船模型
（1）模型图示
（2）模型特点
①两物体满足动量守恒定律：mv人－Mv船＝____
②两物体的位移满足：m
－M
＝____，
x人＋x船＝L，
得x人＝
L，x船＝
L
（3）运动特点
①人动则船___，人静则船___，人快船___，人慢船___，人左船____；
②人船位移比等于它们质量的______；人船平均速度（瞬时速度）比等于它们质量的____，即
＝
＝
.
四、解答题，共2小题
19．北京时间2019年1月11日1时11分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功将中国最新研制的通信广播卫星“中星2D”发射升空，卫星进入预定轨道。如果最后一节火箭的燃料用完后，质量分别为和的火箭壳体和“中星2D”卫星一起以速度绕地球做匀速圆周运动，某时刻火箭壳体与“中星2D”卫星分离，火箭壳体分离后瞬间速度为。已知分离持续时间为（很小），求：
（1）分离后瞬间“中星2D”卫星速度的大小；
（2）分离过程中火箭壳体对“中星2D”卫星的平均作用力大小。
20．一玩具以初速度从水平地面竖直向上抛出，达到最高点时，用遥控器将玩具内压缩的轻弹簧弹开，该玩具沿水平方向分裂成质量之比为1∶4的两部分，此时它们的动能之和与玩具从地面抛出时的动能相等。弹簧弹开的时间极短，不计空气阻力。求
（1）玩具上升到最大高度时的速度大小；
（2）两部分落地时速度大小之比。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
炮弹飞行到最高点时，速度沿水平方向，大小为
质量为的一块恰好做自由落体运动，说明爆炸后其瞬时速度为零，设质量为的那块爆炸后的瞬时速度为v1，水平方向据动量守恒定律可得
联立解得
A正确。
故选A。
2．D
【详解】
A．乒乓球碰到墙壁后弹回是因为受到了墙壁的作用力，不是反冲，A错误；
B．直升飞机是利用空气的浮力上升的，不属于反冲运动，B错误；
C．用力向后蹬地，人向前运动，是人脚与外部地面的作用，不属于反冲，C错误；
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动，章鱼向某个方向喷水时，章鱼受到沿喷水方向相反的作用力，向喷水的反方向运动，二者相互作用力是系统内力，是反冲现象，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
ABC.在炸裂过程中，由于重力远小于内力，系统的动量守恒，炸裂后瞬间a块的速度大小不能确定，以竖直向上为正方向，根据动量守恒定律有
（ma＋mb）v0＝ma（－va）＋mbvb
解得
vb＝>v0
b块的速度方向一定与原来物体的速度方向相同，故AC错误；B正确；
D.由动量守恒可知，炸裂过程中，b块的动量变化量大小一定等于a块的动量变化量大小，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
当人滑到绳下端时，如图所示，由动量守恒定律，得
且
h1＋h2=h
解得
h1=1.4
m
所以他离地高度
H=h-h1=3.6
m
故选B。
5．D
【详解】
火箭和卫星组成的系统在分离时水平方向上动量守恒，规定初速度的方向为正方向，有
解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
6．C
【详解】
规定航天器的速度方向为正方向，发动机喷气过程中系统动量守恒，故由动量守恒定律可得
Mv0=(M－m)v2－mv1
解得
故选C。
7．D
【详解】
AB．人、船组成的系统在水平方向不受外力，系统动量守恒，人抛出鱼后，鱼做平抛运动，人的高度不变，则飞行时间不变，船头到船尾的距离不变，为使鱼始终可保证落入船头的舱内，所以人抛出鱼的速度不变，故AB错误；
CD．人船、鱼组成的系统动量守恒，开始时系统静止，动量为零，由动量守恒定律可知，最终，船是静止的；在人将鱼向左抛出而鱼没有落入船舱的过程中，鱼具有向左的动量，由动量守恒定律可知，船(包括人)具有向右的动量，船要向右移动，鱼落入船舱后船即停止运动，如此反复，在抛鱼的过程中船要向右运动，最终船要向右移一些，故D正确，C错误。
故选D。
8．C
【详解】
A．滑块B下滑的过程中AB组成的系统水平合力为零，动量守恒；只有重力做功，则系统机械能守恒，选项A错误；
B．滑块B下滑的过程中AB组成的系统机械能守恒，B减小的重力势能转化成两物体的动能，如果全部转化为B的动能则
所以滑块滑到底端的速度小于，所以滑块下滑到斜面体底端时重力的瞬时功率小于
B错误；
C．由于滑块下滑过程中A滑块向左运动，机械能增加，则滑块的机械能减小，即支持力对B做负功，C正确。
D．由于AB组成的系统水平动量守恒
解得
D错误。
故选C。
9．B
【详解】
画出如图所示的草图
设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v′，船的质量为M，人从船尾走到船头所用时间为t。则
人和船组成的系统在水平方向上动量守恒，取船的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得
解得船的质量
故B正确，ACD错误。
故选B。
10．B
【详解】
取气球和人整体为研究对象，最初以速度匀速上升，合力为零，系统在竖直方向动量守恒，以地面为参考系，设气球的速度为，则人的速度为
则由动量守恒定律可得
解得
故选B。
11．BD
【详解】
A．乒乓球碰到墙壁后弹回是因为受到了墙壁的作用力，不是反冲。故A错误；
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退，子弹与枪身是系统中的两部分，属于反冲现象。故B正确；
C．用力向后蹬地，人向前运动，是人脚与外部地面的作用，不属于反冲。故C错误；
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动，章鱼向某个方向喷水时，章鱼受到沿喷水方向相反的作用力，向喷水的反方向运动，二者相互作用力是系统内力，是反冲现象。故D正确。
故选BD。
12．CD
【详解】
A．火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A错误；
B．在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭及所携设备做正功，所以火箭及所携设备机械能不守恒，故B错误；
C．在燃气喷出后的瞬间，火箭及其所携设备组成的系统内力远大于外力，系统动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，由动量守恒定律得
解得火箭的速度大小为
故C正确；
D．喷出燃气后火箭及所携设备做竖直上抛运动，上升的最大高度为
故D正确；
故选CD。
13．BD
【详解】
A．弹簧被弹开的过程动量守恒，则
解得
选项A错误；
B．两物体被弹开后，根据
则
甲、乙滑行的时间之比为
选项B正确；
C．甲滑行过程中产生的热量为
选项C错误；
D．甲、乙停止运动时相距
选项D正确。
故选BD。
14．ACD
【详解】
ACD．以人和船构成的系统为研究对象，其总动量守恒，设v1、v2分别为人和船的速率，则有
故有
可见选项ACD正确；
B．人和船若匀加速运动，则有
所以
本题中m人与M船不一定相等，所以两者的加速度大小不一定相等，选项B错误。
故选ACD。
15．ACD
【详解】
AB．对于小球和斜面体组成系统，只有重力做功，系统的机械能守恒，斜面体的机械能增大，小球机械能减小，所以斜面的支持力对小球做负功，故A正确，B错误；
C．小球在竖直方向有分加速度，斜面体和小球组成系统合外力不为零，则系统的动量不守恒，故C正确；
D．小球和斜面体组成的系统在水平方向不受外力，所以系统在水平方向上动量守恒。设小球的水平位移为，斜面体的位移为，取水平向左为正方向，设小球质量为m，则斜面体的质量为2m，根据水平方向动量守恒得
得
又
解得
故D正确。
故选ACD。
16．见解析
【详解】
火箭靠向后连续喷射高速气体飞行，利用了反冲原理．
17．外力
远大于
动量守恒定律
增加
【详解】
[1][2][3]反冲运动中系统不受外力或内力远大于力矢量和，所以反冲运动遵循动量守恒定律。
[4]
反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能增加。
18．0
0
动
静
快
慢
右
反比
反比
【详解】
（1）[1]两物体满足动量守恒定律
[2]因为
两物体的位移满足
（2）[3][4][5][6][7]
人动则船动，人静则船静，人快船快，人慢船慢，人左船右。
（3）[8]根据
则有
人船位移比等于它们质量的反比
[9]根据
则有
人船平均速度（瞬时速度）比等于它们质量的反比
19．（1）；（2）
【详解】
（1）火箭壳体与“中星”卫星分离过程，取火箭壳体和“中星2D”卫星原来的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得
解得分离后瞬间“中星”卫星速度的大小为
（2）分离过程中，对“中星”卫星，由动量定理得
解得
20．（1）；（2）
【详解】
（1）设玩具上升的最大高度为h，玩具上升到高度时的速度大小为v，重力加速度大小为g，以初速度方向为正，整个运动过程有
玩具上升到最大高度有
两式联立解得
（2）设玩具分开时两部分的质量分别为、，水平速度大小分别为、。依题意，动能关系为
玩具达到最高点时速度为零，两部分分开时速度方向相反，水平方向动量守恒，有
分开后两部分做平抛运动，由运动学关系，两部分落回地面时，竖直方向分速度大小为，设两部分落地时的速度大小分别为、，由速度合成公式，有
，
结合，解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页