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、选择题（共16题）
1．如图所示，50kg的妈妈带着20kg的小孩骑10kg的自行车以3m/s的速度匀速行驶在平直路面上。行驶中小孩从车上跳下来，若小孩在离开车座时的水平速度为零，则此时妈妈和自行车的行驶速度为（　　）
A．2m/s B．3m/s C．4m/s D．6m/s
2．载人气球原来静止于距地面h的空中，气球质量为M，人的质量为m.若人要沿连接在气球上的绳梯着地，则绳梯长至少是（ ）
A． B． C． D．h
3．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
4．某人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，子弹水平射出枪口相对于地的速度为v0，在发射后一发子弹时，前一发子弹已射入靶中，在射完n颗子弹时，小船后退的距离为（ ）
A．0 B． C． D．
5．一炮艇总质量为M，一速度v0匀速行驶，从炮艇上以相对海岸的水平速度v向前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后炮艇的速度为v，，若不计水的阻力，则下列关系式中正确的是（　　）
A．Mv0=（M-m）v，+mv
B．Mv0=（M-m）v，+m（v+v0）
C．Mv0=（M-m）v，+m（v+v，）
D．Mv0=Mv，+mv
6．如图所示，一个质量为m1=60kg的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为m2=20kg，当静止时人离水面的高度为h=6m，长绳的下端刚好和水面接触。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离水面高度约是（可以把人看做质点）（　　）
A．4.8m B．3.6m C．5m D．4.5m
7．图为一空间探测器的示意图,P1、P2、P3、P4是四个喷气式发动机,P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行,P2、P4的连线与y轴平行．每台发动机开动时,都能向探测器提供推力,但不会使探测器转动．开始时,探测器以恒定的速率v0向正x方向平动．要使探测器改为向正x偏负y60°的方向以原来的速率v0平动,则可（ ）
A．先开动P1适当时间,再开动P4适当时间
B．先开动P3适当时间,再开动P2适当时间
C．开动P4适当时间
D．先开动P3适当时间,再开动P4适当时间
8．如图所示，在光滑的水平地面上并排放着物块A、B．它们的质量之比为3∶2，且在它们之间有一处于压缩状态的弹簧（与物块A、B并不拴接）．某一时刻同时释放物块A、B，弹簧为原长时物块A的动能为8 J．则释放物块A、B前，弹簧具有的弹性势能为（ ）
A．12 J
B．16 J
C．18 J
D．20 J
9．如图所示，质量为m的小球A系在长为l的轻绳一端，另一端系在质量为M 的小车支架的O点．现用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车的位移是(　 　)
A．向右，大小为
B．向左，大小为
C．向右，大小为
D．向左，大小为
10．如图所示，光滑的水平面上静止着一辆小车(用绝缘材料制成)，小车上固定一对竖直放置的带电金属板，在右金属板的同一条竖直线上有两个小孔a、b．一个质量为m、带电量为－q的小球从小孔a无初速度进入金属板，小球与左金属板相碰时间极短，碰撞时小球的电量不变且系统机械能没有损失，小球恰好从小孔b出金属板，则（ ）
A．小车(含金属板，下同)和小球组成的系统动量守恒
B．小车和小球组成的系统机械能守恒
C．在整个过程中小车的位移为零
D．因为小车和小球的质量大小关系未知，无法求出小车的位移
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．燃放爆竹是我国传统民俗。春节期间，某人斜向上抛出一个爆竹，到最高点时速度大小为，方向水平向东，并炸开成质量相等的三块碎片、、，其中碎片的速度方向水平向东，忽略空气阻力。炸开后的瞬间（　　）
A．若碎片速度为零，则碎片速度方向可能水平向西
B．若碎片速度方向水平向西，则碎片速度方向一定水平向南
C．若碎片速度方向水平向北，则碎片速度方向可能水平向西
D．若碎片、速度等大反向，则碎片速率为，方向水平向西
13．如图所示，滑块A静置在半圆柱B的最高点，B的表面光滑，初始时系统静止.现给A一个轻微扰动，使得A沿B的表面下滑.若在下滑过程中，两者分离，记分离时A的角位置为θ（A和圆心的连线与竖直方向的夹角，0°＜θ＜90°）.对于（1）A的质量m远小于B的质量M；（2）A的质量m远大于B的质量M这两种情况，下列说法正确的是（ ）
A．两种情况下，两者都不会分离
B．只有一种情况两者会分离
C．都能分离，（1）的θ更大
D．都能分离，（2）的θ更大
14．质量为m的人在质量为M的小车上从左端走到右端，如图所示，当车与地面摩擦不计时，那么（　　）
A．人在车上行走，若人相对车突然停止，则车也突然停止
B．人在车上行走的平均速度越大，则车在地面上移动的距离也越大
C．人在车上行走的平均速度越小，则车在地面上移动的距离就越大
D．不管人以什么样的平均速度行走，车在地面上移动的距离相同
15．如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为M，所受浮力不变，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是（　　）
A．投出物资后热气球做匀加速直线运动
B．投出物资后热气球所受合力大小为
C．
D．
16．如图所示，锁定的A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上，已知A、B两球质量分别为2m和m．过程一：只解除B球锁定，B球被弹出落于距桌边水平距离为s的水平地面上；过程二：同时解除A、B两球锁定，则（两种情况下小球离开桌面前，弹簧均已恢复原长）（ ）
A．两种情况下B小球机械能增量均相同
B．两过程中，在B球落地前A、B两小球及弹簧组成的系统机械能均守恒
C．过程二中，B球的落地点距桌边水平距离为
D．过程一和过程二中，弹簧对B球做功之比为
二、填空题
17．判断下列说法的正误．
（1）反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果．( )
（2）只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析．( )
（3）反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子．( )
（4）在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．( )
18．静止在水面上的船长为L、质量为M，一个质量为m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不计水的阻力，船移动的距离是____．
19．如图所示，气球吊着A、B两个重物以速度v匀速上升，已知A与气球 的总质量为m1，B的质量为m2，且m1>m2．某时刻A、B间细线断裂，当气球的速度增大为2v时，B的速度大为_______，方向_______．（不计空气阻力）
20．如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平地面上，车上装有半径为R的半圆形光滑轨道，现将质量为m的小球在轨道的边缘由静止释放，当小球滑至半圆轨道的最低位置时，小车移动的距离为________，小球的速度大小为________。
三、综合题
21．一质量为0.3kg的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空。当烟花弹上升到离地20m高处时速度为零，此时弹中火药爆炸将烟花弹炸为大、小两块，大、小块烟花弹分别获得水平向左、水平向右的速度，大块质量为小块质量的2倍，大、小两块烟花弹获得的动能之和也为E，爆炸时间极短，重力加速度g取10m/s2，，不计空气阻力和火药的质量，释放烟花弹位置的水平面足够大。求：
(1)动能E；
(2)大、小两块烟花弹落地之间的距离。
22．如图所示，和是两条与水平面成角的长直光滑金属导轨，和是两根用绝缘细线连接的金属杆，其质量均为m两金属杆的长度均为L。沿导轨向上的外力F作用在杆上，使两杆静止，两杆的电阻均为R，导轨间距为L。整个装置处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与两导轨所在平面垂直，导轨电阻可忽略，重力加速度为g。某时刻将细线烧断，但保持F不变，在细线烧断后两杆沿导轨运动的过程中（金属杆和导轨始终接触良好），求：
(1)任意时刻两杆的速度大小之比；
(2)两杆分别达到的最大速度。
23．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？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
依题意，设大人与车的总质量为，小孩的质量为，由于小孩在离开车座时的水平速度为零，则根据人、车系统水平方向动量守恒可得
代入数据求得，此时妈妈和自行车的行驶速度为
故选C。
2．A
【详解】
设人下滑的速度为v其方向为正方向，气球上升的速度为，对人、气球和绳梯构成的系统动量守恒，mv-M=0，h=vt，，三式联立解得=（m+M）h/M ，A对，BCD错．
3．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。
4．C
【详解】
由系统的动量守恒得：mv=[M+（n-1）m]v′；设子弹经过时间t打到靶上，则：vt+v′t=L；联立以上两式得：v′t＝ L；射完n颗子弹的过程中，每一次发射子弹船后推的距离都相同，所以船后退的总距离：x＝n v′t＝，所以选项C正确，选项ABD错误．故选C．
5．A
【详解】
对艇和炮弹组组成的系统，开炮过程中动量守恒，开炮后艇的质量变为（M-m），则有
Mv0=（M-m）v′+mv
故选A。
6．D
【详解】
设人的速度，气球的速度，人与气球组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得
每一时刻人的速度和气球的速度之比都和质量成反比，即人和气球的平均速度也和质量成反比，设气球上升，人下降
即
因为
解得
所以当他滑到绳子下端时，他离地高度为
故选D。
7．A
【详解】
试题分析：先开动P1适当时间，探测器受到的推力沿-x轴方向，探测器沿+x轴减速运动，再开动P4适当时间，又产生沿-y轴方向的推力，探测器的合速度可以沿正x偏负y60°的方向，并以原来的速率v0平动，故A正确．先开动P3适当时间，探测器受到的推力沿+x轴方向，将沿+x轴加速运动，再开动P2适当时间，又产生沿+y轴方向的推力，探测器的合速度沿第一象限．故B错误．先开动P4适当时间，探测器受到的推力沿-y轴方向，将获得沿-y轴的速度，沿x轴方向的速率不变，速度大于v0．故C错误．先开动P3适当时间，探测器受到的推力沿+x轴方向，将沿+x轴加速运动，速率大于v0．再开动P4适当时间，探测器又受到的推力沿-y轴方向，将获得沿-y轴的速度，合速度大于v0．故D错误．故选A．
8．D
【详解】
在释放A、B的前后，满足动量守恒：0=PA-PB，可得PA=PB，物块的动能为：，可得：，根据功能关系可得：，联立并代入数据可得弹簧具有的弹性势能为：，所以D正确，ABC错误．
9．D
【详解】
当小球向下摆动的过程中，小球与小车组成的系统，水平方向动量守恒，即
变形得
两边同乘以t，可得
设小车的位移大小为x，则小球相对于地的位移大小为l-x，可得
解得
方向向左，故D正确，ABC错误；
故选D。
10．C
【详解】
在小球与左金属板碰前 ，电场力对小车和小球都做正功，小车的机械能增加，系统机械能不守恒，选项B错误；小球进入电场后完全失重，系统只在水平方向的动量守恒，选项A错误；小车和小球在水平方向上动量守恒，系统初动量、初速度为0，水平方向上满足人船模型，从开始小球进入平行板到离开平行板，小车与小球的相对位移为0，即小车和小球在此过程中的位移都是0，小车在整个过程中的位移为0，选项C正确、D错误；故选C．
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．A
【详解】
A．若碎片速度为零，则根据水平方向动量守恒有
解得
当时，碎片速度方向向西。A正确；
B．若碎片速度方向水平向西，则根据水平方向动量守恒有
解得
方向可能向东、向西或为零。B错误；
C．若碎片速度方向水平向北，则根据水平方向动量守恒有
则碎片速度方向一定水平向南。C错误；
D．若碎片、速度等大反向，则根据水平方向动量守恒有
，
解得
方向向东。D错误。
故选A。
13．C
【详解】
建立坐标系如图所示，设分离时B的速度为v，A相对于B的速度分量分别为
其中ω为A绕О转动的瞬时角速度，则A的绝对速度分量分别为
根据机械能守恒定律和动量守恒定律，有
分离时有
N=0
则有
联立解得
当A的质量m远小于B的质量M时
则有
解得
.
当A的质量m远大于B的质量M时
则有
即
舍掉不合理的解，得
则两种情况两者都会分离，且（1）的θ更大.
A．两种情况下，两者都不会分离，与结论不相符，A错误；
B．只有一种情况两者会分离，与结论不相符，B错误；
C．都能分离，（1）的θ更大，与结论不相符，C错误；
D．都能分离，（2）的θ更大，与结论相符，D正确。
故选D。
14．AD
【详解】
A．由人与车组成的系统动量守恒得
故A正确；
BCD．设车长为L，由
解得
车在地面上移动的位移大小与人的平均速度大小无关，故D正确，BC错误。
故选AD。
15．BC
【详解】
AB．热气球开始携带物资时处于静止状态，所受合外力为0，初动量为0，水平投出重力为的物资瞬间，满足动量守恒定律
则热气球和物资的动量等大反向，热气球获得水平向左的速度，热气球所受合外力恒为，竖直向上，所以热气球做匀加速曲线运动，故A错误，B正确；
CD．热气球和物资的运动示意图如图所示
热气球和物资所受合力大小均为，所以热气球在竖直方向上加速度大小为
物资落地过程所用的时间内，根据解得落地时间为
热气球在竖直方向上运动的位移为
热气球和物资在水平方向均做匀速直线运动，水平位移为
根据勾股定理可知热气球和物资的实际位移为
故C正确，D错误。
故选BC。
16．BCD
【详解】
A．过程一中，弹簧的弹性势能全部转化为B球的动能，过程二中，弹簧的弹性势能转化为A、B两球的动能，所以两种情况下B小球机械能增量不同，故A错误；
B．两过程中，A、B两球和弹簧构成的系统除了重力和弹簧弹力做功之外，无其他外力做功，所以系统机械能均守恒，故B正确；
C．过程一中，B球做平抛运动，竖直高度为：
解得：
弹性势能为：
过程二中，A、B两球组成的系统动量守恒，初动量为0，根据动量守恒定律：
解得：，根据上述平抛运动的规律可解出过程二中，B球的落地点距桌边水平距离为，故C正确；
D．弹簧对B球做功全部转化为B球脱离弹簧时的动能，所以弹簧对B球做功之比为B球两次动能之比：
故D正确。
17． 正确 错误 正确 正确
【详解】
略
18．
【详解】
试题分析：船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行进，船向后退，规定人的速度方向为正方向，由动量守恒定律有：
mv﹣MV=0．
人从船头走到船尾，设船后退的距离为x，则人相对于地面的距离为L﹣x．
则有：m=M
解得：x=
19． 竖直向下
【详解】
规定向上为正方向，根据动量守恒定律得：
（m1+m2）v=m1 2v+m2v′
解得：
[2]因为m1＞m2．所以v′为负值，可知方向竖直向下，
20．
【详解】
当小球滚到最低点时，设此过程中，小球水平位移的大小为s1，车水平位移的大小为s2。在这一过程中，由系统水平方向总动量守恒得（取水平向左为正方向）
又
s1+s2=R
由此可得
当小球滚至凹槽的最低时，小球和凹槽的速度大小分别为v1和v2。据水平方向动量守恒
mv1=Mv2
另据机械能守恒得
mgR=mv12+Mv22
得
21．(1)60J；(2)84m
【详解】
(1)由机械能守恒
解得
(2)烟花弹在最高点爆炸，动量守恒，设水平向左为正方向
由能量守恒
烟花弹竖直上抛运动大、小两块烟花弹均做平抛运动，大、小两块烟花弹落地之间的距离
解得
22．(1)1；(2)
【详解】
(1)设某时刻MN和速度分别为、，MN和系统动量守恒
得
(2)当MN和的加速度为零时，速度最大且令为，对受力平衡
由闭合电路欧姆定律得
联立得
23．（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：
答案第1页，共2页