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2022-2023学年高二物理人教版（2019）选择性必修一 1.6 反冲现象 火箭 过关检测
一、单选题
1．（2021高二下·温州期末）2020年7月23日，中国首颗火星探测器“天问一号”搭载着“胖五”(长征五号)重型运载火箭在海南文昌发射场顺利发射升空，火箭点火升空，燃料连续燃烧的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力而升空，则（ ）
A．火箭获得的推力来自空气
B．火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力
C．喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力
D．火箭飞离大气层后，不受重力作用
2．（2022高二下·河南期末）下列几种运动模型属于缓冲现象的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2021高二下·舟山期末）航天器离子发动机原理如图所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化（即电离出正离子），正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使航天器获得推进或调整姿态的反冲力，已知单个正离子的质量为m，电荷量为q，正、负栅板间加速电压为U，从喷口喷出的正离子所形成的电流为I，忽略离子间的相互作用力，忽略离子喷射对航天器质量中和电子枪磁铁的影响．该发动机产生的平均推力F的大小为（ ）
A． B． C． D．
4．（2022高二下·周至月考）两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上.现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回.如此反复进行几次后，甲和乙最后的速率关系是（ ）
A．若甲最先抛球，则一定是v甲＞v乙
B．若乙最后接球，则一定是v甲＞v乙
C．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲＞v乙
D．无论怎样抛球和接球，都是v甲＞v乙
5．（2017高二下·兰考期末）向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当此炮弹的速度恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a、b两块，若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则有（ ）
A．b的速度方向一定与炸裂前瞬间的速度方向相反
B．从炸裂到落地的这段时间内，a飞行的水平距离一定比b的大
C．a、b一定同时到达水平地面
D．炸裂的过程中，a、b动量的变化量大小一定不相等
6．（2021高二下·辽宁期中）意大利数学家杰罗姆·卡丹早在1550年就第一个指出，中国对世界所具有影响的"三大发明"：是司南（指南针）、印刷术和火药。并认为它们是"整个古代没有能与之相匹敌的发明。1621年，英国哲学家培根也曾在《新工具》一书中提到："印刷术、火药、指南针这三种发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了。后来，来华传教士、汉学家艾约瑟最先在上述三大发明中加入造纸术。至此，体现中华民族宝贵精神财富的四大发明广为流传。它不仅促进了古代科学发展和技术进步，对现代科技仍具有重大意义。下列说法正确的是（ ）
A．春节有放鞭炮的习俗，鞭炮炸响的瞬间，动量守恒但能量不守恒
B．火箭是我国的重大发明，现代火箭发射时，火箭点火离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果
C．火箭喷出燃气速度越大，火箭本身质量与火箭喷出物质质量之比越大，火箭获得速度越大
D．装在炮筒中的火药燃烧将炮弹加速推出炮口的同时，炮身后坐，这是反冲现象
二、综合题
7．（2021高二下·蕲春期中）一质量为m的烟花弹以初动能E从地而向上做竖直上抛运动，当烟花弹上升到最高点时，弹中火药爆炸将烟花弹分成质量之比为1：2的两部分，两部分烟花弹获得的初速度方向水平且初动能之和也为E，已知爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。求，
（1）烟花弹从地面开始上升到最高点所经过的时间t1；
（2）两部分烟花弹的落地点间的距离上x。
三、解答题
8．（2021高二下·番禺期末）有人对鞭炮中炸药爆炸的威力产生了浓厚的兴趣，他设计如下实验，在一光滑水平面上放置两个可视为质点的紧挨着的A、B两个物体，它们的质量分别为 、 ，在它们之间放少量炸药，水平面左方有一弹性的挡板水平面右方接一光滑的 竖直圆轨道。开始A、B两物体静止，点燃炸药让其爆炸，物体A向左运动与挡板碰后原速返回，在水平面上追上物体B并与其碰撞后粘在一起，最后恰能到达圆弧最高点，已知圆弧的半径为 ，g取 。求：
①求AB粘在一起时的速度；
②炸药爆炸时对A、B两物体所做的功。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】反冲
【解析】【解答】ABC．燃气被喷出瞬间，火箭对燃气产生作用力，燃气对火箭产生反作用力，使火箭获得的推力，火箭获得的推力来自燃气，AC不符合题意，B符合题意；
D．火箭飞离大气层后，仍受地球的引力作用，即仍受重力作用，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据反冲的特点：动量定理和牛顿第三定律分析求解。
2．【答案】B
【知识点】反冲
【解析】【解答】A．旧式大炮斜向上发射炮弹炮身会后退，这类运动是反冲现象，A不符合题意；
B．习武之人扭转身体侧面卧倒，身体的多个支撑点不是同时压下去，最大限度的延长了作用时间，减小了作用力，是缓冲现象，B符合题意；
C．鱿鱼将吸入的水用力喷出，快速的向外游窜，这类运动是反冲现象，C不符合题意；
D．宇航员进行无绳太空漫步时，喷气背包喷出的气体控制其运动，这类运动是反冲现象，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】发射大炮时炮会后退是反冲现象，扭转身体侧面卧倒是缓冲现象，鱿鱼喷水后向外游窜是反冲。
3．【答案】A
【知识点】反冲
【解析】【解答】以正离子为研究对象，由动能定理可得
时间内通过的总电荷量为
喷出的总质量
由动量定理可知
联立解得
故答案为：A。
【分析】根据动量定理和动能定律列出方程，再由电流的定义式分析求解。
4．【答案】B
【知识点】动量守恒定律；反冲
【解析】【解答】根据题意可知，这个过程中系统动量守恒，由于甲乙两人质量相等，所以甲乙两人的动量始终相等，故最后谁接到篮球，谁的质量就大，根据可知，质量大的速率就小，故选B。
【分析】首先根据题意可以判断这个过程中系统动量守恒，然后根据动量守恒可知质量大的速率就小。
5．【答案】C
【知识点】动量守恒定律；爆炸
【解析】【解答】解：A、炮弹炸裂过程发生在炮弹的速度恰好沿水平方向时，由于炮弹水平方向不受外力，所以在水平方向上动量守恒，设炮弹炸裂前瞬间的速度为v炸裂后a、b的速度分别为va、vb，由动量守恒定律有：（ma+mb）v=mava+mbvb，若va＜v，可得vb的方向与v方向相同，且有vb＞v，故A错误；
BC、a、b 在水平飞行的同时，竖直方向上做自由落体运动，即做平抛运动，落地时间由高度决定，可知a、b同时落地，由于水平飞行距离x=vt，由A选项分析知，a的速度可能小于b的速度，则a的水平位移可能比b的小，故B错误，C正确．
D、由动量守恒定律可知，炸裂的过程中，a、b动量的变化量大小一定相等，故D错误．
故选：C．
【分析】由于炮弹水平方向不受外力，所以在水平方向上动量守恒，根据动量守恒分析炸裂后a、b的速度大小，抓住a、b做平抛运动，运动的时间相等，比较出水平位移．
6．【答案】D
【知识点】动量守恒定律；反冲
【解析】【解答】A．鞭炮炸响时，内力远远大于外力，所以动量守恒，在任何情况下，能量都是守恒的，A错误；
B．火箭点火，加速上升离开地面过程中，并不是地面对其的反作用，而是大气对其作用力，B错误；
C．设喷出物质质量为m，
为燃气速度，火箭本身质量为M，
为火箭速度，根据动量守恒有
则有
火箭喷出燃气速度
越大，火箭本身质量与火箭喷出物质质量之比越小，C错误；
D．装在炮筒中的火药燃烧将炮弹加速推出炮口的同时，炮身后坐，这是反冲现象，D错误。
故答案为：D。
【分析】鞭炮爆炸过程其能量一定守恒；火箭点火过程中其作用力来自于大气；利用动量守恒定律结合其火箭质量与喷出物质的质量比值可以判别其火箭速度的大小；利用火药将炮弹加速推出炮口的过程属于反冲现象。
7．【答案】（1）解：设烟花弹上升的初速度大小为v0 ，在最高点时的速度大小为0，由已知条件有
v0=gt
解得
（2）解：设爆炸后两部分烟花弹的质量分别为m1、m2 ，速度大小分别为v1、v2 ，方向相反，已知条件得m1∶m2=1∶2
m1+m2=m
m1v1=m2v2
两部分烟花弹的落地点间的距离为
解得
【知识点】爆炸
【解析】【分析】（1）由动能的表达式和竖直上抛运动方程进行求解。
（2）爆炸后两部分动量守恒，由动量守恒和平抛运动公式进行求解。
8．【答案】炸药爆炸后，设A的速度大小为v1，B的速度大小为v2．取向左为正方向，由动量守恒定律得m1v1-m2v2=0
A物与挡板碰后追上B物，碰后两物共同速度设为v，取向右为正方向，由动量守恒定律得m1v1+m2v2=（m1+m2）v
两物上升到圆弧的最高点时速度为0，两物体的动能转化为重力势能，由机械能守恒定律 （m1+m2）v2=（m1+m2）gR
炸药爆炸时对A、B两物体所做的功 W= m1v12+ m2v22
联立解得 AB粘在一起时的速度v=2m/s
W=10.7J
【知识点】动量守恒定律；爆炸
【解析】【分析】炸药爆炸内力远大于外力动量守恒。根据动量守恒以及机械能守恒定律从而求出A、B粘在一起时的速度；根据能量守恒求得炸药爆炸时对A、B两物体所做的功。
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2022-2023学年高二物理人教版（2019）选择性必修一 1.6 反冲现象 火箭 过关检测
一、单选题
1．（2021高二下·温州期末）2020年7月23日，中国首颗火星探测器“天问一号”搭载着“胖五”(长征五号)重型运载火箭在海南文昌发射场顺利发射升空，火箭点火升空，燃料连续燃烧的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力而升空，则（ ）
A．火箭获得的推力来自空气
B．火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力
C．喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力
D．火箭飞离大气层后，不受重力作用
【答案】B
【知识点】反冲
【解析】【解答】ABC．燃气被喷出瞬间，火箭对燃气产生作用力，燃气对火箭产生反作用力，使火箭获得的推力，火箭获得的推力来自燃气，AC不符合题意，B符合题意；
D．火箭飞离大气层后，仍受地球的引力作用，即仍受重力作用，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据反冲的特点：动量定理和牛顿第三定律分析求解。
2．（2022高二下·河南期末）下列几种运动模型属于缓冲现象的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】反冲
【解析】【解答】A．旧式大炮斜向上发射炮弹炮身会后退，这类运动是反冲现象，A不符合题意；
B．习武之人扭转身体侧面卧倒，身体的多个支撑点不是同时压下去，最大限度的延长了作用时间，减小了作用力，是缓冲现象，B符合题意；
C．鱿鱼将吸入的水用力喷出，快速的向外游窜，这类运动是反冲现象，C不符合题意；
D．宇航员进行无绳太空漫步时，喷气背包喷出的气体控制其运动，这类运动是反冲现象，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】发射大炮时炮会后退是反冲现象，扭转身体侧面卧倒是缓冲现象，鱿鱼喷水后向外游窜是反冲。
3．（2021高二下·舟山期末）航天器离子发动机原理如图所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化（即电离出正离子），正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使航天器获得推进或调整姿态的反冲力，已知单个正离子的质量为m，电荷量为q，正、负栅板间加速电压为U，从喷口喷出的正离子所形成的电流为I，忽略离子间的相互作用力，忽略离子喷射对航天器质量中和电子枪磁铁的影响．该发动机产生的平均推力F的大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】反冲
【解析】【解答】以正离子为研究对象，由动能定理可得
时间内通过的总电荷量为
喷出的总质量
由动量定理可知
联立解得
故答案为：A。
【分析】根据动量定理和动能定律列出方程，再由电流的定义式分析求解。
4．（2022高二下·周至月考）两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上.现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回.如此反复进行几次后，甲和乙最后的速率关系是（ ）
A．若甲最先抛球，则一定是v甲＞v乙
B．若乙最后接球，则一定是v甲＞v乙
C．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲＞v乙
D．无论怎样抛球和接球，都是v甲＞v乙
【答案】B
【知识点】动量守恒定律；反冲
【解析】【解答】根据题意可知，这个过程中系统动量守恒，由于甲乙两人质量相等，所以甲乙两人的动量始终相等，故最后谁接到篮球，谁的质量就大，根据可知，质量大的速率就小，故选B。
【分析】首先根据题意可以判断这个过程中系统动量守恒，然后根据动量守恒可知质量大的速率就小。
5．（2017高二下·兰考期末）向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当此炮弹的速度恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a、b两块，若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则有（ ）
A．b的速度方向一定与炸裂前瞬间的速度方向相反
B．从炸裂到落地的这段时间内，a飞行的水平距离一定比b的大
C．a、b一定同时到达水平地面
D．炸裂的过程中，a、b动量的变化量大小一定不相等
【答案】C
【知识点】动量守恒定律；爆炸
【解析】【解答】解：A、炮弹炸裂过程发生在炮弹的速度恰好沿水平方向时，由于炮弹水平方向不受外力，所以在水平方向上动量守恒，设炮弹炸裂前瞬间的速度为v炸裂后a、b的速度分别为va、vb，由动量守恒定律有：（ma+mb）v=mava+mbvb，若va＜v，可得vb的方向与v方向相同，且有vb＞v，故A错误；
BC、a、b 在水平飞行的同时，竖直方向上做自由落体运动，即做平抛运动，落地时间由高度决定，可知a、b同时落地，由于水平飞行距离x=vt，由A选项分析知，a的速度可能小于b的速度，则a的水平位移可能比b的小，故B错误，C正确．
D、由动量守恒定律可知，炸裂的过程中，a、b动量的变化量大小一定相等，故D错误．
故选：C．
【分析】由于炮弹水平方向不受外力，所以在水平方向上动量守恒，根据动量守恒分析炸裂后a、b的速度大小，抓住a、b做平抛运动，运动的时间相等，比较出水平位移．
6．（2021高二下·辽宁期中）意大利数学家杰罗姆·卡丹早在1550年就第一个指出，中国对世界所具有影响的"三大发明"：是司南（指南针）、印刷术和火药。并认为它们是"整个古代没有能与之相匹敌的发明。1621年，英国哲学家培根也曾在《新工具》一书中提到："印刷术、火药、指南针这三种发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了。后来，来华传教士、汉学家艾约瑟最先在上述三大发明中加入造纸术。至此，体现中华民族宝贵精神财富的四大发明广为流传。它不仅促进了古代科学发展和技术进步，对现代科技仍具有重大意义。下列说法正确的是（ ）
A．春节有放鞭炮的习俗，鞭炮炸响的瞬间，动量守恒但能量不守恒
B．火箭是我国的重大发明，现代火箭发射时，火箭点火离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果
C．火箭喷出燃气速度越大，火箭本身质量与火箭喷出物质质量之比越大，火箭获得速度越大
D．装在炮筒中的火药燃烧将炮弹加速推出炮口的同时，炮身后坐，这是反冲现象
【答案】D
【知识点】动量守恒定律；反冲
【解析】【解答】A．鞭炮炸响时，内力远远大于外力，所以动量守恒，在任何情况下，能量都是守恒的，A错误；
B．火箭点火，加速上升离开地面过程中，并不是地面对其的反作用，而是大气对其作用力，B错误；
C．设喷出物质质量为m，
为燃气速度，火箭本身质量为M，
为火箭速度，根据动量守恒有
则有
火箭喷出燃气速度
越大，火箭本身质量与火箭喷出物质质量之比越小，C错误；
D．装在炮筒中的火药燃烧将炮弹加速推出炮口的同时，炮身后坐，这是反冲现象，D错误。
故答案为：D。
【分析】鞭炮爆炸过程其能量一定守恒；火箭点火过程中其作用力来自于大气；利用动量守恒定律结合其火箭质量与喷出物质的质量比值可以判别其火箭速度的大小；利用火药将炮弹加速推出炮口的过程属于反冲现象。
二、综合题
7．（2021高二下·蕲春期中）一质量为m的烟花弹以初动能E从地而向上做竖直上抛运动，当烟花弹上升到最高点时，弹中火药爆炸将烟花弹分成质量之比为1：2的两部分，两部分烟花弹获得的初速度方向水平且初动能之和也为E，已知爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。求，
（1）烟花弹从地面开始上升到最高点所经过的时间t1；
（2）两部分烟花弹的落地点间的距离上x。
【答案】（1）解：设烟花弹上升的初速度大小为v0 ，在最高点时的速度大小为0，由已知条件有
v0=gt
解得
（2）解：设爆炸后两部分烟花弹的质量分别为m1、m2 ，速度大小分别为v1、v2 ，方向相反，已知条件得m1∶m2=1∶2
m1+m2=m
m1v1=m2v2
两部分烟花弹的落地点间的距离为
解得
【知识点】爆炸
【解析】【分析】（1）由动能的表达式和竖直上抛运动方程进行求解。
（2）爆炸后两部分动量守恒，由动量守恒和平抛运动公式进行求解。
三、解答题
8．（2021高二下·番禺期末）有人对鞭炮中炸药爆炸的威力产生了浓厚的兴趣，他设计如下实验，在一光滑水平面上放置两个可视为质点的紧挨着的A、B两个物体，它们的质量分别为 、 ，在它们之间放少量炸药，水平面左方有一弹性的挡板水平面右方接一光滑的 竖直圆轨道。开始A、B两物体静止，点燃炸药让其爆炸，物体A向左运动与挡板碰后原速返回，在水平面上追上物体B并与其碰撞后粘在一起，最后恰能到达圆弧最高点，已知圆弧的半径为 ，g取 。求：
①求AB粘在一起时的速度；
②炸药爆炸时对A、B两物体所做的功。
【答案】炸药爆炸后，设A的速度大小为v1，B的速度大小为v2．取向左为正方向，由动量守恒定律得m1v1-m2v2=0
A物与挡板碰后追上B物，碰后两物共同速度设为v，取向右为正方向，由动量守恒定律得m1v1+m2v2=（m1+m2）v
两物上升到圆弧的最高点时速度为0，两物体的动能转化为重力势能，由机械能守恒定律 （m1+m2）v2=（m1+m2）gR
炸药爆炸时对A、B两物体所做的功 W= m1v12+ m2v22
联立解得 AB粘在一起时的速度v=2m/s
W=10.7J
【知识点】动量守恒定律；爆炸
【解析】【分析】炸药爆炸内力远大于外力动量守恒。根据动量守恒以及机械能守恒定律从而求出A、B粘在一起时的速度；根据能量守恒求得炸药爆炸时对A、B两物体所做的功。
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