高中物理粤教版选修3-5同步练习课时跟踪检测（四）+反冲运动+Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理粤教版选修3-5同步练习课时跟踪检测（四）+反冲运动+Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 55.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-19 14:21:19 | ||
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文档简介
课时跟踪检测（四） 反冲运动
一、选择题(第1～5题为单选题，第6～8题为多选题)
1.如图所示，光滑水平面上有质量为100 kg、长度为4 m的平板小车，车两端站着A、B两人，A质量为70 kg，B质量为30 kg，两人交换位置，此过程中车移动的位移是( )
A．0.8 m B．2.8 m
C．1.2 m D．1.6 m
解析：选A 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，以向右为正方向，
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
代入数据解得：x＝0.8 m。故A正确。
2．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是( )
A．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭
B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭
C．火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭
D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
解析：选B 火箭工作的原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得的反冲速度，故选项B对。
3．一质量为M的航天器，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，则喷出气体的质量m为( )
A．m＝M B．m＝M
C．m＝M D．m＝M
解析：选C 规定航天器的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得：Mv0＝(M－m)v2－mv1
解得：m＝M，故选C。
4．一装有柴油的船静止于水平面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图所示。不计水的阻力，船的运
动情况是( )
A．向前运动 B．向后运动
C．静止 D．无法判断
解析：选A 虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的位置发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程，故A对。
5．质量为M的斜面B，置于光滑的水平面上，斜面体底边长为b，在其斜面上放有一质量为m的与斜面体相似的物块A，其上边长为a，且与水平面平行，系统处于静止状态，如图所示，当物块A从B的顶端下滑至接触地面时，斜面体B后退的距离为( )
A. B.
C. D.
解析：选C 首先进行受力分析，由于开始系统保持静止，说明受力平衡；所以当A下滑时，是匀速的，而对于系统水平方向受力为零，则水平方向动量守恒，运用此知识点，设M向右平移距离为L，则有m(b－L－a)/t＝ML/t ，其中t为m从静止到下滑到M底部所用的时间，整理就得到答案C。
6．下列事例属于反冲运动的是( )
A．喷气式飞机的运动 B．直升机的运动
C．火箭的运动 D．反击式水轮机的运动
解析：选ACD 直升机运动是飞机螺旋桨与外部空气作用的结果，不属于反冲运动。
7．A、B两船的质量均为M，它们都静止在平静的湖面上，当A船上质量为的人以水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳回A船。设水对船的阻力不计，经多次跳跃后，人最终跳到B船上，则下列说法正确的是( )
A．A、B两船的速度大小之比为3∶2
B．A、B(包括人)动量大小之比为1∶1
C．A、B(包括人)动量之和为零
D．跳跃次数越多，A、B(包括人)动量之和越大
解析：选ABC 选A船、B船和人这三个物体为一系统，则它们的初始总动量为0。由动量守恒定律可知，系统以后的总动量将一直为0。选最终B船的运动方向为正方向，则由动量守恒定律可得：
0＝(M＋)vB＋MvA，
解得：vB＝－vA。
所以，A、B两船的速度大小之比为3∶2，选项A正确。A和B(包括人)的动量大小相等，方向相反，动量大小之比为1∶1，选项B正确。由于系统的总动量始终守恒(为零)，故A、B(包括人)动量之和也始终为零，选项C正确。
8．在某次军演中，炮兵使用了炮口与水平方向的夹角θ可调节的迫击炮，已知迫击炮的总质量为M(不包括炮弹的质量)，炮弹的质量为m，忽略迫击炮与水平面之间的摩擦力及炮管长度。则下列正确的说法是( )
A．如果θ＝0°，炮弹离开炮口的速度为v0时，炮身后退的速度为
B．如果θ＝0°，炮弹离开炮口的速度为v0时，炮身后退的速度为
C．如果θ＝0°，炮弹相对炮口的速度为v0时，炮身后退的速度为
D．如果θ＝60°，炮弹离开炮口的速度为v0时，炮身后退的速度为
解析：选BD 如果θ＝0°，炮弹沿水平方向射出，对于炮身和炮弹组成的系统满足动量守恒定律，若炮弹速度为v0，mv0－Mv1＝0，解得v1＝，A错误，B正确；如果θ＝0°，炮弹相对炮口的速度为v0时，假设炮弹相对地面的速度大小为v2，炮身相对地面的速度大小为v2′，则v2＝v0－v2′，由动量守恒定律得mv2－Mv2′＝0，整理解得v2′＝，C错误；炮口与水平方向成θ＝60°时，在炮弹出射瞬间对于炮身和炮弹组成的系统水平方向动量守恒，设炮身后退的速度为v3，mv0cos 60°－Mv3＝0，解得v3＝＝，D正确。
二、非选择题
9．载人气球静止于高h的空中，气球的质量为M，人的质量为m，若人沿绳梯滑至地面，则绳梯至少为多长？
解析：气球和人原来静止在空中，说明系统所受合外力为零，故系统在人下滑过程中动量守恒，人着地时绳梯至少应接触地面，设绳梯长为L，人沿绳梯至地面人的位移为s人，球的位移为s球，它们的位移状态图如图所示，
由平均动量守恒有：0＝Ms球－ms人，
又有s球＋s人＝L，s人＝h，故L＝h。
答案：h
10.如图所示，一个质量为m的玩具蛙，蹲在质量为M的小车的细杆上，小车放在光滑的水平桌面上，若车长为L，细杆高为h，且位于小车的中点，试求：当玩具蛙最小以多大的水平速度v跳出，才能落到桌面上？
解析：蛙跳出后做平抛物体运动，运动时间为t＝，
蛙与车水平方向动量守恒，
由平均动量：mx＝M(－x)，
蛙的最小速度为v＝，
上面三式联立可求出
v＝ 。
答案：
11.总质量为m的一颗返回式人造地球卫星沿半径为R的圆轨道绕地球运动到P点时，接到地面指挥中心发出的返回地面的指令，于是立即打开制动，卫星向原来运动方向喷出燃气以降低卫星速度并转到跟地球相切的椭圆轨道，如图所示。要使卫星对地速度降为原来的，卫星在P处应将质量为Δm的燃气以多大的对地速度向前喷出？(将连续喷气等效为一次性喷气，地球半径为R0，地面重力加速度为g)
解析：卫星绕地球做半径为R的匀速圆周运动，设线速度为v，由万有引力提供圆周运动的向心力得G＝，在地球附近有G＝mg，
由以上两式得v＝ 。
设卫星在P点喷出的燃气对地速度为v1，此时卫星的速度为v2，由题意知v2＝v＝ ，
由卫星和燃气组成的系统动量守恒有mv＝Δmv1＋(m－Δm)v2，代入v及v2得v1＝。
即应将质量为Δm的燃气以的对地速度向前喷出。
答案：
一、选择题(第1～5题为单选题，第6～8题为多选题)
1.如图所示，光滑水平面上有质量为100 kg、长度为4 m的平板小车，车两端站着A、B两人，A质量为70 kg，B质量为30 kg，两人交换位置，此过程中车移动的位移是( )
A．0.8 m B．2.8 m
C．1.2 m D．1.6 m
解析：选A 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，以向右为正方向，
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
代入数据解得：x＝0.8 m。故A正确。
2．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是( )
A．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭
B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭
C．火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭
D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
解析：选B 火箭工作的原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得的反冲速度，故选项B对。
3．一质量为M的航天器，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，则喷出气体的质量m为( )
A．m＝M B．m＝M
C．m＝M D．m＝M
解析：选C 规定航天器的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得：Mv0＝(M－m)v2－mv1
解得：m＝M，故选C。
4．一装有柴油的船静止于水平面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图所示。不计水的阻力，船的运
动情况是( )
A．向前运动 B．向后运动
C．静止 D．无法判断
解析：选A 虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的位置发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程，故A对。
5．质量为M的斜面B，置于光滑的水平面上，斜面体底边长为b，在其斜面上放有一质量为m的与斜面体相似的物块A，其上边长为a，且与水平面平行，系统处于静止状态，如图所示，当物块A从B的顶端下滑至接触地面时，斜面体B后退的距离为( )
A. B.
C. D.
解析：选C 首先进行受力分析，由于开始系统保持静止，说明受力平衡；所以当A下滑时，是匀速的，而对于系统水平方向受力为零，则水平方向动量守恒，运用此知识点，设M向右平移距离为L，则有m(b－L－a)/t＝ML/t ，其中t为m从静止到下滑到M底部所用的时间，整理就得到答案C。
6．下列事例属于反冲运动的是( )
A．喷气式飞机的运动 B．直升机的运动
C．火箭的运动 D．反击式水轮机的运动
解析：选ACD 直升机运动是飞机螺旋桨与外部空气作用的结果，不属于反冲运动。
7．A、B两船的质量均为M，它们都静止在平静的湖面上，当A船上质量为的人以水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳回A船。设水对船的阻力不计，经多次跳跃后，人最终跳到B船上，则下列说法正确的是( )
A．A、B两船的速度大小之比为3∶2
B．A、B(包括人)动量大小之比为1∶1
C．A、B(包括人)动量之和为零
D．跳跃次数越多，A、B(包括人)动量之和越大
解析：选ABC 选A船、B船和人这三个物体为一系统，则它们的初始总动量为0。由动量守恒定律可知，系统以后的总动量将一直为0。选最终B船的运动方向为正方向，则由动量守恒定律可得：
0＝(M＋)vB＋MvA，
解得：vB＝－vA。
所以，A、B两船的速度大小之比为3∶2，选项A正确。A和B(包括人)的动量大小相等，方向相反，动量大小之比为1∶1，选项B正确。由于系统的总动量始终守恒(为零)，故A、B(包括人)动量之和也始终为零，选项C正确。
8．在某次军演中，炮兵使用了炮口与水平方向的夹角θ可调节的迫击炮，已知迫击炮的总质量为M(不包括炮弹的质量)，炮弹的质量为m，忽略迫击炮与水平面之间的摩擦力及炮管长度。则下列正确的说法是( )
A．如果θ＝0°，炮弹离开炮口的速度为v0时，炮身后退的速度为
B．如果θ＝0°，炮弹离开炮口的速度为v0时，炮身后退的速度为
C．如果θ＝0°，炮弹相对炮口的速度为v0时，炮身后退的速度为
D．如果θ＝60°，炮弹离开炮口的速度为v0时，炮身后退的速度为
解析：选BD 如果θ＝0°，炮弹沿水平方向射出，对于炮身和炮弹组成的系统满足动量守恒定律，若炮弹速度为v0，mv0－Mv1＝0，解得v1＝，A错误，B正确；如果θ＝0°，炮弹相对炮口的速度为v0时，假设炮弹相对地面的速度大小为v2，炮身相对地面的速度大小为v2′，则v2＝v0－v2′，由动量守恒定律得mv2－Mv2′＝0，整理解得v2′＝，C错误；炮口与水平方向成θ＝60°时，在炮弹出射瞬间对于炮身和炮弹组成的系统水平方向动量守恒，设炮身后退的速度为v3，mv0cos 60°－Mv3＝0，解得v3＝＝，D正确。
二、非选择题
9．载人气球静止于高h的空中，气球的质量为M，人的质量为m，若人沿绳梯滑至地面，则绳梯至少为多长？
解析：气球和人原来静止在空中，说明系统所受合外力为零，故系统在人下滑过程中动量守恒，人着地时绳梯至少应接触地面，设绳梯长为L，人沿绳梯至地面人的位移为s人，球的位移为s球，它们的位移状态图如图所示，
由平均动量守恒有：0＝Ms球－ms人，
又有s球＋s人＝L，s人＝h，故L＝h。
答案：h
10.如图所示，一个质量为m的玩具蛙，蹲在质量为M的小车的细杆上，小车放在光滑的水平桌面上，若车长为L，细杆高为h，且位于小车的中点，试求：当玩具蛙最小以多大的水平速度v跳出，才能落到桌面上？
解析：蛙跳出后做平抛物体运动，运动时间为t＝，
蛙与车水平方向动量守恒，
由平均动量：mx＝M(－x)，
蛙的最小速度为v＝，
上面三式联立可求出
v＝ 。
答案：
11.总质量为m的一颗返回式人造地球卫星沿半径为R的圆轨道绕地球运动到P点时，接到地面指挥中心发出的返回地面的指令，于是立即打开制动，卫星向原来运动方向喷出燃气以降低卫星速度并转到跟地球相切的椭圆轨道，如图所示。要使卫星对地速度降为原来的，卫星在P处应将质量为Δm的燃气以多大的对地速度向前喷出？(将连续喷气等效为一次性喷气，地球半径为R0，地面重力加速度为g)
解析：卫星绕地球做半径为R的匀速圆周运动，设线速度为v，由万有引力提供圆周运动的向心力得G＝，在地球附近有G＝mg，
由以上两式得v＝ 。
设卫星在P点喷出的燃气对地速度为v1，此时卫星的速度为v2，由题意知v2＝v＝ ，
由卫星和燃气组成的系统动量守恒有mv＝Δmv1＋(m－Δm)v2，代入v及v2得v1＝。
即应将质量为Δm的燃气以的对地速度向前喷出。
答案：
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