6反冲现象 火箭同步测试卷
一、单选题
1.下列物体运动的原理与运载火箭发射升空的原理最为相似的是( )
A.爆竹飞上天空 B.运动员跳高 C.地球绕太阳运动 D.离弦之箭
2.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.v0 B. C. D.
3.如图所示,光滑绝缘水平面上带有同种电荷的A、B两个小球质量分别为m1,m2,当相距一定距离时同时释放,在释放后的任一时刻,A、B两小球的下列关系正确的是( )
A.受力之比等于m1:m2
B.加速度之比等于m1:m2
C.动量之比等于m2:m1
D.动能之比等于m2:m1
4.一辆小车置于光滑水平面上,车左端固定一水平弹簧枪,右端装一网兜。若从弹簧枪中发射一粒弹丸,恰好落在网兜内,结果小车将(空气阻力不计)( )
A.向左移动一段距离停下 B.在原位置没动
C.向右移动一段距离停下 D.一直向左移动
5.长为5m、质量为200kg的小船停在静水中,质量为50kg的人从船头走到船尾,不计水的阻力,则船在水中移动的距离为( )
A.1m B.2m C.3m D.4m
6.意大利数学家杰罗姆·卡丹早在1550年就第一个指出,中国对世界所具有影响的"三大发明":是司南(指南针)、印刷术和火药。并认为它们是"整个古代没有能与之相匹敌的发明。1621年,英国哲学家培根也曾在《新工具》一书中提到:"印刷术、火药、指南针这三种发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了。后来,来华传教士、汉学家艾约瑟最先在上述三大发明中加入造纸术。至此,体现中华民族宝贵精神财富的四大发明广为流传。它不仅促进了古代科学发展和技术进步,对现代科技仍具有重大意义。下列说法正确的是( )
A.春节有放鞭炮的习俗,鞭炮炸响的瞬间,动量守恒但能量不守恒
B.火箭是我国的重大发明,现代火箭发射时,火箭点火离开地面加速向上运动,是地面对火箭的反作用力作用的结果
C.火箭喷出燃气速度越大,火箭本身质量与火箭喷出物质质量之比越大,火箭获得速度越大
D.装在炮筒中的火药燃烧将炮弹加速推出炮口的同时,炮身后坐,这是反冲现象
7.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.斜面体对小球不做功
B.小球的机械能守恒
C.斜面体和小球组成系统的动量守恒
D.斜面体运动距离为
8.如图所示,由两段圆弧和两段直轨道平滑连接,组成的封闭轨道固定在水平面上,整个封闭轨道关于O1O2连线所在直线对称,在两小球间压缩一轻弹簧(弹簧与小球不拴连),用细线固定并靠着直轨道静置,不计一切摩擦。已知r2=2r1,m1=2m2=m,现将细线烧断,两小球进入圆弧轨道前弹簧已恢复原长,小球m1进入圆弧轨道时的速度为v,下列说法中正确的是( )
A.两球进入圆弧轨道时的动能之比Ek1:Ek2=2:1
B.两球进入圆弧轨道时对轨道的压力之比F1:F2=1:2
C.烧断细绳前,弹簧储存的弹性势能为Ep=mv2
D.两球经过圆弧轨道的时间相同
9.天问一号探测器由环绕器、着陆器和巡视器组成,总质量达到,于2020年7月23日发射升空,2021年2月24日进入火星停泊轨道。在地火转移轨道飞行过程中天问一号进行了四次轨道修正和一次深空机动,2020年10月9日23时,在距离地球大约千米的深空,天问一号探测器3000N主发动机点火工作约480秒,发动机向后喷射的气体速度约为,顺利完成深空机动,天问一号飞行轨道变为能够准确被火星捕获的、与火星精确相交的轨道。关于这次深空机动,下列说法正确的是( )
A.天问一号的速度变化量约为
B.天问一号的速度变化量约为288m/s
C.喷出气体的质量约为48kg
D.喷出气体的质量约为240kg
10.如图所示,甲、乙两个物块(均可视为质点)锁定在水平面上,处于压缩状态的轻弹簧放在两物块之间,与两物块没有连接,乙的质量是甲的2倍。水平面上O点左侧光滑,右侧粗糙。甲到O点的距离大于弹簧的压缩量,若只解除甲物块的锁定,则甲物块被弹簧弹出后在O点右侧滑行的距离为x,若同时解除甲、乙两物块的锁定,则甲物块在O点右侧滑行的距离为( )
A. B.
C. D.
11.如图所示,质量m=30kg的小俊同学站在质量M=150kg的车的一端,车长L=3m,相对于地面静止。若车与地面间的摩擦可以忽略不计,则小俊同学由车的一端走到另一端的过程中,车将( )
A.后退0.25m B.后退0.3m
C.后退0.5m D.一直匀速后退
12.如图,质量为m的木块静止在光滑水平地面上,木块中有一竖直平面内的管道,管道的出、入口水平,入口在木块左端,出口在木块左端或右端。一个质量也为m的小球(其直径略小于管道直径)以水平速度从左端进入管道。以水平向右为正方向。设小球离开木块时,小球的速度为,木块的速度为,下列说法正确的( )
A.若管道光滑,且出口在左端,则一定有,
B.若通道粗糙,则不可能出现
C.可能出现
D.若小球不能离开木块,则小球和木块产生的总热量一定为
二、多选题
13.有关实际中的现象,下列说法正确的是( )
A.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度
B.体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力
C.用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响
D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固越好
14.如图所示,质量为3m的容器静止在光滑水平面上,该容器的内壁是半径为R的光滑半球面,在容器内壁的最高点由静止释放一质量为m的小滑块P,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.P滑到最低点时,容器的动能为
B.P滑到最低点时,容器的动能为
C.P从开始到最低点过程中,容器的位移大小为
D.P从开始到最低点过程中,容器的位移大小为
15.如图所示,可视为质点且质量均为1kg的甲、乙两物体紧靠着放在水平地面,物体甲与左侧地面间的动摩擦因数为0.3,物体乙右侧地面光滑。两物体间夹有炸药,爆炸后两物体沿水平方向左右分离,分离瞬间物体乙的速度大小为3m/s,重力加速度g取10m/s2。则( )
A.炸药爆炸后,两物体分离瞬间物体甲的速度大小为3m/s
B.甲、乙两物体分离瞬间获得的总能量为18J
C.从分离到甲物体停止运动,经过的时间为4s
D.甲、乙两物体分离2s时,两物体之间的距离为7.5m
三、解答题
16.一枚在空中飞行的导弹,质量为M,在某点速度为v,方向水平。导弹在该点突然炸成两块,如图所示,其中质量为m的一块沿着与v相反的方向飞去,速率为v1.爆炸过程的相互作用时间为Δt,忽略该过程中的重力和空气阻力,求:
(1)爆炸后另一块的速率v2;
(2)爆炸过程中另一块对质量为m的一块的平均作用力大小。
6反冲现象 火箭同步测试卷参考答案
1.A
【详解】
A.运载火箭发射升空是运用动量守恒定律,利用反冲现象而实现的,爆竹飞上天空也是利用了反冲现象,所以A正确;
B.运动员跳高是利用动能转化为重力势能,所以B错误;
C.地球绕太阳运动是利用万有引力提供向心力,所以C错误;
D.离弦之箭中“离弦之箭”是由于物体具有惯性,所以D错误;
故选A。
2.C
【详解】
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
C正确。
故选C。
3.D
【详解】
A.两电荷之间的作用力为相互作用力,则受力之比等于1:1,选项A错误;
B.根据F=ma可知,加速度之比等于m2:m1,选项B错误;
C.两电荷组成的系统受合外力为零,则总动量守恒,则
p1-p2=0
即动量之比等于1:1,选项C错误;
D.根据
可知,动能之比等于m2:m1,选项D正确。
故选D。
4.A
【详解】
弹簧枪发射弹丸后,依靠反冲小车向左运动,当飞行的弹丸落入右端网兜时,因系统动量守恒,小车又停止。
故选A。
5.A
【详解】
人船动量守恒,有
所以有
又因为
解得
故选A。
6.D
【详解】
A.鞭炮炸响时,内力远远大于外力,所以动量守恒,在任何情况下,能量都是守恒的,A错误;
B.火箭点火,加速上升离开地面过程中,并不是地面对其的反作用,而是大气对其作用力,B错误;
C.设喷出物质质量为m,为燃气速度,火箭本身质量为M,为火箭速度,根据动量守恒有
则有
火箭喷出燃气速度越大,火箭本身质量与火箭喷出物质质量之比越小,C错误;
D.装在炮筒中的火药燃烧将炮弹加速推出炮口的同时,炮身后坐,这是反冲现象,D错误。
故选D。
7.D
【详解】
AB.斜面体和小球组成系统只有重力做功,满足机械能守恒,斜面体动能增大,则小球机械能减小,斜面体对小球做负功,AB错误;
C.斜面体和小球组成系统合外力不为零,动量不守恒,C错误;
D.系统在水平方向合外力为零,水平方向满足动量守恒,设小球质量为m,水平位移为,斜面体质量为2m,水平位移为,据动量守恒中的“人船模型”可得
又
联立解得
D正确。
故选D。
8.C
【详解】
A.对两球组成的系统,由动量守恒定律可知
解得
两球进入圆弧轨道时的动能之比
选项A错误;
B.根据
可得两球进入圆弧轨道时对轨道的压力之比
选项B错误;
C.烧断细绳前,弹簧储存的弹性势能为
选项C正确;
D.设左边小圆弧所对圆心角为θ,则大圆弧所对圆心角为2π-θ两球经过圆弧轨道的时间之比
选项D错误。
故选C。
9.B
【详解】
AB.根据动量定理有
可以求得天问一号的速度变化量约为288m/s,可知A错误,B正确;
CD.设喷出气体的速度为v气,方向为正方向,质量为m,由动量守恒定律可知
mv气 (M m)Δv =0
解得喷出气体质量约为
m=438kg
CD错误。
故选B。
10.A
【详解】
设弹簧开始具有的弹性势能为EP,只解除甲的锁定,则有
μmgx=EP
若同时解除甲、乙的锁定,根据动量守恒定律有
mv1=2mv2
根据能量守恒定律有
根据动能定理有
解得
故选A。
11.C
【详解】
ABC.以人和车为系统,则系统动量守恒,设人的方向为正方向,由动量守恒定律,有
其中x1和x2表示人和车的位移大小,有
解得
由题意,人向前走,车应往后退,AB错误C正确;
D.题中未说明人的运动状态,故小车的运动状态不定,D错误。
故选C。
12.C
【详解】
A.若,,速度交换,类似于完全弹性碰撞,能量守恒,即除了轨道光滑以外,还需要出口和入口在同一高度,A错误;
B.小球滚入轨道,水平方向动量守恒,时满足水平方向动量守恒,离开时由于,则出口在左边,且
动能增加了,通道粗糙,会产生热量,但当出口比入口低时就会存在动能增加,不违背能量守恒,所以可能出现,B错误;
C.当时满足水平方向动量守恒,且
离开时由于,则出口在右边,动能增加了,当出口比入口低时就会存在动能增加,不违背能量守恒,所以可能出现,C正确;
D.若小球不能离开木块,类似于完全非弹性碰撞
得
要满足小球和木块产生的总热量为
必须要出入口等高的情况下,才能满足上式,D错误。
故选C。
13.ABC
【详解】
A.火箭升空时,内能减小,转化为机械能,火箭向后喷出气流,火箭对气流有向后的力,由于力的作用是相互的,气流对火箭有向前的力的作用,从而推动火箭前进,故A正确;
B.体操运动员在落地的过程中,动量变化一定,由动量定理可知,运动员受到的冲量I一定,着地时屈腿是延长时间t,由I=Ft可知,延长时间t可以减小运动员所受到的平均冲力F,故B正确;
C.用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响,故C正确;
D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,就要延长碰撞时间,由I=Ft可知,车体前部的发动机舱不能太坚固,故D错误。
故选ABC。
14.AC
【详解】
AB.设小滑块到达最低点的速度为v1,容器的速度为v2,系统水平方向动量守恒,则
mv1=3mv2
此过程中系统机械能守恒,则
解得
则容器的动能为
故A正确,B错误;
CD.根据动量守恒
mv1=3mv2
可知容器在水平方向的速度总是为小滑块的,所以滑块在水平方向位移是容器的3倍,当滑块到达容器底端时,两者在水平方向的相对位移为R,则
x1+x2=R
则容器的位移为
故C正确,D错误。
故选AC。
15.AD
【详解】
A.炸药爆炸后,设分离瞬间物体甲的速度大小为,物体乙的速度大小为,对甲、乙两物体组成的系统由动量守恒定律得
甲、乙两物体速度大小
故A正确;
B.由能量守恒得
联立可得:甲、乙两物体分离瞬间获得的总能量
故B错误;
C.甲、乙两物体分离后,甲物体向左匀减速滑行,对甲受力分析,根据牛顿第二定律
得
根据运动学公式得从分离到甲物体停止运动,经过的时间
故C错误;
D.物体甲运动的位移为
物体乙运动内的位移为
故甲、乙两物体分离时,两物体之间的距离
故D正确。
故选AD。
16.(1);(2)
【详解】
(1)爆炸过程满足动量守恒
解得
(2)对质量为m的一块用动量定理(向左为正)
解得
(也可以对另一块分析)
试卷第1页,共3页