1.1 反冲 强化训练word版含答案
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高中物理教科版选修3-5反冲 强化训练
1．(2018厦门名校月考)下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲原理的是( )
A．喷灌装置的自动旋转 B．章鱼在水中前行和转向
C．运载火箭发射过程 D．码头边轮胎的保护作用
【答案】D 解析：喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，故属于反冲运动，故A错误；章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用，故B错误；火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力，利用了反冲运动，故C错误；码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用了反冲作用，故D正确．
2．(2018长春名校月考)一人静止于光滑的水平冰面上，现欲向前运动，下列哪种方法是可行的( )
A．向后踢腿
B．手臂向后甩
C．在冰面上滚动
D．向后水平抛出随身物品
【答案】D 解析：以人的整体作为研究对象，向后踢腿或手臂向后甩，人整体的总动量为0，不会运动起来，故A、B错误；因为是完全光滑的水平冰面，没有摩擦力，人是滚不了的，故C错误；把人和人的随身物品视为一整体，这个整体动量为0，人给随身物品一个向后的速度，动量总量不变，所以人也可以有一个反向的速度，可以向前运动，故D正确．
3．乌贼靠水管喷水反冲运动，可以获得所需要的速度．假设原先静止的乌贼在瞬间喷出的水的质量占乌贼喷水前总质量的，喷水后乌贼的速度达12 m/s，则喷出的水的速度为( )
A．96 m/s B．108 m/s
C．12 m/s D．84 m/s
【答案】A 解析：设整体的质量为m，水的方向为正方向，由动量守恒定律可知mv1－mv2＝0.解得：v1＝8v2＝8×12 m/s＝96 m/s.故选A．
4．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示．桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(S4图中未全画出)．要使小车向前运动，可采用的方法是( )
A．打开阀门S1 B．打开阀门S2
C．打开阀门S3 D．打开阀门S4
【答案】B 解析：据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为0，由0＝m水v水＋m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出．
5．如图所示，小车开始静止于光滑的水平面上，一个小滑块由静止从小车右端高h处沿光滑圆弧面相对于小车向左滑动，滑块能到达左端的最大高度h′( )
A．大于h
B．小于h
C．等于h
D．停在中点与小车一起向左运动
【答案】C 解析：由动量守恒定律可知，当滑块运动到左端的最大高度时滑块和车速度为零，由于水平面和圆弧面光滑，系统的机械能守恒，所以滑块到达左端的最大高度h′等于h.
6．质量为m的人，原来静止在乙船上，甲、乙两船质量均为M，开始时都静止，人先跳到甲船，立即再跳回乙船，这时两船速度之比为v甲∶v乙等于( )
A．1∶1
B．m∶M
C．(m＋M)∶M
D．m∶(M＋m)
【答案】C 解析：对人及甲、乙两船，由动量守恒定律得：
Mv甲－(M＋m)v乙＝0，即v甲∶v乙＝(m＋M)∶M.
7．如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h.今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是( )
A． B．
C． D．
【答案】C 解析：此题属“人船模型”问题，m与M组成的系统在水平方向上动量守恒，设m在水平方向上对地位移为x1，M在水平方向上对地位移为x2，因此
0＝mx1－Mx2，且x1＋x2＝hcot α，得x2＝，选C．
8．一同学在地面上立定跳远的最好成绩是x(m)，假设他站在车的A端，如图所示，想要跳上距离为l(m)远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则( )
A．只要lB．只有lC．只要l＝x，他一定能跳上站台
D．只要l＝x，他有可能跳上站台
【答案】B 解析：人起跳的同时，小车要做反冲运动，所以人跳的距离小于x，故l9．一气球由地面匀速上升，当气球下的吊梯上站着的人沿着梯子上爬时，下列说法不正确的是( )
A．气球可能匀速上升 B．气球可能相对地面静止
C．气球可能下降 D．气球运动速度不发生变化
【答案】D 解析：设气球质量为M，人的质量为m，由于气球匀速上升，系统所受的外力之和为零，当人沿绳梯向上爬时，动量守恒，则(M＋m)v0＝mv1＋Mv2，在人向上爬的过程中，气球的速度为v2＝.当v2>0时，气球可匀速上升；当v2＝0时，气球静止；当v2<0时，气球下降．所以，选项A、B、C均正确．要使气球运动速度不变，则人的速度仍为v0，即人不上爬，显然不对，D选项不正确．
能力提升
10．(2018湖北名校月考)如图，两物块AB紧挷在一起，中间夹有火药，AB的总质量为2m，它们沿光滑水平面以速度v0向右运动，与前方质量为2m的物体C发生弹性碰撞，之后某时刻火药爆炸，爆炸完成后，A、B、C三物块速度大小相等，不计火药质量和爆炸产生气体质量，求爆炸使系统增加的机械能．
【答案】mv 解析：因为AB质量与C质量相同，且发生弹性碰撞，所以速度交换，即
vAB＝0，vC＝v0
火药爆炸前AB速度为0，爆炸后AB速度大小相等、方向相反，由反冲现象知识可知A、B质量相等，即
mA＝mB＝m
所以系统因爆炸而增加的机械能为
ΔE＝2×mv＝mv.
11．如图所示，物体A和B质量分别为m2和m1，其水平直角边长分别为a和b.设A、B之间以及B与水平地面均无摩擦，当A由B顶端从静止开始滑到B的底端时，B的水平位移是多少？
【答案】 解析：设下滑过程中A相对于B的水平平均速度为，B对地的平均速度为，对A和B组成的系统，水平方向的动量守恒，则0＝m1＋m2(－)，
解得＝.
两边同乘以下滑时间t，得sB＝.
12．课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动，假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m3/s，喷出速度保持为10 m/s，启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动 2 s 末火箭的速度可以达到多少？(已知火箭沿水平轨道运动，阻力不计，水的密度是 103 kg/m3)
【答案】4 m/s 解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动，设火箭原来总质量为M，喷出水流的流量为Q，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v，火箭的反冲速度为v′.由动量守恒定律得(M－ρQt)v′＝ρQtv，
火箭启动后2 s末的速度为
v′＝＝ m/s＝4 m/s.
13．如图所示，一只质量为m的玩具青蛙，蹲在质量为M的小车的细杆上，小车停放在光滑水平桌面上，若车长为L，细杆高为h，且细杆固定在小车的中点．求玩具青蛙最小应以多大的相对于地面的水平速度v跳出才能落到桌面上？
【答案】 解析：设玩具青蛙跳起后小车相对于地面的速度为v′，青蛙下落h距离的时间为t，由动量守恒定律得mv－Mv′＝0 ①.以玩具青蛙为研究对象，由运动学公式得h＝gt2 ②.设小车在t段时间内的位移为x，x＝v′t③.玩具青蛙在这段时间内的水平位移至少应为L－x＝vt④.由①②③④式解得v＝ .
1．(2018厦门名校月考)下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲原理的是( )
A．喷灌装置的自动旋转 B．章鱼在水中前行和转向
C．运载火箭发射过程 D．码头边轮胎的保护作用
【答案】D 解析：喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，故属于反冲运动，故A错误；章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用，故B错误；火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力，利用了反冲运动，故C错误；码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用了反冲作用，故D正确．
2．(2018长春名校月考)一人静止于光滑的水平冰面上，现欲向前运动，下列哪种方法是可行的( )
A．向后踢腿
B．手臂向后甩
C．在冰面上滚动
D．向后水平抛出随身物品
【答案】D 解析：以人的整体作为研究对象，向后踢腿或手臂向后甩，人整体的总动量为0，不会运动起来，故A、B错误；因为是完全光滑的水平冰面，没有摩擦力，人是滚不了的，故C错误；把人和人的随身物品视为一整体，这个整体动量为0，人给随身物品一个向后的速度，动量总量不变，所以人也可以有一个反向的速度，可以向前运动，故D正确．
3．乌贼靠水管喷水反冲运动，可以获得所需要的速度．假设原先静止的乌贼在瞬间喷出的水的质量占乌贼喷水前总质量的，喷水后乌贼的速度达12 m/s，则喷出的水的速度为( )
A．96 m/s B．108 m/s
C．12 m/s D．84 m/s
【答案】A 解析：设整体的质量为m，水的方向为正方向，由动量守恒定律可知mv1－mv2＝0.解得：v1＝8v2＝8×12 m/s＝96 m/s.故选A．
4．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示．桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(S4图中未全画出)．要使小车向前运动，可采用的方法是( )
A．打开阀门S1 B．打开阀门S2
C．打开阀门S3 D．打开阀门S4
【答案】B 解析：据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为0，由0＝m水v水＋m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出．
5．如图所示，小车开始静止于光滑的水平面上，一个小滑块由静止从小车右端高h处沿光滑圆弧面相对于小车向左滑动，滑块能到达左端的最大高度h′( )
A．大于h
B．小于h
C．等于h
D．停在中点与小车一起向左运动
【答案】C 解析：由动量守恒定律可知，当滑块运动到左端的最大高度时滑块和车速度为零，由于水平面和圆弧面光滑，系统的机械能守恒，所以滑块到达左端的最大高度h′等于h.
6．质量为m的人，原来静止在乙船上，甲、乙两船质量均为M，开始时都静止，人先跳到甲船，立即再跳回乙船，这时两船速度之比为v甲∶v乙等于( )
A．1∶1
B．m∶M
C．(m＋M)∶M
D．m∶(M＋m)
【答案】C 解析：对人及甲、乙两船，由动量守恒定律得：
Mv甲－(M＋m)v乙＝0，即v甲∶v乙＝(m＋M)∶M.
7．如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h.今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是( )
A． B．
C． D．
【答案】C 解析：此题属“人船模型”问题，m与M组成的系统在水平方向上动量守恒，设m在水平方向上对地位移为x1，M在水平方向上对地位移为x2，因此
0＝mx1－Mx2，且x1＋x2＝hcot α，得x2＝，选C．
8．一同学在地面上立定跳远的最好成绩是x(m)，假设他站在车的A端，如图所示，想要跳上距离为l(m)远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则( )
A．只要l
D．只要l＝x，他有可能跳上站台
【答案】B 解析：人起跳的同时，小车要做反冲运动，所以人跳的距离小于x，故l
A．气球可能匀速上升 B．气球可能相对地面静止
C．气球可能下降 D．气球运动速度不发生变化
【答案】D 解析：设气球质量为M，人的质量为m，由于气球匀速上升，系统所受的外力之和为零，当人沿绳梯向上爬时，动量守恒，则(M＋m)v0＝mv1＋Mv2，在人向上爬的过程中，气球的速度为v2＝.当v2>0时，气球可匀速上升；当v2＝0时，气球静止；当v2<0时，气球下降．所以，选项A、B、C均正确．要使气球运动速度不变，则人的速度仍为v0，即人不上爬，显然不对，D选项不正确．
能力提升
10．(2018湖北名校月考)如图，两物块AB紧挷在一起，中间夹有火药，AB的总质量为2m，它们沿光滑水平面以速度v0向右运动，与前方质量为2m的物体C发生弹性碰撞，之后某时刻火药爆炸，爆炸完成后，A、B、C三物块速度大小相等，不计火药质量和爆炸产生气体质量，求爆炸使系统增加的机械能．
【答案】mv 解析：因为AB质量与C质量相同，且发生弹性碰撞，所以速度交换，即
vAB＝0，vC＝v0
火药爆炸前AB速度为0，爆炸后AB速度大小相等、方向相反，由反冲现象知识可知A、B质量相等，即
mA＝mB＝m
所以系统因爆炸而增加的机械能为
ΔE＝2×mv＝mv.
11．如图所示，物体A和B质量分别为m2和m1，其水平直角边长分别为a和b.设A、B之间以及B与水平地面均无摩擦，当A由B顶端从静止开始滑到B的底端时，B的水平位移是多少？
【答案】 解析：设下滑过程中A相对于B的水平平均速度为，B对地的平均速度为，对A和B组成的系统，水平方向的动量守恒，则0＝m1＋m2(－)，
解得＝.
两边同乘以下滑时间t，得sB＝.
12．课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动，假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m3/s，喷出速度保持为10 m/s，启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动 2 s 末火箭的速度可以达到多少？(已知火箭沿水平轨道运动，阻力不计，水的密度是 103 kg/m3)
【答案】4 m/s 解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动，设火箭原来总质量为M，喷出水流的流量为Q，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v，火箭的反冲速度为v′.由动量守恒定律得(M－ρQt)v′＝ρQtv，
火箭启动后2 s末的速度为
v′＝＝ m/s＝4 m/s.
13．如图所示，一只质量为m的玩具青蛙，蹲在质量为M的小车的细杆上，小车停放在光滑水平桌面上，若车长为L，细杆高为h，且细杆固定在小车的中点．求玩具青蛙最小应以多大的相对于地面的水平速度v跳出才能落到桌面上？
【答案】 解析：设玩具青蛙跳起后小车相对于地面的速度为v′，青蛙下落h距离的时间为t，由动量守恒定律得mv－Mv′＝0 ①.以玩具青蛙为研究对象，由运动学公式得h＝gt2 ②.设小车在t段时间内的位移为x，x＝v′t③.玩具青蛙在这段时间内的水平位移至少应为L－x＝vt④.由①②③④式解得v＝ .