2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册1.6 反冲现象 火箭同步练习题(1)(Word版含答案)

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名称 2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册1.6 反冲现象 火箭同步练习题(1)(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 379.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-28 10:23:33

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文档简介

反冲现象 火箭
一、单选题
1.下列图片所描述的事例或应用中,没有利用反冲原理的是(  )
A.喷灌装置的自动旋转
B.章鱼在水中前行和转向
C.运载火箭发射过程
D.码头边轮胎的保护作用
2.如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为(  )
A.v0+(v0+v) B.v0-v
C.v0+v D.v0+(v0-v)
3.如图所示,自动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的速度向右匀速行驶中,发射一枚质量为m的炮弹后,自动火炮的速度变为,仍向右行驶,则炮弹相对炮筒的发射速度为
A. B.
C. D.
4.如图所示是一种弹射装置,弹丸质量为m,底座质量为3m,开始时均处于静止状态,当弹簧释放将弹丸以相对地面v的速度发射出去后,底座的反冲速度大小是( )
A.3v/4 B.v/4
C.v/3 D.0
5.如图所示,光滑水平面上停着一辆小车,小车的固定支架左端用不计质量的细线系一个小铁球.开始将小铁球提起到图示位置,然后无初速释放.在小铁球来回摆动的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.小车和小球系统动量守恒
B.小球向右摆动过程小车一直向左加速运动
C.小球摆到右方最高点时刻,由于惯性,小车仍在向左运动
D.小球摆到最低点时,小车的速度最大
6.有一只小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(估计重一吨左右).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:首先将船平行于码头自由停泊,轻轻从船尾上船,走到船头停下,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.已知他的自身质量为m,水的阻力不计,船的质量为(  )
A. B.
C. D.
7.光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α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.此过程中斜面对滑块的支持力大小为FN,则下列说法中正确的是(  )
A.FN=mgcos α
B.滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNtcos α
C.滑块B下滑的过程中A、B组成的系统动量守恒
D.此过程中斜面体向左滑动的距离为L
8.载人气球开始静止于高h的高空,气球质量为M,人的质量为m.若人沿绳梯滑至地面,则绳梯的长度至少为(  )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.有关实际生活中的现象,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的速度
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小反冲的影响
D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,汽车前部的发动机舱越坚固越好
10.如图所示,放在光滑水平桌面上的A、B木块之间夹一被压缩的弹簧.现释放弹簧,A、B木块被弹开后,各自在桌面上滑行一段距离飞离桌面.A落地点距桌边水平距离为0.5m,B落地点距桌边水平距离为1m,则
A.A、B离开弹簧时的速度比为1:2
B.A、B离开弹簧时的速度比为1:1
C.A、B质量之比为1:2
D.A、B质量之比为2:1
11.将总质量为1.05 kg的模型火箭点火升空,在0.02 s时间内有50 g燃气以大小为200 m/s的速度从火箭尾部喷出。下列说法正确的是(燃气喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(  )
A.在燃气喷出过程,火箭获得的平均推力为500 N
B.在燃气喷出过程,火箭获得的平均推力为200 N
C.在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为5 m/s
D.在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为10 m/s
12.如图所示,质量的滑块套在水平固定着的光滑轨道上可以自由滑动.质量为的小球(视为质点)通过长的轻杆与滑块上的光滑轴连接,开始时滑块静止,轻杆处于水平状态.现给小球一个的竖直向下的初速度,取.则
A.小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中,滑块M在水平轨道上向右移动了
B.小球m从初始位置第一次运动到最低点时的瞬时速度为
C.小球m相对于初始位置可以上升的最大高度为0.45m
D.小球m从初始位置到第一次到达最大高度的过程中,滑块M在水平轨道上向右移动了
13.在某次演练中,一颗炮弹在向上飞行过程中爆炸,如图所示.爆炸后,炮弹恰 好分成质量相等的两部分.若炮弹重力远小于爆炸内力,则关于爆炸后两部分的运动轨迹可能正确的是
A. B. C. D.
14.一个士兵坐在一只静止的小船上练习射击,船、人连同枪(不包括子弹)及靶的总质量为M,枪内有n颗子弹,每颗子弹的质量为m,枪口到靶的距离为L,子弹水平射出枪口时相对于地面的速度为v0,在发射后一发子弹时,前一发子弹已射入靶中.在射完第1颗子弹时,小船的速度和后退的距离为
A. B.
C. D.
三、填空题
15.将总质量为1.05kg的模型火箭点火升空,在0.02s时间内有50g燃气以大小为200m/s的速度从火箭尾部喷出.在燃气喷出过程,火箭获得的平均推力为_____N,在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为_____m/s(燃气喷出过程中重力和空气阻力可忽略).
四、解答题
16.一枚在空中飞行的导弹,质量为m,在某点速度的大小为v,方向如图,导弹在该点突然炸裂成两块,其中质量的一块沿着v的反方向飞去,速度大小为,求炸裂后另一块的速度,
17.花样滑冰是一个竞技体育与艺术完美结合的体育项目.在某花样滑冰赛场上,男女运动员一起以v0=2m/s的速度沿直线匀速滑行,某时刻男运动员将女运动员以v1=6m/s的速度向前推出,已知男运动员的质量为M=60kg,女运动员的质量为m=40kg,不计冰面的摩擦阻力,求:
(1)将女运动员推出后,男运动员的速度;
(2)在此过程中,男运动员推力的冲量大小。
18.一礼炮车(不包含礼炮弹)的质量为M=2000kg,礼炮弹的质量为m=5kg,发射时炮口和水平地面成60°角,在某次试射礼炮弹成功后,礼炮车在水平地面上后退了0.1m,若礼炮车受到的地面阻力是车重的一半,不考虑炮弹发射时间,重力加速度g取10m/s2,求礼炮弹离开炮口时的速度大小。
19.某小组在探究反冲运动时,将质量为m1一个小液化瓶固定在质量为m2的小球具船上,利用液化瓶向外喷射气体做为船的动力.现在整个装置静止放在平静的水面上,已知打开液化汽瓶后向外喷射气体的对地速度为v1,如果在Δt的时间内向后喷射的气体的质量为Δm,忽略水的阻力,则
(1)喷射出质量为Δm的液体后,小船的速度是多少?
(2)喷射出Δm液体的过程中,小船所受气体的平均作用力的大小是多少?
20.如图所示,水平轨道与半径为0.5m的半圆形光滑竖直轨道相连,固定在地面上.可视为质点的滑块a和小球b紧靠在一起静止于半圆圆心O的正下方N点,滑块a和小球b中间放有少许火药,某时刻点燃火药,滑块a和小球b瞬间分离,小球b恰好能通过半圆轨道的最高点P,落地点与滑块a最终停下的位置相同,已知a和b质量分别为2m、m,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球b的最大速度大小;
(2)滑块a与轨道间的动摩擦因数.
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.D
【详解】
喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的,故属于反冲运动,故A错误; 章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用,故B错误;火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力,利用了反冲运动,故C错误;码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间,从而减小作用力,不是利用了反冲作用,故D正确.
2.A
【详解】
人在跃出的过程中船人组成的系统水平方向动量守恒,规定向右为正方向,由动量守恒定律得:(M+m)v0=Mv′-mv,解得:v′=v0+(v0+v);
A. v0+(v0+v),与结论相符,选项A正确;
B. v0-v,与结论不相符,选项B错误;
C. v0+v,与结论不相符,选项C错误;
D. v0+(v0-v) ,与结论不相符,选项D错误;
3.B
【详解】
ABCD.炮弹相对地的速度为,由动量守恒定律得

故B正确ACD错误。
故选B。
4.C
【详解】
在水平方向上,弹丸和底座组成的系统动量守恒,设水平向右为正,由动量守恒可得,得,负号表示速度方向水平向左,故C正确.
5.D
【详解】
A.小车与小球组成的系统在水平方向动量守恒,在竖直方向动量不守恒,系统整体动量不守恒,故A错误;
BCD.小球从图示位置下摆到最低点,小车受力向左加速运动,当小球到最低点时,小车速度最大.当小球从最低点向右边运动时,小车向左减速,当小球运动到与左边图示位置相对称的位置时,小车静止.故小球向右摆动过程小车先向左加速运动,后向左减速运动,小球摆到最低点时,小车的速度最大,故D正确,BC错误。
故选D。
6.A
【详解】
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.取船的速度为正方向.则,;根据动量守恒定律:Mv-mv′=0,则得: ,解得船的质量: ,故选A.
7.D
【详解】
A.当滑块B相对于斜面加速下滑时,斜面A水平向左加速运动,所以滑块B相对于地面的加速度方向不再沿斜面方向,即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零,所以斜面对滑块的支持力不等于,故A错误;
B.滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为,故B错误;
C.由于滑块B有竖直方向的分加速度,所以系统竖直方向合外力不为零,系统的动量不守恒,故C错误;
D.系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,设A、B两者水平位移大小分别为,则
解得
故D正确;
故选D。
8.D
【详解】
设人沿绳梯滑至地面,绳梯长度至少为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可得:0=Mv2+mv1①
人沿绳梯滑至地面时,气球上升的高度为L-h,速度大小 ,②
人相对于地面下降的高度为h,速度大小为 ③
将②③代入①得
解得,故选D.
9.ABC
【解析】
【详解】
A.根据反冲运动的特点与应用可知,火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度,故A正确;
B.体操运动员在落地的过程中,动量变化一定,即运动员受到的冲量I一定,由I=Ft可知,体操运动员在着地时屈腿是为了延长时间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,子弹给枪身一个反作用力,会使枪身后退,影响射击的准确度,所以为了减小反冲的影响,用枪射击时要用肩部抵住枪身,故C正确;
D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,就要延长碰撞的时间,由I=Ft可知位于汽车前部的发动机舱不能太坚固,故D错误.
10.AD
【分析】
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,由水平位移可以求出它们的初速度关系,弹簧弹开物体过程中,系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出它们的质量关系;
【详解】
A、A和B离开桌面后做平抛运动,下落的高度相同,它们的运动时间相等,由得速度之比:,故A正确,B错误;
C、弹簧弹开物体的过程,两物体及弹簧组成的系统动量守恒,取向左为正方向,由动量守恒定律得:,则质量之比:,故C错误,D正确.
【点睛】
解决本题的关键要掌握平抛运动的规律,知道弹簧弹开物体的过程,系统的动量守恒,再结合动量守恒定律进行求解即可.
11.AD
【详解】
AB.在燃气喷出过程,以燃气为对象,规定火箭的速度方向为正方向,根据动量定理可得:
-FΔt=-m气v气-0
解得
F= =500 N
根据牛顿第三定律可得火箭获得的平均推力为500 N,A正确,B错误;
CD.燃气喷射前后,火箭和燃气组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律得
0=(M-m气)·v箭-m气v气
解得火箭的速度大小
v箭==10 m/s
选项C错误,D正确。
故选AD.
12.ACD
【详解】
A.小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中,设滑块在水平轨道上向右移动的距离为,取向左为正方向,根据水平动量守恒得:
可得:
故A正确;
B. 小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中,小球和滑块系统水平方向动量守恒,取水平向左为正方向,设小球到最低点时的瞬时速度为,滑块的速度为,则有:
由能量关系得:
联立解得:

故B错误;
C.设小球相对于初始位置可以上升的最大高度为,此时竖直方向速度为0,根据水平动量守恒得:
根据系统的机械能守恒得:
解得:
故C正确;
D.小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中,设滑块在水平轨道上向右移动的距离为,由几何关系可得,相对于移动的水平距离为:
根据水平动量守恒得:
解得:
故D正确.
13.BD
【详解】
A. 炮弹爆炸时,内力远大于外力,系统的动量守恒,由图知,该图水平方向满足动量守恒,但竖直方向不满足动量,不可能,故A项与题意不相符;
B. 该图水平方向和竖直方向都满足动量守恒,是可能的,故B项与题意相符;
C. 该图水平方向满足动量守恒,但竖直方向不满足动量,不可能,故C项与题意不相符;
D. 该图竖直方向和水平方向都满足动量守恒,是可能的,故D项与题意相符.
14.AD
【详解】
AB、由系统的动量守恒得:mv0=[M+(n–1)m]v′,解得:,故A正确,B错误;
CD、设子弹经过时间t打到靶上,则:vt+v′t=L,联立以上两式得:,故D正确,C错误;
故选AD.
【点睛】解决本题的关键掌握动量守恒定律的条件,以及知道在运用动量守恒定律时,速度必须相对于地面为参考系.
15.500 10
【分析】
根据动能定理可求燃气获得的平均推力,根据牛顿第三定律可知火箭获得的平均推力,在喷气的很短时间内,火箭和燃气组成的系统动量守恒,结合动量守恒定律求出火箭的速度大小;
【详解】
在燃气喷出过程,以燃气为对象,规定火箭的速度方向为正方向,根据动能定理可得:,解得,根据牛顿第三定律可得火箭获得的平均推力为500N;喷射前后系统的动量守恒,根据动量守恒定律得,解得火箭的速度大小;
16.
【详解】
在爆炸极短时间内,导弹所受的重力,远小于内部的爆炸力,系统动量守恒;
另外,确定正方向也很重要,取炸裂前速度v为正方向,v为正值,为负值,为正值.
根据动量守恒定律,有:
解得:
17.(1)v2= m/s;(2) I=160N·s;
【详解】
(1)设推出女运动员后,男运动员的速度为v2,根据动量守恒定律
解得,“﹣”表示男运动员受到方向与其初速度方向相反.
(2)在此过程中,对运动员有:I=mv1-mv0,
解得I=160N·s
18.800m/s
【详解】
设炮弹离开炮口时速度大小为,炮车后退速度为,炮车后退过程中由动能定理可得
取炮车后退方向为正,炮弹离开炮口瞬间,炮弹和炮车在水平方向符合动量守恒。则在水平方向由动量守恒得
解得的
=800m/s
19.(1);(2)
【详解】
(1)由动量守恒定律得:
解得:
(2)对喷射出的气体运用动量定理得:
FΔt=Δmv1
解得:
20.(1)(2)
【详解】
(1)物块在最低点时速度最大,由动能定理有:
物体在P点时重力提供向心力,有:
解得:;
(2)与分离瞬间在水平方向上动量守恒,
对滑块向左运动有:
滑块向左运动的距离为:
小球做平抛运动,竖直方向有:
水平方向有:
由于,解得:.答案第1页,共2页
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