江苏专用新人教版高中物理选择性必修第一册课时检测4反冲现象火箭含解析

反冲现象  火箭

1．发射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

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　火箭发射的原理是燃烧燃料向后喷出气体，气体对火箭有一个向上的反作用力推动火箭，B正确。

2．有关实际生活中的现象，下列说法正确的是(　　)

A．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度

B．体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的冲量

C．用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减小枪的冲量

D．为了减轻撞车时对司乘人员的伤害，汽车前部安装气囊是为了减小司乘人员动量的变化量

解析：选A　火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度， A正确；体操运动员在着地时屈腿可以延长着地时间，从而可以减小地面对运动员的作用力，B错误；用枪射击时要用肩部抵住枪身可以防止枪身快速后退而造成伤害，但不是减少枪的冲量，C错误；司乘人员动量的变化量是不变的，由Ft＝Δp可知，延长碰撞的时间，减小作用力，减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，D错误。

3．将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(　　)

A．30 kg·m/s　　　　　 B．5.7×102 kg·m/s

C．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s

解析：选A　燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0.050 kg×600 m/s＝30 kg·m/s，选项A正确。

4．一个夹层中空的圆柱形零件内部放有一个略比夹层宽度小一点的小圆柱体，初始时小圆柱体位于大圆柱夹层的顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置为A点，如图甲所示，现小圆柱体受到微小的扰动，从顶部滚下，截面图如图乙所示，忽略一切接触部位的摩擦，以下说法中正确的是(　　)

A．小圆柱体会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置仍在A点

B．小圆柱体不会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置在A点右侧

C．小圆柱体会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置要看二者的质量关系而定

D．小圆柱体不会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置在A点左侧

解析：选A　小圆柱体受到微小的扰动，从顶部滚下时，由于不计任何摩擦，由动量守恒定律以及能量守恒关系可知，小圆柱体会再次到达顶部。设小圆柱体相对地面移动x时，大圆柱体相对地面移动y，则根据“人船模型”可知mx＝My，且x、y的方向应该相反；而小圆柱体到达大圆柱体最高点时x＝y，则只能有x＝y＝0，即此时大圆柱体与地面的接触位置仍在A点。故选A。

5．穿着溜冰鞋的人静止站在光滑的冰面上，沿水平方向举枪射击，每次射击时子弹对地速度相等，设第一次射出子弹后，人相对于地后退的速度为v，下列说法正确的是(　　)

A．无论射出多少子弹，人后退的速度都为v

B．射出n颗子弹后，人后退的速度为nv

C．射出n颗子弹后，人后退的速度小于nv

D．射出n颗子弹后，人后退的速度大于nv

解析：选D　设人、枪(包括子弹)的总质量为M，每颗子弹质量为m，子弹射出速度为v0，射出第1颗子弹，有0＝(M－m)v－mv0，设人射出n颗子弹后的速度为v′，则(M－nm)v′＝nmv0，可得v＝，v′＝，因M－m>M－nm，所以v′>nv，故选项D正确。

6.如图所示，在光滑水平面上甲、乙两车相向而行，甲的速率为v0，乙的速率也为v0，甲车和车上人的总质量为10m，乙车和车上人及货包的总质量为12m，单个货包质量为，为使两车不相撞，乙车上的人以相对地面为v＝11v0的速率将货包抛给甲车上的人，则乙车上的人应抛出货包的最小数量是(　　)

A．10个　　 B．11个 

C．12个　　　 D．20个

解析：选A　规定水平向左为正方向，两车刚好不相撞即最后两车速度相等，设相等的速度为v′。对两辆车、两人以及所有货包组成的系统，由动量守恒定律得12mv0－10mv0＝(12m＋10m)v′，解得v′＝，设为使两车不相撞，乙车上的人应抛出货包的最小数量为n，以乙车及乙车上的人和货包为系统，由动量守恒定律得12mv0＝v′＋  n·v，由题知v＝11v0，解得n＝10个，选项A正确。

7.质量为m的人在质量为M的静止的小车上由静止从左端走到右端，如图所示，当车与地面摩擦不计时，那么(　　)

A．人在车上行走，若人相对车突然停止，则车仍继续运动

B．人在车上行走的平均速度越大，则车在地面上移动的距离也越大

C．人在车上行走的平均速度越小，则车在地面上移动的距离就越大

D．不管人以什么样的平均速度行走，车在地面上移动的距离相同

解析：选D　由于地面光滑，则人与车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得mv人＝Mv车，可知人停车也停，A错误；设车长为L，由m(L－x车)＝Mx车得，x车＝L，车在地面上移动的位移大小与人的平均速度大小无关，故B、C均错误，D正确。

8．假设一个小型宇宙飞船在高空中绕地球做匀速圆周运动，如果飞船沿其速度相反的方向抛出一个质量不可忽略的物体A，则下列说法正确的是(　　)

A．A与飞船都可能沿原轨道运动

B．A与飞船都不可能沿原轨道运动

C．A运动的轨道半径可能减小，也可能增加

D．A可能沿地球半径方向竖直下落，而飞船运行的轨道半径将减小

解析：选C　抛出物体A后，由反冲原理知飞船速度变大，所需向心力变大，从而飞船做离心运动离开原来轨道，半径增大；物体A沿飞船速度相反的方向被抛出后，A可能仍沿飞船运动方向，则A的速度减小，做近心运动；也可能速度为零，则竖直下落；也可能与飞船运动方向相反且大小等于飞船原来的速度，则其轨道不变，也可能大于飞船原来的速度，此时也将上升到高轨道。故A、B、D错误，C正确。

9．如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s，A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为    0.2 m/s，求此时B的速度大小和方向。

解析：两宇航员组成的系统动量守恒，以远离空间站的方向为正方向，A和B开始的速度为v0＝0.1 m/s，方向远离空间站，推开后，A的速度vA＝0.2 m/s，此时B的速度为vB，由动量守恒定律得(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB，代入数据解得vB＝0.02 m/s，B的速度方向沿远离空间站方向。

答案：0.02 m/s　远离空间站

10.如图所示，自动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中，发射一枚质量为m的炮弹后，自动火炮的速度变为v2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度v0为(　　)

A． B．

C． D．

解析：选B　炮弹相对地的速度为v0＋v2。由动量守恒定律得Mv1＝( M－m)v2＋m(v0＋v2)，得v0＝。

11.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L。如图所示。已知他自身的质量为m，则渔船的质量为(　　)

A．  B． 

C． D．

解析：选B　设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v′，人从船尾走到船头所用时间为t，取船的运动方向为正方向，则v＝，v′＝，根据动量守恒定律得Mv－mv′＝0，解得船的质量M＝，故选B。

12.浮吊船又称起重船，由可在水面上自由移动的浮船和船上的起重机组成，可以在港口内将极重的货物移至任何需要的地方。如图所示，某港口有一质量为M＝20 t的浮吊船，起重杆OA长l＝8 m。该船从岸上吊起m＝2 t的重物，不计起重杆的质量和水的阻力，开始时起重杆OA与竖直方向成60°角，当转到杆与竖直成 30°角时，浮船沿水平方向的位移约为(　　)

A．0.27 m B．0.31 m

C．0.36 m D．0.63 m

解析：选A　浮吊船与重物组成的系统水平方向不受外力，动量守恒且初总动量为零，为“人船模型”，以水平向左为正方向，设某时刻t重物与浮吊船的速度分别是v1、v2，则Mv2＋m(－v1)＝0，Mv2＝mv1，因为重物与浮吊运动的时间相等，则Mv2t＝mv1t，Mx2＝mx1，m＝Mx2，解得x2≈0.27 m，故选A。

13．一个航天员连同装备的总质量为100 kg，在太空距离飞船45 m处相对飞船处于静止状态。装备中有一个装有0.5 kg氧气的贮氧筒，筒上有一个喷嘴，可以使贮氧筒中氧气相对于飞船以50 m/s的速度喷出。在航天员准备返回飞船的瞬间，打开喷嘴沿返回飞船相反的方向喷出0.3 kg的氧气，此后航天员呼吸着贮氧筒中剩余的氧气并顺利返回飞船。已知航天员呼吸的耗氧率为2.5×10－4 kg/s，则航天员到达飞船时贮氧筒中剩余氧气的质量约为(　　)

A．0.095 kg B．0.125 kg

C．0.155 kg D．0.185 kg

解析：选B　由动量守恒得航天员喷出氧气后的速率为v＝＝ m/s≈ 0.15 m/s，则航天员需要t＝＝ s＝300 s到达飞船，此过程消耗氧气m耗＝Qt＝0.075 kg，则m余＝m0－m－m耗＝0.125 kg，故选B。

14.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。A、B之间存在摩擦，B与水平地面无摩擦。可视为质点的A与地面间的高度差为h，当A由B的顶端从静止开始滑到B的底端时。

(1)B的水平位移是多少？

(2)A滑到斜面底端时速度为v，则在A下滑过程中，A损失的机械能为多少？

解析：(1)设向右为正方向，下滑过程中A的速度的水平分量为－vA，B的速度为vB，对A和B组成的系统，水平方向上不受任何外力，故水平方向的动量守恒，则每时每刻都有m1vB－m2vA＝0，则有m1x1－m2x2＝0

由题意可知x1＋x2＝b－a，联立可得x1＝。

(2)根据能量守恒定律，A损失的机械能为ΔE＝m2gh－m2v2。

答案：(1)　(2)m2gh－m2v2