第6节 反冲现象 火箭 同步练习题（Word版含解析）

1.6 反冲现象 火箭
一、单选题
1．如图所示，有一质量、边长为0.2m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，一个质量为的小球由静止开始从轨道的左端运动到右端，在该过程中木块的位移为（　　）
A．0.05m B．0.10m C．0.15m D．0.5m
2．一辆小车置于光滑水平面上，车左端固定一水平弹簧枪，右端装一网兜。若从弹簧枪中发射一粒弹丸，恰好落在网兜内，结果小车将（空气阻力不计）（　　）
A．向左移动一段距离停下 B．在原位置没动
C．向右移动一段距离停下 D．一直向左移动
3．一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动的正方向抛出一物体P，不计空气阻力，则（　　）
A．火箭一定离开原来轨道运动 B．物体P一定离开原来轨道运动
C．火箭运动半径一定增大 D．物体P运动半径一定减小
4．如图所示，光滑水平面上甲、乙两球间粘少许炸药，一起以速度0.5m/s向右做匀速直线运动。已知甲、乙两球质量分别0.1kg和0.2kg。某时刻炸药突然爆炸，分开后两球仍沿原直线运动，从爆炸开始计时经过3.0s，两球之间的距离为x=2.7m，则下列说法正确的是（　　）
A．刚分离时，甲、乙两球的速度方向相同
B．刚分离时，甲球的速度大小为0.6m/s
C．刚分离时，乙球的速度大小为0.3m/s
D．爆炸过程中释放的能量为0.027J
5．如图所示，光滑绝缘水平面上带有同种电荷的A、B两个小球质量分别为m1，m2，当相距一定距离时同时释放，在释放后的任一时刻，A、B两小球的下列关系正确的是（　　）
A．受力之比等于m1：m2
B．加速度之比等于m1：m2
C．动量之比等于m2：m1
D．动能之比等于m2：m1
6．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
二、多选题
7．两船的质量均为m，都静止在平静的湖面上，现A船上质量为的人，以对地水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳到A船，经n次跳跃后，人停在B船上，不计水的阻力，则（　　）
A．两船速度大小之比为 B．（包括人）两船的动量大小之比为
C．（包括人）两船的动量之和为0 D．（包括人）两船动能之比为
8．绳长为l，小球质量为m，小车质量为M，将小球向右拉至水平后放手，则（水平面光滑）（　　）
A．系统的总动量守恒
B．水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向
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．向空中发射一物体，不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a、b两块．若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向，则( 　　)
A．b的速度方向一定与原速度方向相反
B．从炸裂到落地这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大
C．a、b一定同时到达地面
D．炸裂的过程中，a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等
10．如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点已知小车质量M=4m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则（　　）
A．全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为R+L
B．小车在运动过程中速度的最大值为
C．全过程小车相对地面的位移大小为
D．、L、R三者之间的关系为R=L
11．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
三、填空题
12．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：首先将船挨着码头自由停泊，然后他从船尾走到船头后停下，用卷尺测出船头离岸的距 离 d，然后用卷尺测出船长 L.已知他自身的质量为 m，（忽略水的阻力）则渔船的质量为________________
13．如图，光滑水平面上有质量100kg、长度为4m的平板小车，车两端站着A、B两人，A质量为70kg，B质量为30kg，两人交换位置，此过程中车移动的位移是_____．
14．如下图质量为M的气球下挂着长为L的绳梯，一质量为m的人站在绳梯的下端，人和气球静止在空中，现人从绳梯的下端往上爬到顶端时，人和气球相对于地面移动的距离_____，_____。
四、解答题
15．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？
16．一质量为m的烟花弹以的初动能从水平地面开始做斜上抛运动，当烟花弹上升到最高点时动能变为初动能的，就在此时弹中火药爆炸将烟花弹炸为A、B两部分，A恰好沿原路返回。已知火药爆炸时间极短，爆炸使烟花弹的机械能增加了，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，求：
（1）烟花弹从离开地面到最高点所经过的时间t；
（2）烟花弹爆炸后形成的A、B两部分质量之比；
（3）A、B两部分落地点间的距离x及B落地时的动能。
17．如图所示，质量为m的人站在一条质量为M、长为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边．当该人向左走到船的左端时，在不考虑水流速度与水对船体的黏滞阻力的情况下，船左端运动到离岸多远的地方？
18．一玩具以初速度从水平地面竖直向上抛出，达到最高点时，用遥控器将玩具内压缩的轻弹簧弹开，该玩具沿水平方向分裂成质量之比为1∶4的两部分，此时它们的动能之和与玩具从地面抛出时的动能相等。弹簧弹开的时间极短，不计空气阻力。求
（1）玩具上升到最大高度时的速度大小；
（2）两部分落地时速度大小之比。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
小球由静止开始从如图所示轨道的左端运动到右端过程中，小球与木块组成的系统，水平方向平均动量守恒，则有
即
根据题意，有
联立解得
故选A。
2．A
【解析】
【详解】
弹簧枪发射弹丸后，依靠反冲小车向左运动，当飞行的弹丸落入右端网兜时，因系统动量守恒，小车又停止。
故选A。
3．B
【详解】
若其沿运动方向的正方向射出一物体P,物体P的速度一定增加，所以物体P一定做离心运动，所以物体P一定离开原来的轨道，对于火箭由于不清楚抛出物体P的速度大小，所以不能确定火箭的运动情况，故选B。
4．D
【解析】
【详解】
设甲乙两球的质量分别为m1、m2，刚分离时两球速度分别为v1、v2，以向右为正方向，则由动量守恒
根据题意有
带入数据可解得
说明刚分离时两球速度方向相反，故ABC错误；
D．爆炸过程中释放的能量
将带入可得
0.027J
故D正确。
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
A．两电荷之间的作用力为相互作用力，则受力之比等于1:1，选项A错误；
B．根据F=ma可知，加速度之比等于m2：m1，选项B错误；
C．两电荷组成的系统受合外力为零，则总动量守恒，则
p1-p2=0
即动量之比等于1:1，选项C错误；
D．根据
可知，动能之比等于m2：m1，选项D正确。
故选D。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
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。
7．ABC
【解析】
【详解】
ABC．设A、B两船速度大小分别为vA、vB，以A、B两船和人组成的系统为研究对象，系统初动量为0，根据动量守恒定律可知（包括人）两船的动量大小相等、方向相反，（包括人）两船的动量之和为0，即
解得
故ABC正确；
D．（包括人）两船动能之比为
故D错误。
故选ABC。
8．BD
【解析】
【详解】
AB．系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的合力不为零，故水平方向的动量守恒，而总动量不守恒，A错误，B正确；
C．根据水平方向的动量守恒及机械能守恒，小球仍能向左摆到原高度，C错误；
D．小球相对于小车的最大位移为2l，根据“人船模型”，系统水平方向动量守恒，设小球的平均速度为vm，小车的平均速度为vM，则有
mvm－MvM＝0
两边同时乘以运动时间t，则有
mvmt－MvMt＝0
即
mxm＝MxM
又
xm＋xM＝2l
解得小车移动的最大距离为，D正确。
故选BD。
9．CD
【解析】
【详解】
AD．物体在炸成两块时，系统在水平方向动量守恒，以初速度方向为正，由动量守恒定律可知
当 且v1>0时b的速度方向可能与原速度方向相同、相反或为零，但a和b两块的动量变化一定大小相等，方向相反，a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等，方向相反，A错误，D正确；
BC．在爆炸后，a和b在竖直方向做自由落体运动，二者在空中运动时间相等，同时到达地面，由于a和b的水平速度关系未知，所以二者落地时的水平距离关系不能确定，选项B错误，C正确。
故选CD。
10．BCD
【解析】
【详解】
AC．滑动与小车组成的系统水平方向动量守恒，由人船模型特点有
，
由上两式解得
，
全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为， 全过程小车相对地面的位移大小为，所以A错误；C正确；
B．滑块滑到圆弧轨道最低点时，小车速度最大，滑动与小车组成的系统水平方向动量守恒，则有
，
由上两式解得
小车在运动过程中速度的最大值为，所以B正确；
D．滑块最后恰好停在C点时，小车也停止运动，全程由能量守恒定律则有
解得
R=L
所以、L、R三者之间的关系为R=L，则D正确；
故选BCD。
11．AD
【解析】
【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。
12．
【解析】
【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。
根据动量守恒定律得：
Mv-mv′=0
解得，船的质量：
13．0.8m
【解析】
【详解】
试题分析：两人交换位置的过程中，两个人以及车组成的系统，动量守恒，设小车的质量为M，A的质量为mA，B的质量为mB，以向右为正，
根据动量守恒定律得：
mAvA=mBvB+Mv，
设小车的长度为L，小车运动的位移为x，由于时间相等，结合位移关系得：
mA（L﹣x）=mB（L+x）+Mx
带入数据得：
70×（4﹣x）=30×（4+x）+100x
解得：x=0.8m
14．
【解析】
【详解】
人和气球静止在空中，人和气球整体所受合力为0，当人沿绳梯运动时，人和气球的动量守恒，即人和气球的动量大小相等、方向相反，所以任意时刻人和气球的速率之比
人和气球对于地面移动的距离之比
据几何关系有
联立解得
、
15．（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。
16．（1）；（2）1；（3），
【详解】
(1)设烟花弹上升的初速度大小为，在最高点时的速度大小为v，由题给条件有
解得
由速度的偏角公式可得
解得
故烟花弹发射仰角为60°，初速度在竖直方向的分量大小
由速度公式可得
联立解得
(2)选烟花弹上升到最高点爆炸前的速度方向为正方向，由已知条件可知，A返回时的初速度为（“-”代表方向），设爆炸后B的速度为，A、B两部分的质量分别为、，则有
据动量守恒定律及能量守恒定律可得
由题意可得
联立解得
(3)由于A、B两部分质量相等，由(2)的分析可得
则有
联立解得
，
17．
【解析】
【详解】
设某一时刻人向左走的速度大小为v1，船向右移动的速度大小为v2，根据动量守恒定律有
由于v1和v2始终满足上式，所以整个运动过程中人和船的平均速度和满足
又因为两者的运动时间相同，所以整个运动过程中人和船的位移大小和满足
而人与船的相对位移大小等于船的长度，即
解得当该人向左走到船的左端时，船左端到岸边的距离为
18．（1）；（2）
【详解】
（1）设玩具上升的最大高度为h，玩具上升到高度时的速度大小为v，重力加速度大小为g，以初速度方向为正，整个运动过程有
玩具上升到最大高度有
两式联立解得
（2）设玩具分开时两部分的质量分别为、，水平速度大小分别为、。依题意，动能关系为
玩具达到最高点时速度为零，两部分分开时速度方向相反，水平方向动量守恒，有
分开后两部分做平抛运动，由运动学关系，两部分落回地面时，竖直方向分速度大小为，设两部分落地时的速度大小分别为、，由速度合成公式，有
，
结合，解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页