1.6反冲现象 火箭自主提升过关练（word版含答案）

1.6反冲现象火箭
自主提升过关练（含解析）
一、选择题
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．下列说法中错误的是（　　）
A．所有的通信卫星均能运动在赤道上空某一固定轨道上
B．不同国家发射通信卫星的地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内
C．火箭能直冲云霄，利用的是反冲原理
D．实际发射卫星时都采用了多级火箭来进行持续加速，以达到发射卫星所需要的速度
3．某一火箭喷气发动机每次喷出的气体，气体离开发动机喷出时的速度。设火箭（包括燃料）质量，发动机每秒喷气20次。以下说法正确的是（　　）
A．运动第末，火箭的速度约为
B．运动第末，火箭的速度约为
C．当发动机第3次喷出气体后，火箭的速度约为
D．当发动机第4次喷出气体后，火箭的速度约为
4．光滑水平桌面上有A、B两个物体，A的质量是B的k倍。将一轻弹簧置于A、B之间，用外力缓慢压A、B。撤去外力后，A、B开始运动，A和B的动量大小的比值为（　　）
A． B．1 C． D．k
5．某烟花弹在点燃后升空到离地h时速度变为零，此时弹中火药爆炸将烟花弹炸裂为质量相等的A、B两部分，A竖直向上运动，B竖直向下运动，A继续上升的最大高度为，从爆炸之后瞬间开始计时，A、B在空中运动的时间分别为和。不计空气阻力，重力加速度为g，则与的比值为（　　）
A．1.5 B．2 C．3 D．4
6．2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。按照计划部署，神舟十三号航天员乘组将在轨驻留六个月。假设将发射火箭看成如下模型：静止的实验火箭，发射前总质量（含燃料）为M=2200g，取竖直向下为正方向，火箭所受重力和空气阻力可忽略不计。当它以v0=880m/s的对地速度竖直向下喷出质量为Δm=200g的高温气体后，火箭的对地速度为（　　）
A．-80m/s B．80m/s C．-88m/s D．88m/s
7．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水平轻弹簧。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0.5 m，B落地点距桌边水平距离为1 m，则（　　）
A．A、B离开弹簧时的速度之比为2∶1
B．A、B离开弹簧时的速度之比为1∶1
C．A、B质量之比为1∶2
D．A、B质量之比为2∶1
8．如图所示，有一边长为0.1m的正方体木块，静止于光滑水平面上，木块内部有一从顶面贯通至底面的通道，已知木块质量为，一个质量为的小球由静止开始从如图所示轨道的一端运动到另一端，在该过程中，木块的位移为（　　）
A．0.750m B．0.075m C．0.025m D．0.250m
9．我国发射的“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间站实现了完美对接。假设“神舟十一号”飞船到达对接点附近时对地的速度为v0，此时的质量为M。欲使飞船追上“天宫二号”实现对接，飞船需加速到v1，飞船发动机点火，将质量为m的燃气一次性向后喷出，燃气对地向后的速度大小为v2，不考虑飞船加速过程中的变轨，则在这个过程中，下列各表达式正确的是（　　）
A．Mv0=Mv1+mv2
B．Mv0=Mv1-mv2
C．Mv0=（M-m）v1+mv2
D．Mv0=（M-m）v1-mv2
10．一炮弹质量为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．
11．如图所示，将一质量为2m、半径为R的半圆形槽置于光滑水平面上，现让一质量为m的小球从A点正上方h处静止释放，经最低点后能从右端最高点冲出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．小球与槽组成的系统动量守恒
B．小球离开槽后做斜上抛运动
C．小球从右端上升的高度小于h
D．槽向左运动最大距离为
12．某人站在静止于水面的船上，从某时刻开始，人从船头走向船尾，水的阻力不计，下列说法不正确的是（　　）
A．人匀速运动，船则匀速后退，两者的速度大小与它们的质量成反比
B．人走到船尾不再走动，船也停止不动
C．不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反，大小与它们的质量成反比
D．船的运动情况与人行走的情况无关
13．如图所示，在水平雪面上放置一个静止的滑台，滑台左侧面是四分之一圆弧面且A端与水平雪面相切。在一次训练过程中，一个质量与滑台相同的空中技巧滑雪运动员以的水平速度冲向滑台，运动员冲到滑台的最高点B时恰好与滑台具有相同速度，以后又沿着圆弧面回到水平雪面上。一切摩擦和空气阻力不计，。则下列判断正确的是（　　）
A．运动员滑到B端位置时速度为
B．滑台左侧的圆弧面对应半径大小
C．运动员在滑台上相对滑动过程中，运动员与滑台组成的系统动量守恒
D．运动员从A端向上滑到B端过程中，系统的机械能增加；从B端向下滑到A端过程中，系统的机械能减少
14．火箭飞行时，在极短时间内喷射燃气的质量是，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m，下列说法正确的是（　　）
A．火箭的发射利用了反冲原理
B．喷出燃气时，火箭受到的推力为
C．喷出燃气后，火箭的动量改变量大小为
D．火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比越小，火箭增加的速度就越大
15．如图所示，小车置于光滑水平面上。小车左端固定一轻质弹簧，弹簧自然长度小于车长。小物块置于小车上，小车与物块间动摩擦因数为μ，用细绳将物块系在小车左端，弹簧处于压缩状态，弹性势能为，小车处于静止状态。此时小物块到小车右端的距离为L。现烧断细绳，物块到达小车右端时，物块的动能是小车动能的3倍。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．弹簧对物块做功与弹簧对小车做功相等
B．小车质量
C．物块先加速后减速，弹簧恢复原长时速度最大
D．物块到达小车右端过程中，小车向左移动的距离为
二、解答题
16．如图所示，较长的曲面与水平桌面平滑连接，将m1、m2之间的轻弹簧压缩后用细线连接，置于水平桌面上，弹簧与两物体不拴连。现将细线烧断，弹簧将两物体弹开，m2离开弹簧后从右边飞出，m1冲上曲面。已知桌面高为h，m2平抛的水平射程为x，m1=2m，m2=m，不计一切摩擦，重力加速度为g，求：
(1)m2离开弹簧时的速度；
(2)m1上升到曲面最高点时距桌面的高度H；
(3)弹簧的最大弹性势能。
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参考答案：
1．D
【解析】
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．B
【解析】
A．通信卫星即为同步卫星，运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道，轨道固定不变，故A正确；
B．不同国家发射通信卫星的地点不同，但通信卫星是同步卫星，轨道固定不变，所以这些卫星轨道一定在同一平面内，故B错误；
C．火箭能直冲云霄，利用的是反冲原理，故C正确；
D．世界上各个个国家，实际发射卫星时都采用了多级火箭来进行持续加速，以达到发射卫星所需要的速度，故D正确。
本题由于选择错误的，故选B。
3．C
【解析】
【详解】
A．1s末发动机喷出20次，共喷出的气体质量为
根据动量守恒定律得
则得火箭1s末的速度大小为
故A错误；
B．2s末发动机喷出40次，共喷出的气体质量为
同理可得，火箭2s末的速度大小为
故B错误；
C．第3次气体喷出后，共喷出的气体质量
同理可得，火箭第3次喷出气体后的速度大小为
故C正确；
D．第4次气体喷出后，共喷出的气体质量
同理可得，火箭第4次喷出气体后的速度大小为
故D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
设A和B的动量大小分别为pA和pB，由于系统初动量为零，且A、B被弹开后运动方向相反，则根据动量守恒定律有
即
故选B。
5．C
【解析】
设爆炸后竖直向上运动的一部分速度大小为，竖直向下运动的一部分速度大小为。落地时间为。因为爆炸后A、B运动方向相反，根据动量守恒定律
可知
A爆炸后上升高度为，根据运动学公式
得
A从爆炸后到落地过程中
解得
（不合题意舍去）
B从爆炸后到落地过程中
解得
（不合题意舍去）
故与的比值为3，ABD错误，C正确。
故选C。
6．C
【解析】
喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计，系统内力远大于外力，系统动量守恒，以竖直向下为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得火箭的速度
负号表示方向竖直向上，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．D
【解析】
AB．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AB错误；
CD．弹簧弹开木块的过程，两木块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D正确C错误。
故选D。
8．C
【解析】
小球由静止开始从如图所示轨道的一端运动到另一端过程中，水平方向平均动量守恒，则有
根据题意有
联立解得
故选C。
9．D
【解析】
选飞船向上飞行的速度方向为正方向，飞船发动机点火喷出燃气过程动量守恒。
由动量守定律得
故选D。
10．A
【解析】
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。
11．D
【解析】
A．系统水平方向不受力，所以小球与槽组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向有小球的重力，所以竖直方向动量不守恒。故A错误；
B．系统水平方向动量守恒，所以当小球离开槽时只具有竖直方向速度，做竖直上抛运动。故B错误；
C．依题意，若小球与槽有摩擦，则上升高度小于h，若二者没有摩擦，则上升高度等于h。故C错误；
D．设槽向左的最大距离为x，系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，有
解得
故D正确。
故选D。
12．D
【解析】
A．人从船头走向船尾的过程中，人和船组成的系统动量守恒。设人的质量为m，速度为v。
船的质量为M，速度为v' 。以人行走的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
0=mv+Mv'
解得
可知，人匀速行走，v不变，则v'不变，船匀速后退，且两者速度大小与它们的质量成反比。故A正确，与题意不符；
B．人走到船尾不再走动，设整体速度为v"，由动量守恒定律得
0 = (m+ M)v"
得
v"=0
即船停止不动。故B正确，与题意不符；
C．系统初始总动量为0，根据动量守恒定律得
0=mv+Mv'
解得
则不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反，大小与它们的质量成反比。故C正确，与题意不符；
D．由上分析知，船的运动情况与人行走的情况有关，人动船动，人停船停。故D错误，与题意相符。
故选D。
13．AB
【解析】
AC．运动员滑到B端过程，运动员与滑台组成的系统所受的合外力（运动员的重力）在竖直方向，故在水平方向满足动量守恒，可得
解得
即运动员滑到B端位置时速度为，A正确，C错误；
B．运动员滑到B端过程，据动能定理可得
解得
即滑台左侧的圆弧面对应半径大小，B正确；
D．运动员从A端向上滑到B端过程和从B端向下滑到A端过程，系统只有重力做功，机械能守恒，D错误。
故选AB。
14．AC
【解析】
A．火箭的发射利用了反冲原理，选项A正确；
B．火箭喷气前的速度为v，喷气后火箭的速度v′，则喷出的气体对地的速度为u-v，设火箭运动的方向为正方向，则对喷出的气体，根据动量定理
可得火箭受到的推力为
选项B错误；
C．由动量守恒
喷出燃气后，火箭的动量改变量大小为
选项C正确；
D．因为火箭速度的增加量
即火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比越小，火箭增加的速度就越小，选项D错误。故选AC。
15．BD
【解析】
A．整个过程系统动量守恒，物块到达小车右端时，物块的动能是小车动能的3倍，根据
可知物块质量是车的 ，弹簧对两者弹力大小相同，但两者质量不等，产生加速度不等，位移不同，则弹簧对物块做功与弹簧对小车做功不相等，故A错误；
B．因为系统总能量为，则
，
解得：
故B正确；
C．物块先加速后减速，加速度为零时，速度最大，此时由于摩擦力存在，弹簧处于压缩状态，故C错误；
D．根据系统动量守恒有
根据动能关系有
联立解得
，
根据系统动量守恒有
又
联立解得
故D正确。
故选BD。
16． (1)x；(2)；(3)
【解析】
【详解】
(1)对m2平抛过程分析，有
h=gt2，x=v2t
解得
v2=x
(2)弹簧将两物体弹开的过程，m1、m2组成的系统动量守恒，取向左为正方向，由动量守恒定律有
m1v1-m2v2=0
解得
v1=
对m1冲上曲面过程，由机械能守恒定律有
m1gH=m1v
解得
H=
(3)弹簧的最大弹性势能
Ep =m1v＋m2v
解得
Ep=
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