人教版 (2019)选择性必修 第一册6 反冲现象 火箭精练

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册6 反冲现象 火箭精练，共12页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1.6反冲现象 火箭基础达标（含解析）
一、单选题
1.静止的实验火箭，总质量为M，当它以对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后，火箭的速度为（  ）
A. ΔmM-Δm v0                         B. － ΔmM-Δm v0                         C. ΔmM v0                         D. － ΔmM v0
2.光滑水平桌面上有P、Q两个物块，Q的质量是P的n倍．将一轻弹簧置于P、Q之间，用外力缓慢压P、Q．撤去外力后，P、Q开始运动，P和Q的动量大小的比值为（　　）
A. n2                                          B. n                                          C. 1n                                          D. 1
3.人和气球离地高为h，恰好悬浮在空中，气球质量为M，人的质量为m．人要从气球下拴着的软绳上安全到达地面，软绳的长度至少为（  ）
A. Mhm+M                              B. mhm+M                              C. (m+M)hm                              D. (m+M)hM
4.关于反冲运动的说法中，正确的是（  ）
A. 抛出物m1的质量要小于剩下质量m2才能获得反冲          B. 若抛出质量m1大于剩下的质量m2 ， 则m2的反冲力大于m1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
5.将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/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. 30kg•m/s               B. 5.7×102kg•m/s               C. 6.0×102kg•m/s               D. 6.3×102kg•m/s
6.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. 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
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. 燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭
7.新华社西昌3月10日电“芯级箭体直径9.5米级、近地轨道运载能力50吨至140吨、奔月转移轨道运载能力15吨至50吨、奔火（火星）转移轨道运载能力12吨至44吨……”这是我国重型运载火箭长征九号研制中的一系列指标，已取得阶段性成果，预计将于2030年前后实现首飞。火箭点火升空，燃料连续燃烧的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力。下列观点正确的是（   ）
A. 喷出的燃气对周围空气的挤压力就是火箭获得的推力
B. 因为喷出的燃气挤压空气，所以空气对燃气的反作用力就是火箭获得的推力
C. 燃气被喷出瞬间，火箭对燃气的作用力就是火箭获得的推力
D. 燃气被喷出瞬间，燃气对火箭的反作用力就是火箭获得的推力
8.如图所示，光滑圆槽质量为M，半径为R，静止在光滑水平面上，其表面有一小球m竖直吊在恰好位于圆槽的边缘处，如将悬线烧断，小球滑动到另一边最高点的过程中，下列说法正确的是(      )

A. 小球与圆槽组成的系统动量守恒                        B. 小球运动到圆槽最低点的速度为 2gR
C. 圆槽轨道向左移动 2mRM+m                                   D. 圆槽轨道先向左移动后向右移动
9.如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为 M （含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为 m 的水以相对地面为 v0 的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为 g ，空气阻力不计，下列说法正确的是（   ）

A. 火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力     B. 水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒
C. 火箭获得的最大速度为 Mv0M-m                                  D. 火箭上升的最大高度为 m2v022g(M-m)2
10.如图所示，两辆质量均为M的小车A和B置于光滑的水平面上，有一质量为m的人静止站在A车上，两车静止。若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车并与A车相对静止，则此时A车和B车的速度之比为（    ）

A. MM+m                                 B. mM+m                                 C. M+mm                                 D. m+MM
11.某人从岸上以相对岸的水平速度v0跳到一条静止的小船上，使小船以速度v1开始运动；如果此人从这条静止的小船上以同样大小的水平速度v0相对小船跳离小船，小船的反冲速度的大小为v2 ， 则两者的大小关系（   ）
A. v1＞v2                         B. v1=v2                         C. v1＜v2                         D. 条件不足，无法判断
12.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．已知他自身的质量为m，则渔船的质量为（   ）

A. m(L+d)d                               B. m(L-d)d                               C. mLd                               D. m(L+d)L
13.如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为mA ， B的质量为mB ， mA＞mB ． 最初人和车都处于静止状态．现在，两人同时由静止开始相向而行，A和B对地面的速度大小相等，则车（   ）

A. 静止不动                         B. 左右往返运动                         C. 向右运动                         D. 向左运动
14.如图所示，三角形木块A质量为M，置于光滑水平面上，底边长a，在其顶部有一三角形小木块B质量为m，其底边长b，若B从顶端由静止滑至底部，则木块后退的距离为（   ）

A. maM+m                               B. MaM+m                               C. m(a-b)M+m                               D. M(a-b)M+m
15.有一条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：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船．用卷尺测出船后退的距离为0.5m，然后用卷尺测出船长3m．已知他的自身质量为50kg，则渔船的质量约为（   ）
A. 100kg                                B. 150kg                                C. 250kg                                D. 300kg
16.如图所示，光滑平面上有一辆质量为2m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vo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. vo                             B. 2vo                             C. 大于vo ， 小于2vo                             D. 大于2vo
二、综合题
17.一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s．设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒钟喷气20次．
（1）当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？
（2）运动第1 s末，火箭的速度多大？
18.某静止在水平地面上的炮车水平发射一枚质量为10kg的炮弹，已知炮弹飞出炮口时，相对于地面的速度为900m/s，该炮车质量（不包括炮弹）为3000kg。求：

（1）炮弹飞出炮口时，炮车后退的速度多大；
（2）若炮车后退的距离为1.5m，则炮车后退中受到的阻力与其自身重力的比值为多大（重力加速度取10m/s2）。
19.2020年11月24日4时30分，中国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。标志着我国月球探测新旅程的开始，飞行136个小时后总质量为m的嫦娥五号以速度v高速到达月球附近P点时，发动机点火使探测器顺利变轨，被月球捕获进入半径为r的环月轨道，已知月球的质量为M，引力常量为G。求

（1）嫦娥五号探测器发动机在P点应沿什么方向将气体喷出？
（2）嫦娥五号探测器发动机在P点应将质量为Δm的气体以多大的对月速度喷出？

答案解析
1.【答案】 B
【解析】火箭整体动量守恒，则有（M－Δm）v＋Δmv0＝0，解得：v＝－ ΔmM-Δm v0 ， 负号表示火箭的运动方向与v0相反．
2.【答案】 D
【解析】解：撤去外力后，系统不受外力，所以两物体组成系统总动量守恒，设P的动量方向为正方向，则有：PP﹣PQ=0，    故PP=PQ；
所以动量之比为1；
故D正确，ABC错误．
故选：D．
3.【答案】 D
【解析】开始时，人和气球在空中静止，说明合力等于零．在人沿软绳下滑的过程中，两者所受外力不变，即合力仍等于零．以人和气球为系统，动量守恒而且符合“人船模型”（如图所示），

根据动量守恒定律有mh＝MH，解得H＝ mhM ．所以软绳至少为L＝H＋h＝ (m+M)hM ，选项D正确．
【分析】人船模型典型事例，气球向上，人向下，位移比与质量成反比，总位移为绳长。
4.【答案】 D
【解析】反冲运动的定义为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，这种现象叫反冲运动．定义中并没有确定两部分物体之间的质量关系，故选项A不符合题意．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，故选项B不符合题意．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，故选项C不符合题意、选项D符合题意．
5.【答案】 A
【解析】开始总动量为零，规定向下为正方向，根据动量守恒定律得，0=m1v1+P，
解得火箭的动量P=﹣m1v1=﹣0.05×600kg•m/s=﹣30kg•m/s，负号表示方向，故A正确，B、C、D错误．
故选：A．
6.【答案】 C
【解析】由于反冲运动的作用，火箭燃料燃烧产生的气体向后推出，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。
故答案为：C。
7.【答案】 D
【解析】解：A、喷出的燃气对周围空气的挤压力，作用在周围空气上，受力物体是空气不是火箭，A不符合题意；
B、喷出的燃气挤压空气，空气对燃气的反作用力是作用在燃气上不是火箭，B不符合题意；
C、燃气被喷出瞬间，火箭对燃气的作用力受力物体是喷出的燃气，不是火箭，C不符合题意；
D、燃气被喷出瞬间，燃气对火箭的反作用力：施力物体是喷出的燃气，受力物体是火箭，是火箭获得的推力，D符合题意；
故答案为：D
8.【答案】 C
【解析】A项：如将悬线烧断，小球沿光滑圆槽向下加速运动，小球和光滑圆槽组成的系统合力不为零，所以系统动量不守恒，A不符合题意；
B项：如果光滑圆槽不动时，小球运动到最低点的速度为 v=2gR ，由于小球下滑时，光滑圆槽向左运动，由机械能守恒可知，小球运动到最低点时的速度应小于 2gR ，B不符合题意；
C项：由于小球和光滑圆槽在水平方向不受外力作用，所以系统在水平方向动量守恒，
当小球滑到另一边的最高点时，小球和圆槽具有共同的速度，根据总动量守恒可知，此时的速度都为零，由机械能守恒可知，小球达到光滑圆槽右边最高点，由公式 Mx1=mx2 ，由几何关系可知， x1+x2=2R ，由以上两式解得： x1=2mRM+m ，C符合题意；
D项：由水平方向动量守恒可知，光滑圆槽一直向左运动，D不符合题意。
故答案为：C
9.【答案】 D
【解析】A．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，A不符合题意；
B．水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，B不符合题意；
C．在水喷出后的瞬间，火箭获得的速度最大，由动量守恒定律有 (M-m)v-mv0=0
解得 v=mv0M-m
C不符合题意；
D．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，有 v2=2gh
解得 h=m2v022g(M-m)2
D符合题意。
故答案为：D。
10.【答案】 A
【解析】A、B两车以及人组成的系统，动量守恒，规定向右为正方向，有 0=MvB-(M+m)vA ，解得： vAvB=MM+m ，A符合题意，B、C、D不符合题意；
故答案为：A。
11.【答案】 B
【解析】解：人从岸上跳到小船上的过程，取速度v0方向为正方向，设人的质量为m，船的质量为M．根据动量守恒定律得
  mv0=（m+M）v1 ， 得 v1= mv0m+M
人从小船上跳离的过程，取船速度方向为正方向，由动量守恒定律得
   0=Mv2﹣m（v0﹣v2），得 v2= mv0m+M
所以有 v1=v2 ．
故选：B
12.【答案】 B
【解析】解：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．取船的速度为正方向．
则 v= dt ，v′= L-dt ，
根据动量守恒定律得：Mv﹣mv′=0，
解得，船的质量：M= m(L-d)d ；
故选：B．
13.【答案】 D
【解析】解：两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零，
两人与大小相等的速度相向运动，A的质量大于B的质量，
则A的动量大于B的动量，AB的总动量方向与A的动量方向相同，
即向右，要保证系统动量守恒，系统总动量为零，则小车应向左运动；
故选D．
14.【答案】 C
【解析】解：取向右方向为正方向．设木块后退的距离为x，B从顶端由静止滑至底部时，B向左运动的距离为a﹣b﹣x，则
水平方向上A的平均速度大小为 xt ，B的平均速度大小为 a-b-xt
根据水平方向动量守恒得：M xt ﹣m a-b-xt =0
解得，x= m(a-b)M+m
故选C
15.【答案】 C
【解析】解：设人从船尾走到船头的过程中船的速度大小为v，人的速度大小为v′，船后退的距离为d，船长为L，人从船尾走到船头所用时间为t．取船的速度为正方向．
则 v= dt ，v′= L-st
根据动量守恒定律：Mv﹣mv′=0，
则得：M dt =m L-dt
解得渔船的质量：M= m(L-d)d = 50×(3-0.5)0.5 kg=250kg
故选：C
16.【答案】 B
【解析】两人和车所组成的系统动量守恒，初动量为4mv ， 方向向右。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4mv=2mv车 ， v车=2v；，选项B正确。
17.【答案】 （1）解:选取整体为研究对象，运用动量守恒定律求解．
设喷出三次气体后火箭的速度为v3 ，
以火箭和喷出的三次气体为研究对象，据动量守恒定律得：
（M－3m）v3－3mv＝0，
v3＝ 3mvM-3m ＝2 m/s

（2）解: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：
（M－20m）v20－20mv＝0，
v20＝ 20mvM-20m ＝13．5 m/s．
【解析】考察反冲，主要依据动量守恒，解题重点在质量的表示上。动量始终守恒，（1）（2）只是末状态的选取上不同而已。
18.【答案】 （1）解：设炮弹的速度v0、炮车后退的速度大小为v，弹和车的质量分别为m、M，由于内力远大于外力，由动量守恒得：Mv－mv0=0
解得：v=3m/s
（2）解：设炮车后退中受到的阻力为f、位移为x，由动能定理有： -fx=0-12Mv2
解得：f=9000N
阻力与其重力的比值： fMg=0.3
【解析】【分析】炮车水平发射炮弹的过程，利用炮车和炮弹组成系统水平方向动量守恒可求炮车速度，炮车后退时，作匀减速直线运动，可用动能定理解决运动问题。
19.【答案】 （1）解：探测器发动机在P点应制动减速，所以应沿探测器运动方向喷出气体。
（2）解：在P点由动量守恒定律得 mv=(m-Δm)v1+Δmv2
探测器进入半径为r的环月轨道有 GM(m-Δm)r2=(m-Δm)v12r
解得 v2=mv-(m-Δm)GMrΔm
【解析】【分析】（1）嫦娥五号探测器需要从高轨道变轨到低轨道，应该减速，沿着运动方向喷气；
（2）在喷气的过程中，由于反冲使探测器减速，反冲过程中动量守恒，进入环月轨道之后由万有引力求喷出的气体质量。