1.6 反冲现象 火箭 同步练习题（Word版含答案）

1.6 反冲现象 火箭
一、单选题
1．如图所示，质量为M的上表面光滑的小车静置于光滑的水平面上，左端固定一根轻质弹簧，质量为m的物块放在小车上，压缩弹簧并用细线连接物块和小车左端，开始时小车与物块都处于静止状态，此时物块与小车右端相距为L，当突然烧断细线后，以下说法正确的是（　　）
A．物块离开小车前，物块和小车组成的系统动量守恒
B．物块离开小车前，物块和小车组成的系统机械能守恒
C．当物块离开小车时，小车向左运动的位移大小为
D．当物块速度大小为v时（未离开小车），小车速度大小为
2．如图所示，甲、乙两人静止在光滑的冰面上，当甲轻轻推乙后，两个人会向相反的方向滑去，则下列判断正确的是（　　）
A．推后两人的动能一定相等
B．推后两人的动量一定相同
C．推后两人的速率一定相等
D．甲轻推乙的过程中，两人的动量之和一定为零
3．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
4．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
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．如图，质量是M（包括绳）的气球下方有一段绳长为L，一质量为m的人悬挂在绳的末端B点，气球和人均处于静止状态。现人沿绳慢慢地爬到绳的上端A点处，空气阻力不计，人可视为质点，则人实际上爬的高度是（　　）
A．L B．L C．L D．L
7．如图所示，水平地面上紧挨着的两个滑块P、Q之间有少量炸药（质量不计），爆炸后P、Q沿水平地面向左、右滑行的最大距离分别为0.8m、0.2m。已知P、Q与水平地面间的动摩擦因数相同，则P、Q的质量之比m1:m2为（　　）
A．1∶2 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶4
8．如图所示，在光滑水平面上有一静止的质量为的小车，用长为的细线系一质量为的小球，将小球拉至水平位置，球放开时小车与小球保持静止状态，松手后让小球下落，在最低点与固定在小车上的油泥相撞并粘在一起，则（　　）
A．小球与油泥相撞后一起向左运动
B．小球与油泥相撞后一起向右运动
C．整个过程小车的运动距离
D．整个过程小车的运动距离
9．抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s，这时突然炸成两块，其中大块质量为300g仍按原方向飞行，其速度测得为50m/s。另一小块质量为200g，则它的速度的大小为（　　）
A．25m/s B．50m/s C．75m/s D．100m/s
二、多选题
10．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
11．如图所示，质量、半径、内壁粗糙程度一致的半圆槽静置于光滑的水平地面上。现将一质量的小球（可视为质点）自左侧槽口A点的正上方处由静止释放，小球下落后自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4，重力加速度，不计空气阻力，则小球第一次在半圆槽内向右滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球从A点到B点的过程中，小球对半圆槽的作用力对槽所做总功为正
B．小球从A点到B点的过程中，小球与半圆槽组成的系统增加的内能为7J
C．小球从A点到C点的过程中，半圆槽的位移为
D．小球从C点飞出后做斜抛运动
12．如图所示，在光滑水平面上，有质量分别为和m的A、B两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧，由于被一根细绳拉着而处于静止状态。当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下列说法正确的是（　　）
A．两滑块的动能之比 B．两滑块的动量大小之比
C．弹簧对两滑块的冲量之比 D．弹簧对两滑块做功之比
三、填空题
13．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粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，然后用卷尺测出船长L，已知他自身的质量为m，则渔船的质量M=_________
14．甲乙两船自身质量为120 kg，都静止在静水中，当一个质量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时，不计阻力，甲、乙两船速度大小之比：v甲∶v乙=_______。
15．如图所示，某小组在探究反冲运动时，将质量为m1的一个小液化瓶固定在质量为m2的小玩具船上，利用液化瓶向外喷射气体作为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开液化瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如果在某段时间内向后喷射的气体的质量为Δm，忽略水的阻力，求喷射出质量为Δm的液体后小船的速度为________．
16．冲击摆是测量子弹速度的装置，如图所示，摆锤的质量很大，子弹从水平方向射入摆锤中并留在其中，随摆锤一起摆动.已知冲击摆的摆长为l，摆锤的质量为M，实验中测得摆锤摆动时摆线的最大摆角是0。
（1）欲测得子弹的速度还需要测量的物理量是___________
（2）计算子弹速度的表达式v0=______（用已知量和测量量的符号表示）
四、解答题
17．如图所示，质量为2kg的“”形木板A静止放置在光滑的水平地面上，其左端挡板与放在A板上的质量为的小物块之间夹着一小块炸药，炸药爆炸时，有的化学能全部转化为A、B的动能。爆炸结束瞬间，一质量为的物块以水平向左，大小为的速度从A板右端滑上木板，最终物块、C恰好没有发生碰撞，且木板与两物块间的动摩擦因数均为，取，求
（1）炸药爆炸结束瞬间A、的速度大小及方向；
（2）木板的长度为多少；
（3）整个过程中摩擦力对做的功。
18．航天员连同装备的总质量为100kg，在空间跟飞船相距45m处相对飞船处于静止状态。他带有一个装有0.5kg氧气的贮氧筒，贮氧筒上有一个可以使氧气以50m/s的速度喷出的喷嘴。航天员必须向着跟返回飞船方向相反的方向释放氧气，才能回到飞船上去，同时又必须保留一部分氧气供他在返回飞船的途中呼吸。已知航天员呼吸的耗氧率为。试问：
（1）如果他在准备返回飞船的瞬时，释放0.15kg的氧气，他能安全回到飞船吗？
（2）航天员安全地返回飞船的最长和最短时间分别为多少？
19．如图所示，可视为质点的小木块A、B的质量均为m=2kg，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A、B间夹有一小块炸药（炸药的质量可以忽略不计）。让A、B以10m/s的初速度一起从O点滑出，滑行一段距离后到达P点，此时炸药爆炸使木块A、B脱离，发现木块B立即停在原位置，木块A继续沿水平方向前进。已知O、P两点间的距离为s=9m，木块与水平地面的动摩擦因数μ=0.2，炸药爆炸时释放的化学能均全部转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，g取10m/s2。求：
(1)小木块A、B到达P点的速度大小；
(2)炸药爆炸后瞬间A的速度大小；
(3)炸药爆炸时释放的化学能。
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参考答案
1．A
【详解】
A．物块离开小车前，物块和小车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故A正确；
B．物块离开小车前，弹力对物块和小车组成的系统做功，系统机械能不守恒，故B错误；
C．根据动量守恒定律可知，物块离开小车前，物块和小车在任意时刻的速度大小关系均满足
所以当物块离开小车时，小车向左运动的位移大小和物块向右运动的位移大小关系满足
根据位移关系可得
解得
故C错误；
D．根据C项分析可知，当物块速度大小为v时（未离开小车），小车速度大小为
，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】
BD．甲轻推乙的过程中，二人组成的系统所受合外力为零，动量守恒，则
所以
故B错误，D正确；
AC．根据
可知，由于两人质量不一定相等，所以动能、速率不一定相等，故AC错误。
故选D。
3．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。
4．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。
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．B
【详解】
设气球下降的高度为h，则由平均动量守恒可知
解得
则人实际上爬的高度是
故选B。
7．A
【详解】
爆炸过程中，两滑块动量守恒，取水平向右为正，则
爆炸之后分别对两滑块动能定理可知：滑块P
滑块Q
联立代入已知数据解得
故选A。
8．D
【详解】
AB．在水平方向上，系统不受外力，因此在水平方向动量守恒。小球下落过程中，水平方向具有向右的分速度，因此为保证动量守恒，小车要向左运动。当撞到油泥，是完全非弹性碰撞，小球和小车大小相等方向相反的动量恰好抵消掉，所以小车和小球都保持静止，故AB错误；
CD．设当小球到达最低点时，小球向右移动的距离为，小车向左移动的距离为，根据系统水平方向动量守恒有
又
，
则有
变形得
根据
联立解得
故C错误，D正确。
故选D。
9．B
【详解】
手雷在空中爆炸过程，水平方向不受外力，系统的动量守恒，设手雷原飞行方向为正方向，由系统水平的动量守恒得
整理得
代入数据得
故选B。
10．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。
11．AC
【详解】
A．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
故半圆槽的速度为
从释放到最低点过程，小球对半圆槽的作用力对槽所做总功为正，有
A正确；
B．根据系统能量守恒得
故系统增加的内能
B错误；
C．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，有
故半圆槽的位移
C正确；
D．小球从C点飞出瞬间，小球和半圆槽的水平速度都为0，小球做竖直上抛运动，D错误。
故选AC。
12．BD
【详解】
A．根据动量守恒定律得
解得
两滑块速度大小之比为
两滑块的动能之比
故A错误；
B．两滑块的动量大小之比
故B正确；
C．弹簧对两滑块的冲量之比
故C错误；
D．弹簧对两滑块做功之比等于两滑块动能之比为1：3，故D正确。
故选BD。
13．
【详解】
设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为，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
则得
解得渔船的质量
．
14．5∶4
【详解】
根据系统动量守恒定律的条件可知：以甲、乙两船和小孩为系统作为研究对象，系统动量守恒，根据动量守恒定律可得
所以
15．
【详解】
由动量守恒定律得：0＝（m1＋m2－Δm）v船－Δmv1
解得：v船＝．
16．子弹的质量m
【详解】
设射入摆锤前子弹速度为，子弹射入木块后瞬间两者的共同速度为
子弹击中摆锤的过程，系统动量守恒，选子弹的初速度方向为正，由动量守恒定律得
木块与子弹一起摆动的过程中，其机械能守恒，由机械能守恒定律可得：
解得
，
17．（1），方向向左；，方向向右；（2）；（3）
【详解】
（1）爆炸过程，以为研究对象：
得
方向向左；
方向向右；
（2）爆炸后一段时间对
得
方向向右；
对
得
方向向左；
对
得
设时刻、共速，则满足
解得
此时
此后、相对静止一起减速、整体的加速度
的加速度不变
得
作出如图
由图像可知板长
（3）由图像可知对，时间内
时间内
得总功
18．（1）能；（2）1800s；200s
【详解】
(1)令，，，氧气释放速度为，航天员在释放氧气后的速度为，由动量守恒定律得
由于释放氧气的质量0.15kg远远小于总质量100kg，因此认为氧气喷出后总质量不变，则有
航天员返回飞船所需时间
航天员返回途中所耗氧气
氧气筒喷射后所余氧气
因为，所以航天员能顺利返回飞船。
(2)设释放的氧气未知，途中所需时间为t，则
为航天员返回飞船的极限条件，可得
解得
或
分别代入
得
即航天员安全返回飞船的最长时间为1800s，最短时间只有200s。
19．(1)8m/s；(2)16m/s；(3)128J
【详解】
(1)研究OP阶段，设两木块初速度为v0，P点速度为vP，由动能定理，有
解得
vp==8m/s
(2)研究爆炸阶段，爆炸后A的速度为vA，系统动量守恒，则
2mvp=0+mvA
可得
vA=16m/s
(3)由能量守恒定律，有
解得释放的化学能
Q=△Ek=128J答案第12页，共12页
答案第13页，共1页