高中物理人教版 (2019)选择性必修第一册6 反冲现象火箭优秀练习题

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人教版新教材物理选择性必修第一册第一章《动量守恒定律》 1.6 反冲现象火箭精选练习夯实基础 1．（2021·浙江湖州·高二期中）下列现象中不属于反冲现象的是（　　） A．发射炮弹后炮身后退 B．人用桨向后划水船向前运动 C．火箭向下高速喷射炽热气体时上升 D．章鱼调整喷水方向可以向不同方向运动【答案】B 【解析】反冲是如果一个静止的物体在内力作用下分裂为两个部分，一部分向某方向运动，另一部分必然向相反的方向运动发射炮弹，在内力作用下炮弹向前，炮身后退，是反冲现象；火箭向下高速喷射炽热气体，气体向下，火箭向上，是反冲现象；章鱼调整喷水方向时，喷出的水向一个方向，则章鱼向喷水的反向运动，属于反冲现象；但是人用桨向后划水船向前运动，划船时用桨向后划水，给水一个向后的力，物体间力的作用是相互的，水会对船产生一个向前的力，船向前运动。故选B。 2．（2022·云南·砚山县第二高级中学高二期中）如图所示，甲、乙两人静止在光滑的冰面上，当甲轻轻推乙后，两个人会向相反的方向滑去，则下列判断正确的是（　　） A．推后两人的动能一定相等 B．推后两人的动量一定相同 C．推后两人的速率一定相等 D．甲轻推乙的过程中，两人的动量之和一定为零【答案】D 【解析】BD．甲轻推乙的过程中，二人组成的系统所受合外力为零，动量守恒，则所以故B错误，D正确； AC．根据可知，由于两人质量不一定相等，所以动能、速率不一定相等，故AC错误。故选D。 3．（2019·四川成都·高二阶段练习）一小船静止在水面上，一个人从小船的一端走到另一端，不计水的阻力，以下说法中正确的是（　　） A．人在小船上行走，人对船的冲量比船对人的冲量小，人向前运动得快，小船后退得慢 B．人在小船上行走，它们受的冲量大小是相等的，人向前运动得快，小船后退得慢 C．当人停止走动时，因为小船惯性大，所在小船要继续向后退 D．当人停止走动时．因为总动量不守恒，所以小船继续前进【答案】B 【解析】人在船上行走时，由于不计水的阻力，人和小船组成的系统所受外力之和为零，故系统动量守恒，人对船的冲量大小等于船对人的冲量大小 m人v人+M船v船=0 可知，人向前运动得快，根据质量关系，小船后退得慢。人的速度与船的速度成正比，方向相反，则当人运动的速度增大时，船运动的速度也增大。当人停止走动时，船也停止。故B正确ACD错误。故选B。 4．（2022·山西·运城市景胜中学高二阶段练习）如图所示，50kg的妈妈带着20kg的小孩骑10kg的自行车以3m/s的速度匀速行驶在平直路面上。行驶中小孩从车上跳下来，若小孩在离开车座时的水平速度为零，则此时妈妈和自行车的行驶速度为（　　） A．2m/s B．3m/s C．4m/s D．6m/s 【答案】C 【解析】依题意，设大人与车的总质量为，小孩的质量为，由于小孩在离开车座时的水平速度为零，则根据人、车系统水平方向动量守恒可得代入数据求得，此时妈妈和自行车的行驶速度为故选C。 5．（2021·全国·高二期中）一只质量为1.4 kg的乌贼吸入0.1 kg的水，静止在水中。遇到危险时,它在百分之一秒时间内把吸入的水向后全部喷出，以2 m/s的速度向前逃窜。以下说法错误的是（　　） A．该乌贼与喷出的水的动量变化大小相等、方向相反 B．该乌贼喷出的水的速度大小为28 m/s C．该乌贼在这一次逃窜过程中消耗的能量为39.2 J D．该乌贼喷出水的过程中对水的平均作用力大小为280 N 【答案】C 【解析】 A．乌贼喷水过程时间较短,系统内力远大于外力，系统动量守恒, 则该乌贼与喷出的水的动量变化大小相等、方向相反，故A正确； B．选取乌贼逃窜的方向为正方向，根据动量守恒定律得 0=Mv1-mv2 解得 v2== m/s=28 m/s 故B正确； C．该乌贼在这一次逃窜过程中消耗的能量 E=m+M=42 J 故C错误； D．该乌贼喷出水的过程中对水的平均作用力大小为 F==280 N 故D正确。本题要求选说法错误的故选C。 6．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，自行火炮连同炮弹的总质量为M，当炮管水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶时，发射一枚质量为m的炮弹后，自行火炮的速度变为v2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度v0为（　　） A． B． C． D．【答案】B 【解析】火炮车与炮弹组成的系统动量守恒，以火炮车的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 Mv1=（M-m）v2＋m（v0＋v2）解得 v0= 故选B。 7．（2021·黑龙江·密山市第四中学高二期末）用如图所示实验能验证动量守恒定律。两块小木块A和B中间夹着一轻质弹簧，用细线捆在一起，放在光滑的水平台面上，将细线烧断，木块A、B被弹簧弹出，最后落在水平地面上落地点与平台边缘的水平距离分别为LA=1m ，LB=2m，实验结果表明下列说法正确的是（　　） A．木块A、B离开弹簧时的速度大小之比vA：vB=1：2 B．木块A、B的质量之比mA：mB=1：2 C．木块A、B离开弹簧时动量大小的之比pA：pB=1：2 D．木块A、B离开弹簧时的动能之比EA：EB=2：1 【答案】A 【解析】A．两个木块被弹出离开桌面后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，因为下落的高度相等，所以运动的时间相等，水平方向上根据公式 x=v0t 及LA=1m，LB=2m，解得 vA：vB=LA：LB=1：2 故A正确； B．弹簧弹开两个物体的过程，对两个木块组成的系统，取向左为正方向，根据动量守恒定律得 mAvA-mBvB=0 解得 mA：mB=vB：vA=2：1 故B错误； C．根据动量的表达式 pA= mAvA pB =mBvB 弹簧弹开两个物体的过程，对两个木块组成的系统，取向左为正方向，根据动量守恒定律得 mAvA-mBvB=0 木块A、B离开弹簧时动量大小的之比 pA：pB= mAvA：mBvB =1：1 故C错误； D．根据动能的表达式可知 EkA：EkB=1：2 故D错误。故选A。 8．（2022·山东德州·高二期末）2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将神州十二号载人飞船送入预定轨道。如果长征二号F遥十二运载火箭（包括载人飞船、宇航员和燃料）的总质量为M，竖直向上由静止开始加速，每次向下喷出质量为m的燃气，燃气被喷出时相对地面的速度大小均为v，则第5次喷出燃气的瞬间，运载火箭速度大小为（忽略重力的影响）（　　） A． B． C． D．【答案】A 【解析】第5次喷出燃气的瞬间运载火箭的速度为，此时运载火箭的质量为，忽略重力影响，运载火箭喷气过程系统当量守恒解得故选A。 9．（2022·重庆南开中学高二期末）地空导弹又称防空导弹，是指从地面发射攻击空中目标的导弹。担负着中国防空重任的红旗系列防空导弹已经形成一个庞大的家族，构成了我国地空导弹的主体。假设一枚质量为3m的地空导弹斜向上发射出去，到达最高点时速度大小为v0方向水平向西，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v0方向水平向东，则另一块的速度大小为（） A．v0 B．2v0 C．3v0 D．5v0 【答案】D 【解析】在最高点水平方向动量守恒，取水平向西为正，由动量守恒定律可知可得另一块的速度为故选D。 10．（2021·福建省尤溪第一中学高二阶段练习）如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑，则下列说法正确的是（　　） A．在下滑过程中，小球和槽组成的系统动量守恒 B．在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功 C．被弹簧反弹后，小球能回到槽上高h处 D．被弹簧反弹离开弹簧后，小球和槽都做速率不变的直线运动【答案】D 【解析】A．在下滑过程中，小球和槽组成的系统在水平方向上所受合外力为零，动量守恒；在竖直方向上所受合外力不为零，动量不守恒，故A错误； B．在下滑过程中，根据动量守恒定律可知槽向左运动，小球和槽之间的相互作用力对槽做正功，故B错误； CD．根据动量守恒定律可知小球滑到斜槽底端时和槽的速度大小相等，小球被弹簧反弹离开弹簧后，速度大小不变，与槽的速度相等，所以小球和槽都做速率不变的直线运动，且小球不可能追上槽并回到槽上高h处，故C错误，D正确。故选D。二、提升训练 11．（2022·重庆南开中学高二期末）2020年12月22日12时37分，长征八号运载火箭自中国文昌航天发射场发射升空，将新技术试验卫星等多颗卫星送入太阳同步轨道。假设其中一颗航天器质量为M，以速度v0在太空中飞行，某一时刻该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． B． C． D．【答案】C 【解析】规定航天器的速度方向为正方向，发动机喷气过程中系统动量守恒，故由动量守恒定律可得解得故选C。 12．（2021·江西省靖安中学高二阶段练习）质量为m、半径为R的小球，放在半径为3R、质量为3m的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上。当小球从如图所示的位置（两球心在同一水平面上）无初速度沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离是（　　） A．R B．R C．R D．R 【答案】A 【解析】设小球滑到最低点所用的时间为t，大球的位移大小为x，小球相对于地面的水平位移大小为取水平向左为正方向。根据系统水平方向平均动量守恒得解得故选A。 13．（2022·山东日照·高二期末）如图所示，一辆质量M=3kg的小车A静止在光滑的水平面上，A车上有一质量m=1kg的光滑小球B，将一左端固定于A上的轻质弹簧压缩并锁定（B与弹簧不拴接），此时弹簧的弹性势能Ep=6J，B与A右壁间距离为l。解除锁定，B脱离弹簧后与A右壁的油灰阻挡层（忽略其厚度）碰撞并被粘住，下列说法正确的是（　　） A．B碰到油灰阻挡层前A与B的动量相同 B．B脱离弹簧时，A的速度大小为3m/s C．B和油灰阻挡层碰撞并被粘住的过程，B受到的冲量大小为3N•s D．解除锁定后，B移动的总距离为【答案】C 【解析】 A．B碰到油灰阻挡层前A与B的动量大小相同，方向相反，故A错误； B．设B脱离弹簧时，A、B的速度大小分别为v1、v2，根据动量守恒定律有 ① 根据能量守恒定律有 ② 联立①②解得， ③ 故B错误； C．根据动量守恒定律可知B和油灰阻挡层碰撞并被粘住后，A、B的速度都将变为零，对B根据动量定理可得B受到的冲量大小为 ④ 故C正确； D．从解除锁定到B和油灰阻挡层碰撞前瞬间，A、B的速度大小始终满足 ⑤ 所以整个过程A、B的移动的距离满足 ⑥ 根据位移关系有 ⑦ 联立⑥⑦解得， ⑧ 故D错误。故选C。 14．（2022·辽宁朝阳·高二开学考试）一辆总质量M（含人和沙包）的雪橇在水平光滑冰面上以速度v匀速行驶。雪橇上的人每次以相同的速度3v（对地速度）向行驶的正前方抛出一个质量为m的沙包。抛出第一个沙包后，车速减为原来的。下列说法正确的是（　　） A．每次抛出沙包前后，人的动量守恒 B．雪橇有可能与拋出的沙包发生碰撞 C．雪橇的总质量M与沙包的质量m满足M：m=12：1 D．拋出第四个沙包后雪橇会后退【答案】D 【解析】 A．每次抛出沙包前后，雪橇、和抛出的沙包总动量守恒，故A错误； B．抛出沙包后，雪橇的速度不会超过v，不可能再与抛出的沙包发生碰撞，故B错误； C．规定雪橇的初速度方向为正方向，对抛出第一个沙包前后，根据动量守恒定律有得故C错误； D．抛出第四个沙包后雪橇速度为，由全过程动量守恒得将代入得故D正确。故选D。 15．（2022·河南洛阳·高二期中）（多选）如图，质量为M的凹槽静止在光滑水平面上，末端与光滑水平地面相切，现使质量为m的小球从凹槽上距水平地面高为h的地方由静止滑下，重力加速度为g，忽略一切摩擦，小球可看作质点，则（　　） A．小球对斜面的压力不对斜面做功 B．小球所受重力对小球做正功，小球所受支持力对小球做负功 C．最终小球速度大小为 D．最终斜面速度大小为【答案】BC 【解析】 A．忽略一切摩擦，小球和凹槽组成的系统机械能守恒，由于反冲作用，凹槽获得向右的速度，动能增加，根据动能定理可知合外力对斜面做正功，而凹槽本身的重力和地面对凹槽的支持力在此过程中始终不做功，由此可以断定小球对斜面的压力对斜面做正功，A错误； B．小球高度降低，重力做正功，小球和凹槽组成的系统机械能守恒，凹槽的机械能增加，则小球的机械能减小，由此可知，除重力之外的其它外力对小球做负功，使得小球的机械能减小，即小球所受支持力对小球做负功，B正确； CD．系统机械能守恒、水平方向动量守恒，小球和斜面最终的速度大小分别为、，则有解得 C正确，D错误。故选BC。 16．（2021·广东东莞·高二阶段练习）（多选）如图所示，质量均为M=2m的木块A、B并排放在光滑水平面上，A上固定一根轻质细杆，轻杆上端的小钉（质量不计）O上系一长度为L的细线，细线的另一端系一质量为m的小球C，现将C球的细线拉至水平，由静止释放，下列说法正确的是（　　） A．小球C摆动过程中，木块A和小球C组成的系统动量守恒 B．小球C第一次摆至最低点时，两木块刚好开始分离 C．两木块刚分离时小球C的速度大小为，方向向左 D．小球C摆到左侧最高点时，细线恰好水平‍ 【答案】BC 【解析】A．小球C摆动过程中，木块A和小球C组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，故A错误； B．小球C与木块A、B组成的系统在水平方向动量守恒，小球第一次摆至最低点时，A、B整体的速度达到最大值，当C继续向左摆动时，A的速度将减小，而B的速度不变，所以小球第一次摆至最低点时，两木块刚好开始分离，故B正确； C．设两木块刚分离时小球C的速度为vC，木块A、B整体的速度为vAB，规定水平向右为正方向，根据动量守恒定律有 ① 对小球从最高点到最低点的过程中，根据机械能守恒定律有 ② 联立①②解得所以两木块刚分离时小球C的速度大小为，方向向左，故C正确； D．由于小球C的一部分机械能转化为了两木块的机械能，所以小球C不可能摆到与O点等高处，即细线不可能水平，故D错误。故选BC。 17．（2021·新疆维吾尔自治区喀什第六中学高二阶段练习）（多选）如图，载有物资的总质量为M的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对地面竖直向下的速度v0投出，物资落地时与热气球的距离为d。热气球所受浮力不变，重力加速度为g，不计阻力。下列说法正确的是（　　） A．物资落地前，热气球与投出的物资组成的系统动量守恒 B．投出物资后热气球做匀速直线运动 C．d＝ D．【答案】AC 【解析】 A．物资抛出之前，物资和气球受合力为零，物资抛出后，气球和物资受合外力不变，则系统受合外力仍为零，则物资落地前，热气球与投出的物资组成的系统动量守恒，选项A正确； B．投出物资后热气球受合力向上，则向上做匀加速直线运动，选项B错误； CD．设物资落地时与热气球上升的高度为h，则对物资和气球系统，由动量守恒定律解得则选项C正确，D错误。故选AC。 18．（2022·全国·高二专题练习）（多选）在水面上停着质量为m0的小船，船头和船尾分别站着质量为m1的甲和质量为m2的乙，如图所示，当甲、乙交换位置后，若船长为L，不计水的阻力，下列说法正确的是（　　） A．若m1>m2，船的位移大小为L，向左 B．若m1>m2，船的位移大小为L，向右 C．若m1=m2，船的位移为零 D．若m2>m1，船的位移大小为L，向右【答案】ACD 【解析】方法一：以人船模型分析，先让甲到乙的位置船向左位移大小 x1=L 乙到甲的位置船再向右位移大小 x2=L AB．若m1>m2，则x1>x2，船向左位移大小为 Δx=x1-x2=L 选项A正确，选项B错误； D．若m1m2时，等效于质量为（m1-m2）的人在质量为m0＋2m2的船上向右走。m1=m2时，等效于没有人走。m1