广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：1.4反冲运动 课时训练（含解析）

1.4反冲运动
1．一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面 成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下说 法正确的是（　　）
A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气
B．探测器匀速运动时，不需要喷气
C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气
D．探测器获得动力的原因是受到了喷出的气流的反作用力，气流来自探测器吸入的大气
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．燃料推动空气，空气反作用力推动火箭
B．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭
D．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
3．一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态。放出一个质量为m的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E0，则原子核反冲的动能为（　　）
A．E0 B． C． D．
4．如图所示，一枚手榴弹在空中竖直下落，一段时间后爆炸成a、b两块，又过了一段时间，a、b两块同时落到水平地面上，其中a飞行的水平距离OA是b飞行的水平距离OB的2倍，忽略空气阻力，则a、b两块在爆炸前后（　　）
A．动量增加量之比是1:2 B．动量增加量之比是2:1
C．动能增加量之比是1:2 D．动能增加量之比是2:1
5．如图所示，光滑平面上有一辆质量为4m的小车，车上左右两端分别站着甲、乙两人，他们的质量都是m，开始两个人和车一起以速度v0向右匀速运动．某一时刻，站在车右端的乙先以相对地面向右的速度v跳离小车，然后站在车左端的甲以相对于地面向左的速度v跳离小车．两人都离开小车后，小车的速度将是(　　)
A．1.5v0 B．v0 C．大于v0，小于1.5v0 D．大于1.5v0
6．如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人．原来车和人都静止．当人从左向右行走的过程中（　　）
A．人和车组成的系统水平方向动量不守恒
B．人和车组成的系统机械能守恒
C．人和车的速度方向相同
D．人停止行走时，人和车的速度一定均为零
7．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．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭
C．火箭发动机用力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
D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
8．如图所示，光滑的水平导轨上套有一可沿杆自由滑动的滑块，滑块下方通过轻绳悬挂着木块。开始时滑块和木块均静止，现有一子弹水平击中木块并留在其中。从子弹击中木块到木块运动到最高点的过程中，对子弹、木块与滑块构成的系统（　　）
A．竖直方向动量守恒 B．水平方向动量守恒 C．机械能守恒 D．机械能不守恒
9．如图所示，可视为质点且质量均为1kg的甲、乙两物体紧靠着放在水平地面，物体甲与左侧地面间的动摩擦因数为0.3，物体乙右侧地面光滑。两物体间夹有炸药，爆炸后两物体沿水平方向左右分离，分离瞬间物体乙的速度大小为3m/s，重力加速度g取10m/s2。则（　　）
A．炸药爆炸后，两物体分离瞬间物体甲的速度大小为3m/s
B．甲、乙两物体分离瞬间获得的总能量为18J
C．从分离到甲物体停止运动，经过的时间为4s
D．甲、乙两物体分离2s时，两物体之间的距离为7.5m
10．如图，质量为m的人在质量为M的平板车上从左端走到右端，若不计平板车与地面的摩擦，则下列说法不正确的是（　　）
A．人在车上行走时，车将向左运动
B．当人停止走动时，由于车的惯性大，车将继续后退
C．若人越慢地从车的左端走到右端，则车在地面上移动的距离越大
D．不管人在车上行走的速度多大，车在地面上移动的距离都相同
11．一小船与船上人的总质量为160kg，以2m/s的速度匀速向东行驶，船上一个质量为60kg的人，以6m/s的水平速度（相对跳离时小船的速度）向东跳离此小船，若不计水的阻力，则人跳离后小船的速度大小为_________m/s，小船的运动方向为向______．
12．一个质量为50kg的人，站立在静止于平静水面上的质量为400kg船上，现船上人以相对水面2m/s的水平速度跳向岸，不计水的阻力。则船以________m/s的速度后退，若该人竖直向上跳起，则人船系统动量不守恒的原因是：_____________________。
13．如图，是某科技小组制做的嫦娥四号模拟装置示意图，用来演示嫦娥四号空中悬停和着陆后的分离过程，它由着陆器和巡视器两部分组成，其中着陆器内部有喷气发动机，底部有喷气孔，在连接巡视器的一侧有弹射器。演示过程：先让发动机竖直向下喷气，使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态，然后让装置慢慢下落到水平面上，再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离，向相反方向做减速直线运动。若两者均停止运动时相距为L，着陆器(含弹射器)和巡视器的质量分别为M和m，与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，发动机喷气体口截面积为S，喷出气体的密度为ρ；不计喷出气体对整体质量的影响。求：
（1）装置悬停时喷出气体的速度；
（2）弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和。
14．抛出的手雷在离水平地面高度为20m的最高点时水平速度为，这时突然炸成两块，其中大块质量为300g，仍按原来方向飞行，其速度测得为，另一小块质量为200g，求两块弹片落在水平地面上时两落地点间的水平距离。不计空气阻力，
15．如图所示，有A、B两质量均为30kg的小车，在光滑的水平面上以相同的速率2m/s在同一直线上相向运动，A车上有一质量为40kg的人，他至少要以多大的水平速度（相对地）从A车跳到B车上，才能避免两车相撞？

参考答案
1．C
【解析】
本题考查运用牛顿第二定律受力分析。
【详解】
A．航天器除收到推动力外，还受到竖直向下的重力，要想沿着与月球表面成一倾角的直线加速飞行，合外力与运动方向相同，推进力不在速度直线上，故A错误；
BC．匀速运动合外力为零，故推进力向上，应竖直向下喷气，故B错误，C正确；
D．气流来自航天器燃料，故D错误。
故选C。
2．D
【解析】
ABCD．火箭的工作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，气体的反作用力使火箭获得反冲速度，故ABC错误，D正确。
故选D。
3．C
【解析】
放出质量为的粒子后，剩余质量为，该过程动量守恒，有
放出的粒子的动能为
原子核反冲的动能
联立解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
4．D
【解析】
AB．由题意知，爆炸后两块同时落地，说明爆炸瞬间两块在竖直方向的速度没有发生变化
故爆炸是在水平方向上发生的，时间一样，a飞行的水平距离OA是b飞行的水平距离OB的2倍
则
因水平方向的初动量为零，且水平方向动量守恒，所以爆炸后a、b两块的水平方向动量应等值、反向，即
故AB错误；
CD．结合爆炸后两块的速度和动量可知
联立可得
故C错误，D正确。
故选D。
5．A
【解析】
两人和车所组成的系统原动量为，向右。当甲、乙两人先后以对地相等的速度向两个方向跳离时，甲、乙两人的动量和为零，则有
解得
故A正确BCD错误。
故选A。
6．D
【解析】
A.人和车组成的系统水平方向不受外力作用，所以人和车组成的系统水平方向动量守恒，故A错误；
B.对于人来说，人在蹬地过程中，人受到的其实是静摩擦力，方向向右，人对车的摩擦力向左，人和车都运动起来，故摩擦力做功，所以人和车组成的系统机械能不守恒，故B错误；
C.当人从左向右行走的过程中，人对车的摩擦力向左，车向后退，即车向左运动，速度方向向左，故C错误；
D.由A选项可知，人和车组成的系统水平方向动量守恒，由题意系统出动量为零，所以人停止行走时，系统末动量为零，即人和车的速度一定均为零，故D正确。
故选D。
7．C
【解析】
由于反冲运动的作用，火箭燃料燃烧产生的气体给火箭一个反作用力使火箭加速运动，这个反作用力并不是空气给的，故C正确，ABD错误。
8．BD
【解析】
AB．子弹击中木块的瞬间，子弹、木块和滑块组成的系统能量守恒，子弹和木块向上摆动的过程中，系统竖直方向合力不为0，动量不守恒，系统水平方向合力为0，水平方向动量守恒，故A错误，B正确；
CD．从子弹击中木块到木块运动到最高点的过程中，机械能不守恒，有热量损失，子弹击中木块与其共速后，系统机械能才守恒，故C错误，D正确。
故选BD。
9．AD
【解析】
A．炸药爆炸后，设分离瞬间物体甲的速度大小为，物体乙的速度大小为，对甲、乙两物体组成的系统由动量守恒定律得
甲、乙两物体速度大小
故A正确；
B．由能量守恒得
联立可得：甲、乙两物体分离瞬间获得的总能量
故B错误；
C．甲、乙两物体分离后，甲物体向左匀减速滑行，对甲受力分析，根据牛顿第二定律
得
根据运动学公式得从分离到甲物体停止运动，经过的时间
故C错误；
D．物体甲运动的位移为
物体乙运动内的位移为
故甲、乙两物体分离时，两物体之间的距离
故D正确。
故选AD。
10．BC
【解析】
A．人与车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得
负号表示人与车的速度方向相反，人在车上向右行走时，车将向左运动，故A正确，不符合题意；
B．由可知，人停止走动速度为零时，车的速度也为零，故B错误，符合题意；
CD．车与人的位移之比
且
车的位移
L为车的长度，则车的位移与人的运动速度无关，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。
故选BC。
11．0.25 向西
【解析】
规定向东为正方向．选择河面为参照系．人跳离此小船前后小船与船上人动量守恒．
解得：

负号说明小船的运动方向为与正方向相反，即向西．
12．0.25 在该过程中人船系统所受合外力不为零
【解析】
[1]由于不计水的阻力，人和船组成的系统水平方向动量守恒，以人前进方向为正，所以有
解得
[2]若人向上跳起，人船系统在竖直方向上合外力不为零，故其动量不守恒。
13．（1） （2）
【解析】
（1）悬停时气体对模拟装置的作用力为F，则
取时间喷出的气体为研究对象，由动量定理
解得：；
（2）弹射过程水平方向动量守恒
着陆器和巡视其减速运动的距离分别为和，由动能定理：
，，
弹射器提供的总动能
联立解得：
14．200m
【解析】
手雷爆炸过程系统在水平方向动量守恒，设手雷在最高点的速度为v，以v的方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
负号表示方向与正方向相反，
爆炸后弹片做平抛运动，运动时间为
两弹片落地点间的水平距离为
15．2.9m/s
【解析】
规定mA向右速度为正，mB向左为负，A、B、人系统的初始动量为
P=(mA+m人)v0-mBv0=mv0
方向向右运动，由于水平面光滑，人跳跃A后，A及人动量守恒，则有
(mA+m人)v0=mAv1+m人v人
人跳上B前后m人，mB动量守恒，则有
m人v人-mBv0=(m+mB)v2
要使两车不撞，满足v1、v2同向且即可。代入数据可求得
v人=2.9m/s
即满足条件。