2021学年6 反冲现象 火箭同步达标检测题

这是一份2021学年6 反冲现象 火箭同步达标检测题，共16页。试卷主要包含了6反冲运动火箭 课后作业，5J，3m等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第一册1.6反冲运动火箭 课后作业（解析版）1．如图所示，质量为M、半径为R的圆环，静止在光滑水平面上，有一质量为m的滑块从与环心O等高处开始无初速度下滑到达最低点时，关于圆环的位移，下列说法中正确的是（　 　）A．B．C．D．不确定，与环和滑块之间是否存在摩擦力有关2．假设一小型宇宙飞船沿人造卫星的轨道在高空做匀速圆周运动，运动周期为T，如果飞船沿与其速度相反的方向抛出一个物体A，以后的运动可能是（　　）A．物体A与飞船运动周期都等于TB．物体A的运动周期等于T，而飞船的运动周期小于TC．物体A竖直下落，而飞船在原轨道上运动D．物体A和飞船的运动周期都大于T3．如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去，则另一块的运动（　　）A．一定沿v0的方向飞去 B．一定沿v0的反方向飞去C．可能做自由落体运动 D．可能做竖直上抛运动4．向空中发射一物体，不计空气阻力，当此物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂成a、b两块，若质量较大的a速度方向仍沿原来的方向，则（　　）A．a一定比b后落到水平地面上B．h的速度方向一定与原来速度方向相反C．在炸裂过程中，a、b受到的爆炸力的冲量大小一定相等D．从炸裂到落地的这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大5．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（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为的水以相对地面为的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为，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D．火箭上升的最大高度为6．如图为一空间探测器的示意图，探测器质量为。是四个喷气发动机，每台发动机开动时，都能沿出口方向以的速率向外喷出气体（忽略探测器质量变化）。开始时探测器以恒定速率向方向运动，要使探测器改为向方向以原来的速率运动，若忽略探测器受到的地球及其他星球的吸引力。则下列措施正确的是（　　）A．开动与，均喷出的气体B．开动与，均喷出的气体C．开动与，均喷出的气体D．开动与，均喷出的气体7．在光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度v0射击质量为M的木块，最终子弹未能射穿木块，射入的深度为d，木块在加速运动中的位移为s。则以下说法正确的是（　　）A．子弹动能的亏损小于系统动能的亏损B．子弹动量变化量的大小大于木块动量变化量的大小C．摩擦力对M做的功一定等于摩擦力对m做的功D．位移s一定小于深度d8．有关实际中的现象，下列说法不符合事实的是（  ）A．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度B．体操运动员在着地时曲腿是为了减小地面对运动员的作用力C．用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响D．为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱越坚固越好9．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10．一气球由地面匀速上升，当气球下的吊梯上站着的人沿着梯子上爬时，下列说法正确的是（　　）A．气球可能匀速上升 B．气球不可能相对地面静止C．气球可能下降 D．气球运动速度不发生变化11．如图所示，在光滑的水平面上静止放置A、B、C三个物体，A、B、C的质量分别为mA=1kg，mB=3kg，mC=2kg。物体C为一光滑的圆弧轨道，弧面足够长，物体A、B之间有一根轻质弹簧（弹簧和物体A、B均未栓接），现用力把弹簧压缩后再用绳子把物体A、B固定，使A、B处于静止。现剪断绳子，之后弹簧把A向左弹出，已知A离开弹簧后的速度大小为3m/s，A、B分开后把弹簧撤去（重力加速度g=10m/s2）。下说法正确的是A．弹簧把A、B弹开的过程中释放出的弹性势能为4.5JB．A滑上C上表面的最大离地高度为0.3mC．A从C上离开后不能追上BD．A从C上离开后能追上B 12．如图所示，为光滑的轨道，其中是水平的，是竖直平面内的半圆，与相切与点，且半径，质量的滑块静止在水平轨道上，另一质量的滑块前端装有一轻质弹簧（均可视为质点）以速度向左运动并与滑块发生弹性正碰，若相碰后滑块滑上半圆轨道并能过最高点，取重力加速度，则(1)滑块至少要以多大速度向前运动；(2)如果滑块恰好能过点，滑块与滑块相碰后轻质弹簧的最大弹性势能为多少？    13．课外科技小组制作了一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动。假如喷出的水流流量保持为，水喷出时对地速度为。火箭沿水平轨道运动，阻力不计，水的密度是，启动前火箭总质量为1.4kg，则启动2s后火箭的速度可以达到多大？  14．如图所示，质量的木船长，质量的人站立在船头，人和船静止在平静的水面上不计水的阻力，现在人要走到船尾取一样东西，则人从船头走到船尾过程中，船相对静水后退的距离为多大？    15．在水平铁轨上放置一门质量为M的炮车（不含炮弹），发射的炮弹质量为m，设铁轨和炮车间摩擦不计，则：（1）水平发射炮弹时，炮弹速度为，炮车的反冲速度为多大？（2）炮身与水平方向成角，炮弹速度大小为，炮车的反冲速度是多大？（3）炮身与水平方向成角，炮弹射出炮口时，相对于炮口速度为，炮车的反冲速度为多大？   16．在地球大气层以外的宇宙空间，基本上按照天体力学的规律运行的各类飞行器，又称空间飞行器（spacecraft）．航天器是执行航天任务的主体，是航天系统的主要组成部分．由于外太空是真空的，飞行器在加速过程中一般使用火箭推进器，火箭在工作时利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流而对飞行器产生反冲力，由于阻力极小，只需一点点动力即可以达到很高的速度．我国发射的实践9号携带的卫星上第一次使用了离子电推力技术，从此为我国的航天技术开启了一扇新的大门．如图所示，已知飞行器的质量为，发射的是2价氧离子，发射功率为，加速电压为，每个氧离子的质量为，元电荷为，原来飞行器静止，不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求：(1)射出的氧离子速度大小；(2)每秒钟射出的氧离子数；(3)射出离子后飞行器开始运动的加速度大小。  17．假设一质量为m的烟花从地面上A点以速度v竖直上升到最大高度处炸裂为质量相等的甲、乙两块，沿水平方向向相反的两个方向飞出，假设甲的落地点距A点的距离为s，不计空气阻力及消耗的炸药质量，烟花炸裂时消耗的化学能80%转化为动能。求：(1)烟花上升的最大高度；(2)烟花炸裂后甲水平飞出时的速度大小；(3)烟花炸裂时消耗的化学能。   18．质量为M的小船以速度v0行驶，船上有两个质量皆为m的小孩a和b，分别静止站在船头和船尾。现小孩a沿水平方向以速率v（相对于静止水面）向前跃入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v（相对于静止水面）向后跃入水中。求：(1)a跃出后小船的速度；(2)b跃出后小船的速度。
参考答案1．B【详解】如图所示，设当滑块下滑到达最低点时圆环的位移为x，则滑块的位移为R-x，由水平方向上平均动量守恒得m（R-x)=Mx解得x=不管环和滑块之间有无摩擦，系统水平方向上动量守恒且为零，因此圆环、滑块的位移与环和滑块之间是否存在摩擦力无关。故选B。2．D【详解】ABC．飞船沿与其速度相反的方向发射一个物体A的过程，飞船与A组成的系统动量守恒，因为物体A是沿飞船向后抛出，由动量守恒定律可知，飞船的动量一定增大，飞船的速度增大，根据万有引力提供向心力的特点可知，飞船将做离心运动，上升到高轨道，飞船的轨道半径r飞船变大，飞船不可能在原轨道运动，由可知，飞船的周期T变大，故ABC都错误；D． 抛出后物体的速度方向有几种可能：①若抛出后物体的速度方向与飞船方向相同，则物体A的速度减小，将做近心运动，rA变小，由由可知，A的周期变小，小于T；②若抛出后物体的速度为零，则A会在万有引力的作用下竖直下落。③若物体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，rA不变，A的周期不变，等于T；④A的速度也可能大于飞船原来的速度，此时也将上升到高轨道运动，rA变大，A的周期变大，大于T；故D正确。故选D。3．C【详解】以整个导弹为研究对象，取的方向为正方向，根据爆炸的瞬间系统在水平方向上动量守恒得解得另一块可能沿的方向飞去、沿的反方向飞去、自由落体运动，选项C正确，ABD错误。故选C。4．C【详解】A．a、b都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，由得知a、b飞行时间一定相同，一定同时到达水平地面，故A错误；B．在炸裂过程中，由于重力远小于内力，系统的动量守恒。炸裂前物体的速度沿水平方向，炸裂后a的速度沿原来的水平方向，根据动量守恒定律判断可知：b的速度一定沿水平方向，但不一定与原速度方向相反，取决于a的动量与物体原来动量的大小关系，故B错误；C．在炸裂过程中，a，b受到爆炸力大小相等，作用时间相同，由冲量的定义知，爆炸力的冲量大小一定相等，故C正确；D．a、b都做平抛运动，高度相同，飞行时间相同，由于初速度大小关系无法判断，所以a飞行的水平距离不一定比b的大，故D错误。故选C。5．D【详解】A．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，A错误；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错误；C．在水喷出后的瞬间，火箭获得的速度最大，由动量守恒定律有解得C错误；D．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，有解得D正确。故选D。6．A【详解】方向速率减为0，需开动向外喷出质量为的气体，喷气过程系统动量守恒有解得方向由静止增大到速率为，需开动向外喷出质量为的气体，喷气过程系统动量守恒有解得故选A。7．D【详解】A. 子弹亏损的动能转化成木块的动能和系统内能，系统亏损的动能转化成系统的内能，则子弹动能的亏损大于于系统动能的亏损，故A错误；B.由动量守恒可知，子弹动量变化量的大小等于木块动量变化量的大小，故B错误；C. 摩擦力对M做的功为fs，摩擦力对m做的功大小为f（s+d），可知二者不等，故C错误；D. 子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，以子弹与木块组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：再根据能量守恒有解得故D正确。故选D。8．D【详解】A．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度，故A正确；B．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，故B正确；C．用枪射击时要用肩部抵住枪身是可以防止枪身快速后退而造成伤害；故是为了减少反冲的影响，故C正确；D．为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱应有弹性，从而延长与人的接触时间而减小伤害，故D错误。故选D。9．B【分析】本题考查卫星变轨过程各物理量的变化。【详解】A．实验舱要向高轨道运行，需要做离心运动，所以要加速，应该向后喷出气体，A错误；B．喷气过程没有外力，实验舱与喷出气体系统动量守恒，喷气前后，总动量不变，B正确；C．喷气前后，内力做功，总机械能增大，发生变化，C错误；D．实验舱飞向核心舱过程中，地球的万有引力做负功，重力势能增大，且实验舱速度增大，机械能增大，D错误；故选B。10．AC【详解】ABC．设气球质量为M，人的质量为m，由于气球匀速上升，系统所受的外力之和为零，当人沿吊梯向上爬时，动量守恒，以向上为正方向，由动量守恒定律得在人向上爬的过程中，气球的速度为当时，气球可匀速上升；当v2=0时气球静止，当时气球下降，故AC正确，B错误；D．要使气球运动速度不变，则人的速度仍为v0，即人不上爬，显然不对，故D错误。故选AC。11．BC【详解】A．A、B物块被弹簧弹开的过程中，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=0，解得：vB=1m/s，由能量守恒知：；故A错误；B．当A、C的速度相等时，A离地面最高，根据动量守恒得，，由能量守恒知：，联立解得：h=0.3m；故B正确；CD． A从C上离开时的速度分别为v1、v2，根据动量守恒得：，由能量守恒知：，联立解得：v1=-0.6m/s，（方向向左）v2=1.2m/s，由上可知vB=1m/s>0.6m/s，所以A从C上离开后不能追上B，故C正确，D错误。故选BC。12．(1) 3m/s；(2) 0.375J【详解】(1)设滑块A过C点时速度为vC，B与A碰撞后，B与A的速度分别为v1、v2，B碰撞前的速度为v0过圆轨道最高点的临界条件是重力提供向心力，由牛顿第二定律得由机械能守恒定律得mv22＝mg•2R+mvC2B与A发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得Mv0＝Mv1+mv2由机械能守恒定律得Mv02＝Mv12+mv22代入数据解得v0＝3m/s(2)由于B与A碰撞后，当两者速度相同时有最大弹性势能Ep，设共同速度为v，A、B碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得Mv0＝（M+m）v由机械能守恒定律得Mv02＝EP+（M+m）v2联立并代入数据解得Ep＝0.375J13．【详解】火箭原来总质量用M表示，喷出水流的流量用Q表示，水的密度用表示，水流的喷出速度大小用v表示，火箭的反冲速度大小为，由动量守恒定律得火箭启动2s后的速度大小14．1m【详解】设船移动距离为x，则人移动距离为，以船行方向为正方向，船对地的平均速度为，人对地的平均速度为，如图所示，由动量守恒定律有即解得船移动的距离为.15．（1）（2）（3）【详解】以炮车和炮弹为研究系统，在水平方向上系统的动量守恒.以炮弹前进的方向为正方向，由动量守恒定律得（1）解得.（2）解得（3）解得.16．(1)；(2)；(3)【详解】(1)以氧离子为研究对象根据动能定理，有所以氧离子速度为．(2)设每秒钟射出的氧离子数为，则发射功率可表示为所以，每秒射出的氧离子数为(3)以氧离子和飞行器组成的系统为研究对象，设飞行器的反冲速度为，取飞行器的速度方向为正方向，根据动量守恒定律，时间内有飞行器的加速度为可得17．(1)；(2)；(3)【详解】(1)由竖直上抛公式得烟花上升的最大高度(2)设甲水平飞出时的速度大小为，由平抛运动规律得又解得(3)设乙水平飞出时的速度大小为，烟花炸裂后甲、乙在水平方向上动量守恒，有解得乙的速度大小为由能量守恒定律得烟花炸裂时消耗的化学能18．(1)；(2)【详解】(1)当跃出时，根据动量守恒定律解得(2)跃出时，根据动量守恒定律解得