人教版 (新课标)选修3选修3-5第十六章 动量守恒定律5 反冲运动 火箭复习练习题

反冲运动火箭练习

一、单选题

1. 步枪的质量为，子弹的质量为，子弹从枪口飞出时的速度为，则步枪的反冲速度大小约为

A.  B.  C.  D.

2. 下列关于反冲运动的说法中，正确的是

A. 抛出物的质量要小于剩下的质量才能获得反冲
B. 若抛出质量大于剩下的质量，则的反冲力大于所受的力
C. 反冲运动中，牛顿第三定律适用，但牛顿第二定律不适用
D. 对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律

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，则原子核反冲的动能为

A.  B.  C.  D.

4. 中国空间站的建设过程是，首先发射核心舱，核心舱入轨并完成相关技术验证后，再发射实验舱与核心舱对接，组合形成空间站。假设实验舱先在近地圆形过渡轨道上运行，某时刻实验舱短暂喷气，离开过渡轨道与运行在较高轨道上的核心舱安全对接。忽略空气阻力，以下说法正确的是

A. 实验舱应当向前喷出气体
B. 喷气前后，实验舱与喷出气体的总动量不变
C. 喷气前后，实验舱与喷出气体的机械能不变
D. 实验舱在飞向核心舱过程中，机械能逐渐减小

5. 带子弹的步枪质量为5kg，一颗子弹的质量为10g，子弹从枪口飞出时的速度为，则第一发子弹射出后步枪的反冲速度约为

A.  B.  C.  D.

6. 新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，佩戴口罩可以有效预防新冠病毒的感染。小明某次打喷嚏时气流喷出的速度是，共喷出的空气，用时约。已知空气的密度为，则小明打这次喷嚏受到的平均反冲力约为

A.  B.  C.  D.

7. 如图所示，将吹足气的气球由静止释放，球内气体向后喷出，气球会向前运动，这是因为气球受到

A. 重力
B. 手的推力
C. 空气的浮力
D. 喷出气体对气球的作用力
 

8. 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，则原子核反冲的动能为     

A.  B.  C.  D.

9. 某中学航天兴趣小组设计制作了一火箭模型，其质量为含燃料。现将其静置在地面上，点火升空，在极短时间内以相对火箭的速率竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是。

A.  B.  C.  D.

10. 一人静止于光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可靠的是

A. 向后踢腿 B. 向后甩手
C. 脱下衣服或鞋子水平抛出 D. 脱下衣服或鞋子竖直向上抛出

11. 如图所示，在光滑水平面上有一装有炮弹的火炮，其总质量为，炮弹的质量为，炮弹射出炮口时对地的速率为，若炮管与水平地面的夹角为，则火炮后退的速度大小为

A.  B.  C.  D.

12. 一只质量为的乌贼静止在水中，当它遇到危险时，会在极短时间内将体内的墨汁向后以相对地面的速度喷出。则在喷墨汁后的瞬间，乌贼的动量大小约为

A.  B.  C.  D.

二、多选题

13. 下列属于反冲运动的是 

A. 燃放中的烟花的运动 B. 汽车的运动
C. 火箭的运动 D. 宇宙飞船绕地球的运动

14. 火箭是利用反冲原理工作的重要航天运输工具．当燃料在火箭发动机中燃烧，生成的高温高压燃气从喷口迅速喷出，火箭便获得相反方向的动力．长征五号系列运载火箭是中国新一代运载能力最大的运载火箭．一火箭准备发射时质量为M，正以速度v竖直向下喷出燃气，这时火箭恰好静止在发射平台上．由此可知 

A. 此时火箭和喷出的气体总动量守恒
B. 发动机单位时间内喷出气体的质量为
C. 单位时间内火箭获得的冲量大小等于Mv
D. 此时发动机的喷射功率

15. 如图所示，光滑水平面上静止着一辆质量为M的小车，小车上带有一半径为R的光滑圆弧轨道。现有一质量为m的小球从圆弧轨道的上端由静止释放，下列说法正确的是   

A. 小球下滑的过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒
B. 小球下滑的过程中，小车和小球组成的系统机械能守恒
C. 小球离开小车时，小车的位移大小
D. 小球离开小车时，小车的动量大小

16. 假设一小型火箭在高空绕地球作匀速圆周运动，若沿其运动的相反方向抛出一物体P，不计空气阻力，则

A. 火箭一定离开原来轨道运动 B. P一定离开原来轨道运动
C. 火箭运动的轨道半径一定增大 D. P运动的轨道半径一定减小

三、计算题

17. 一火箭喷气发动机每次喷出的气体，气体离开发动机喷出时的速度设火箭包括燃料质量，发动机每秒喷气20次．

当发动机第三次喷出气体后，火箭的速度为多大？

运动第末，火箭的速度为多大？






 

18. 一火箭喷气发动机每次喷出m的气体，气体离开发动机喷出时的速度大小v。设火箭质量M，发动机每秒钟喷气20次。则：
    当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？
    运动第末，火箭的速度多大？
    
    
    
    
    
    
     
19. 一辆总质量含沙包的车在水平光滑路面上以速度v匀速行驶．车上的人每次以相同的速度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。求：

车的总质量M与沙包的质量m大小关系

抛出第四个沙包后车的速度大小

答案和解析

1.【答案】A
【解答】
以子弹从枪口飞出时速度的反方向为正方向，由动量守恒定律：，得  
故选：A．  

2.【答案】D

【解析】解：A、反冲运动是指由于系统的一部分物体向某一方向运动，而使另一部分向相反方向运动．定义中并没有确定两部分物体之间的质量关系，故A错误；
B、在反冲运动中，两部分之间的作用力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知，它们大小相等、方向相反，故B错误；
C、在反冲运动中一部分受到的另一部分的作用力产生了该部分的加速度，使该部分的速度逐渐增大，在此过程中对每一部分牛顿第二定律都成立，故C错误，D正确．

3.【答案】C
 

【解析】解析：选C 放出质量为m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：

联立得：，

故A、B、D错误，C正确。

4.【答案】B
【解答】
A.实验舱要向高轨道运行，需要做离心运动，所以要加速，应当向后喷出气体，故A错误；
B.喷气过程系统在运动方向不受外力，万有引力提供向心力，所以实验舱与喷出气体系统动量守恒，所以喷气前后，实验舱与喷出气体的总动量不变，故B正确；
C.喷气前后，内力做功，总机械能增大，故C错误；
D.实验舱在飞向核心舱过程中，只有万有引力做功，没有其它力做功，机械能不变，故D错误。
故选 B。  

5.【答案】B
【解答】
假设子弹和枪的总质量为M，子弹质量为m；
以子弹从枪口飞出时速度的反方向为正方向，由动量守恒定律：
，得 ，故B正确，ACD错误。
故选B。  

6.【答案】B
【解答】
打一次喷嚏喷出的空气质量为：。
设打一次喷嚏喷出的空气受到的作用力为F，根据动量定理得：
解得：，
根据牛顿第三定律可得小明受到的平均反冲力为：，故B正确，ACD错误。
故选B。  

7.【答案】D

【解析】解：将吹足了气的气球嘴松开并放手，气球会向相反的方向运动是因为气体喷出时，由于反冲作用，喷出气体对气球产生反作用力；
故选：D。
将吹足了气的气球嘴松开并放手，气球会向相反的方向运动，说明力的作用是相互的．
反冲是因为两个相互作用的物体之间具有了相互作用力；这种现象在生产生活中有很多的应用．

8.【答案】C
【解答】
放出质量为m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：                                       
联立得：，故ABD错误，C正确。
故选：C。  

9.【答案】C
【解答】
取向上为正方向，设相对地面喷气后火箭速度为，气体速度为，由题意：
由动量守恒定律得：
则火箭速度故ABD错误，C正确．
故选：C。  

10.【答案】C
 

【解析】解：AB、以人作为整体为研究对象，向后踢腿或手臂向前甩，人整体的总动量为0，不会运动起来，故A错误，B错误；
C、把人和外衣视为一整体，这个整体动量为0，人给外衣或鞋子一个速度，动量总量不变，所以人也可以有一个反向的速度，可以离开冰面，故C正确；
D、把人和外衣视为一整体，这个整体动量为0，人给外衣或鞋子一个竖直方向的速度，水平动量总量仍然等于0，所以人仍然静止，不可以离开冰面，故D错误；

11.【答案】A
【解答】
炮弹射出炮口的短暂过程中，系统相互作用的内力远大于外力，系统在水平方向动量守恒，以火炮后退的方向为正方向，设火炮后退的速度大小为v，在水平方向根据动量守恒定律有：
得，故A正确，BCD错误。
故选A。  

12.【答案】B
【解答】
取墨汁喷出的方向为正方向，根据系统动量守恒有，解得喷墨汁后乌贼的动量，负号表示方向，故ACD错误，B正确。
故选B。  

13.【答案】AC
【解答】
燃放中的烟花的运动和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AC正确；
B.汽车的运动是利用摩擦力而使汽车前进的，不属于反冲，故B错误；
D.宇宙飞船绕地球的运动是利用万有引力提供向心力而做圆周运动，不属于反冲运动以，故D错误。
故选AC。  

14.【答案】BD

【解答】

A.火箭恰好静止在发射平台上，火箭仍然静止，而气体正在向下喷气，其合外力不为零，火箭和喷出的气体总动量不守恒，故A错误；

B.火箭恰好静止在发射平台上，有，由动量定理得：，则发动机单位时间内喷出气体的质量为，故B正确；

C.单位时间内火箭获得的冲量大小等于 ，故C错误；

D.此时发动机的喷射功率 ，故D正确。

故选BD。

15.【答案】BC
【解答】
小球下滑的过程中，小车和小球组成的系统所受合外力不为零，总动量不守恒；但由于只有小球的重力对系统做功，所以机械能守恒，故A错误，B正确；
C.由于在小球下滑的过程中，小车和小球组成的系统水平方向不受外力作用，所以系统在水平方向遵守动量守恒定律，由平均动量守恒得：，解得：，故C正确；
D.设小球离开小车时，小车的速度大小为v1、小球的速度大小为v2，则由动量守恒定律和机械能守恒定律得：，，解得：，故D错误。
故选BC。  

16.【答案】AC
【解答】
抛出物体P的过程中，系统的动量守恒，因为物体P是沿飞船向后抛出，由动量守恒得飞船的速度增大，动能增大，将做离心运动，上升到高轨道，半径增大，故AC正确；
而抛出后物体P的速度方向有几种可能：
若抛出后物体P的速度方向与飞船方向相同，则物体P的速度减小，将做近心运动；
若抛出后物体P的速度为零，则会在万有引力的作用下竖直下落；
若物体P的速度方向与飞船方向相反，其大小可能等于飞船原来的速度，此时仍将在原轨道运行，也可能大于飞船原来的速度，此时也将上升到高轨道，故BD错误。
故选：AC。  

17.【答案】解：选取整体为研究对象，设喷出三次气体后火箭的速度为，

以火箭和三次喷出的气体为研究对象，根据动量守恒定律得：，解得：；

发动机每秒钟喷气20次，以火箭和20次喷出的气体为研究对象，根据动量守恒定律得：，故。

18.【答案】解：火设喷出三次气体后火箭的速度为，以火箭和喷出的三次气体为研究对象，据动量守恒定律得：
故．
发动机每秒钟喷气20次，以火箭和喷出的20次气体为研究对象，根据动量守恒定律得：
，
故。
19.【答案】解：对抛出第一个沙包前后列方程有：

得：  

抛出第四个沙包后车速为，由全过程动量守恒得

将代入 式得     负号表示后退．