1.6反冲现象 火箭 同步练习（word版含答案）

1.6反冲现象 火箭
一、单选题
1．2021年6月17日9时22分，我国神舟十二号载人飞船发射圆满成功。如图是神舟十二号载人飞船发射瞬间的画面，在火箭点火发射瞬间，质量为m的燃气以大小为的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。已知发射前火箭的质量为M，则在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为（燃气喷出过程不计重力和空气阻力的影响）（　　）
A． B． C． D．
2．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
3．一质量为M的烟花斜飞到空中，到达最高点时的速度为，此时烟花炸裂成沿直线上的两块(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． B． C． D．
4．一质量为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质量为m的气体，气体喷出时速度大小为v1，则喷出气体后航天器的速度大小v2为（ ）
A． B． C． D．
5．质量m＝100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝40 kg、m乙＝60 kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为 （ ）
A．0.6 m/s，向左 B．3 m/s，向左
C．0.6 m/s，向右 D．3 m/s，向右
6．人和气球离地高为h，恰好悬浮在空中，气球质量为M，人的质量为m。人要从气球下拴着的软绳上安全到达地面，软绳的长度至少为（　 　）
A． B． C． D．
7．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
8．如图所示，小车上固定一竖直杆，杆顶端钉有一钉子，钉子钉住一根不可伸长的细绳与小球A相连，小球可通过细绳左右摆动绳长为l，小球A的质量为m，小车B的质量为M，将小球向右端拉至水平后放手（水平面光滑），则（ ）
A．小球和小车组成的系统动量守恒
B．水平方向任意时刻小球与小车的动量都等大反向
C．小球不能向左摆到原高度
D．小车向右移动的最大距离为
9．如图所示，、两物体的质量比，它们原来静止在足够长的平板车上，、间有一根被压缩了的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，且已知、组成的系统动量守恒。则有（　　）
A．、与的动摩擦因数相等
B．某一时刻、速率之比为3：4
C．最终稳定时小车向右运动
D．、、系统动量不守恒
10．一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，达到最高点时速度大小为v，方向水平。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，则爆炸后另一块的瞬时速度大小为（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示，人站在车的左端，将一质量m=20kg的木箱推出，木箱从车的左端开始运动恰好停在车的右端。已知人和车的总质量M=300kg（不含木箱的质量），车长L=3.2m，车与地面间的摩擦可以忽略。人相对于车始终静止且人和木箱都可看作质点，则在该过程中，车将后退（　　）
A．0.2m B．0.5m C．0.6m D．0.8m
二、多选题
12．在以下叙述的现象中利用了反冲现象的实例有（　　）
A．火箭喷气升空 B．篮球触地反弹
C．章鱼喷水快速退游 D．潜水艇排水浮出
13．如图所示，水平地面上紧挨着的两个滑块A、B之间有少量炸药（质量不计），爆炸后A、B沿水平地面向左、右滑行的最大距离分别为1m、4m。已知滑块A的质量为mA=4kg，A、B与水平地面间的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，炸药爆炸释放的化学能全部转化为滑块A、B的动能。下列说法正确的是（　　）
A．滑块B的质量为2kg
B．滑块B的质量为1kg
C．炸药爆炸释放的化学能为16J
D．炸药爆炸释放的化学能为24J
14．如图所示，在光滑的水平面上有一静止的质量为M的凹槽，凹槽内表面为光滑的半圆弧轨道，半径为R，两端AB与圆心等高，现让质量为m的物块从A点以竖直向下的初速度v0开始下滑，则在运动过程中（　　）
A．物块与凹槽组成的系统在水平方向动量守恒
B．物块运动到B点时速度大于v0
C．物块运动到B点后将从B点飞出做竖直上抛运动
D．物块运动到B点时，凹槽向左移动了
三、实验题
15．某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”、并测量处于压缩状态下的弹簧的弹性势能。实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其实验步骤为：
A．用天平测出滑块A、B的质量mA、mB；
B．用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧处于压缩状态；
C．剪断细线，滑块A、B离开弹簧后。均沿光清操作台的台面运动，最后都滑落台面，记录A、B滑块的落地点M、N；
D．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2；
E．用刻度尺测出操作台面距地面的高度h。
请根据实验步骤完成下面填空：
(1)实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其目的为___________；
(2)滑块A、B都离开桌面后，在空中运动的时间___________（选填“相等”或“不相等”）；
(3)如果滑块A、B组成的系统水平动量守恒，须满足的关系是___________（用测量的物理量表示）；
(4)剪断细线前，弹簧处于压缩状态下的弹性势能是___________（用测量的物理量和重力加速度g表示）。
四、解答题
16．有一艘质量为M=150kg的船停在静水中，船长L=5m，船上一个质量为m=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多少？
17．平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货厢边向右水平跳出，已知货厢右测距小车末端的距离为l=4m,货厢高h=1.25m,人的质量为m，车连同货厢的质量为M=4m.(g=10m/s2)
(1)若人最终落在车上，求跳出时相对地的初速度v0的最大值；
(2)如果人以(1)中v0的最大值跳出，当人落在车上站定后，求车的速度．
18．如图所示，一个小孩在冰面上进行“滑车”练习，开始小孩站在A车前端与车以共同速度v0=9m/s向右做匀速直线运动，在A车正前方有一辆静止的B车，为了避免两车相撞，在A车接近B车时，小孩迅速从A车跳上B车，又立即从B车跳回A车，此时A、B两车恰好不相撞，已知小孩的质量m=25kg，A车和B车质量均为mA=mB=100kg，若小孩跳离A车与跳离B车时对地速度的大小相等、方向相反，求：
（1）小孩跳回A车后，他和A车的共同速度大小？
（2）小孩跳离A车和B车时对地速度的大小？
（3）小孩跳离A车的过程中对A车冲量的大小？
（4）整个过程中，小孩对B车所做的功？
19．如图所示，光滑水平面上放置一半径为，质量为且内壁粗糙程度一致的半圆槽；今让一质量为，可视为质点的小球自右侧槽口a的正上方高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自a点进入槽内，然后从c点离开，已知小球第一次滑至半圆槽的最低点b时，小球的速度大小为，重力加速度，不计空气阻力，则小球第一次在半圆槽内向左滑的过程中，求：
（1）小球从a点到b点的过程中，求球与半圆槽组成的系统增加的内能；
（2）小球从a点到c点的过程中，半圆槽的位移大小。
20．如图所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自已刚好能回到A处，求：
（1）女演员推男演员过程中，男演员给女演员的冲量；
（2）男演员落地点C与O点的水平距离s。
（已知男演员质量m1和女演员质量m2之比为2，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，C 点比O 点低5R）
参考答案
1．D
【详解】
以向上为正方向，由动量守恒定律可得
解得
D正确。
故选D。
2．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。
3．C
【详解】
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
解得
故选C。
4．A
【详解】
设航天器的速度为正方向，根据动量守恒定律得：，解得：，BCD错误A正确
5．A
【详解】
甲、乙和船组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，开始时总动量为零，根据动量守恒定律有
0＝-m甲v甲＋m乙v乙＋mv
代入数据解得
v＝-0.6 m/s
负号说明小船的速度方向向左；
故选A．
6．D
【详解】
设人沿软绳滑至地面，软绳长度至少为L。以人和气球的系统为研究对象，竖直方向动量守恒，规定竖直向下为正方向，由动量守恒定律得
0=Mv2+mv1
人沿绳梯滑至地面时，气球上升的高度为L-h，速度大小
人相对于地面下降的高度为h，速度大小为
得
解得
故选D。
7．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。
8．B
【详解】
AB.小球A和小车B组成的系统只是在水平方向所受的合力为0，竖直方向的合力不为零，故系统在水平方向的动量守不守恒，故B正确A错误；
C.据动量守恒（水平方向）及机械能守恒可知，小球A仍能向左摆到原高度，故C错误；
D.小球相对小车向左摆动的距离为2l，设小球速度v1，小车速度v2，由动量守恒定律
解得小车向右移动的最大距离时为，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
AB．A、B组成的系统动量守恒，则AB两物体所受的摩擦力应该大小相等方向相反，系统所受合外力才为0，因为AB质量不相等所以动摩擦因数不相等，A错误；
B．由题知，任意时刻A、B组成的系统动量守恒，且初状态的总动量为零，根据动量守恒有
解得
B正确；
CD．由题可知，ABC三物体所组成的系统动所受合外力为0，动量守恒。最终稳定时，三个物体应该都处于静止状态，CD错误。
故选B。
10．B
【详解】
爆炸前动量为，设爆炸后另一块的瞬时速度大小为，取炮弹在最高点未爆炸前的速度方向为正方向，爆炸前后系统水平方向动量守恒，则有
解得
故选B。
11．A
【详解】
人、车和木箱组成的系统动量守恒，则
所以
又有
解得
故选A。
12．AC
【详解】
火箭喷气升空通过喷气的方式改变速度，从而改变轨道，运用了反冲运动的原理，章鱼通过喷水快速退游也是利用了反冲原理；篮球触地反弹是地面对球有作用力，不属于反冲；潜水艇排水浮出是利用浮力的改变，也不属于反冲，故AC正确，BD错误。
故选AC。
13．AD
【详解】
AB．爆炸过程中，两滑块动量守恒，取水平向右为正，则
0=-mAv1+mBv2
爆炸之后分别对两滑块动能定理，对滑块A
对滑块B
联立解得
故B错误，A正确；
CD．炸药爆炸释放的化学能为
代入数据解得
故C错误，D正确。
故选AD。
14．ACD
【详解】
A．物块与凹槽组成的系统在水平方向受力为零，所以水平方向动量守恒。故A正确；
BC．该系统水平方向动量守恒，所以当物块运动到B点时只有竖直方向速度，之后将从B点飞出做竖直上抛运动。此时凹槽速度为零，根据能量关系，可知物块的速度等于v0，故B错误；C正确；
D．设物块从A到B的时间为t，物块发生的水平位移大小为x，则凹槽产生的位移为2R-x,取水平向右为正方向，则根据水平方向动量守恒有
解得
2R-x=
故D正确。
故选ACD。
15．保证滑块做平抛运动 相等
【详解】
(1)[1]实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其目的为保证滑块做平抛运动；
(2)[2]根据 ，滑块A、B都离开桌面后，在空中运动的时间相等；
(3)[3]根据动量守恒定律
解得
(4)[4]根据能量守恒定律
解得
16．1.25m
【详解】
设船在水中移动的距离为x，用时间为t，则根据动量守恒定律可得
解得
x=1.25m
17．(1)v0=6.4m/s (2) v共=0
【详解】
（1）人恰好落到车的右端时人跳出时的速度最大，人跳出过程，人与车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0-Mv =0，
即，
可得：x ==3.2m，以地为参考系，人做平抛运动：t==0.5s ，
所以：v0==6.4m/s
（2）人从跳出到落在车上水平方向动量守恒：（M+m）v共=0；
解得：v共=0
点睛：本题要分析清楚物体的运动过程，明确人跳出过程，人与车组成的系统动量守恒．知道平抛运动常用运动的分解法研究．
18．（1）5m/s；（2）10m/s；（3）；（4）1250J
【详解】
（1）因为A、B恰好不相撞，则最后具有相同的速度。在人跳的过程中，把人、A车、B车看成一个系统，该系统所受合外力为零，动量守恒，由动量守恒定律得
代入数据解得
（2）依题意，设该同学跳离A车和B车时对地的速度大小分别为，则人、B车根据动量守恒定律有
解得
（3）根据动量守恒定理，可得小孩跳离A车的过程中，有
解得小孩跳离A车时，A车的速度大小为
根据动量定理，对A车的冲量大小等于A车动量的变化量大小，即
（4）该同学跳离B车过程中，对B车做的功等于B车动能的变化量，即
19．（1）3J；（2）m
【详解】
（1）小球在半圆槽内滑动的过程中，系统水平方向合力为0，水平方向动量守恒，水平方向总动量为0。
小球在半圆槽最低点时，根据水平动量守恒得
0=Mv2-mv1
代入数据
0=2×v2-1×4
可得半圆槽的速度为
v2=2m/s
从释放到最低点过程，根据系统能量守恒得
代入数据可得系统增加的内能
Q=3J
（2）小球从a点进入，c点飞出这一过程，水平方向类似于人船模型
Mx2=mx1
且
x1+x2=2R
代入数据可得半圆槽的位移
x2=m
20．（1），方向水平向左；（2）8R
【详解】
（1）设男、女演员摆到最低点时的速度大小为v0，根据机械能守恒定律有
解得
设女演员推男演员过程中自己获得的速度大小为v2，由题意根据机械能守恒定律有
解得
根据动量定理可得男演员给女演员的冲量大小为
方向水平向左。
（2）设男演员飞出时的速度大小为v1，根据动量守恒定律有
解得
根据运动学规律可得男演员做平抛运动的时间为
所以