物理人教版 (2019)第一章 动量守恒定律6 反冲现象 火箭达标测试

2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册同步课时作业 （6）反冲现象 火箭

1.如图，质量为的小船在静止水面上以速率向右匀速行驶，一质量为的救生员在船尾，相对小船静止。若救生员以相对水面速率水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为(   )

A. B. C. D.

2.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       B．

C．      D．

3.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.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭
B.火箭发动机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,然后向后推出,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

4.“世界航天第一人”是明朝的士大夫万户,他把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝,设想利用火箭的推力,飞上天空,然后利用风筝平稳着陆。假设万户及其所携设备(火箭、椅子、风筝等)的总质量为M,点燃火箭后在极短的时间内,质量为m的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出,忽略空气阻力的影响,重力加速度为g,下列说法正确的是(   )

A.火箭的推力来源于空气对它的反作用力

B.在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为

C.喷出燃气后,万户及其所携设备能上升的最大高度为

D.在火箭喷气过程中,万户及其所携设备的机械能守恒

5.如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为，突然炸成两块，质量为m的一块以速度v沿的方向飞去，则另一块的运动(   )

A.一定沿的方向飞去 B.一定沿的反方向飞去

C.可能做自由落体运动 D.以上说法都不对

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.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭

B.火箭发动机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,然后向后推出,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

7.一枚烟花弹以的速度从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，烟花弹炸成质量之比为的两部分，且均沿竖直方向运动，质量较小的部分落回抛出点的时间为。烟花弹爆炸时间极短，重力加速度，不计空气阻力和烟花弹爆炸损失的质量，则爆炸后向上运动的部分离地面的最大高度为(   )

A. B. C. D.

8.向空中发射一枚炮弹,不计空气阻力,当此炮弹的速度恰好沿水平方向时,炮弹炸裂成a、b两块,若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向,则有(      )

A.b的速度方向一定与原来速度方向相反

B.从炸裂到落地的这段时间内,a飞行的水平距离定比b的大

C.a、b一定同时到达水平地面

D.在炸裂过程中,a、b受到的爆炸力的冲量一定相同
9.下列有关实际中的一些现象,说法正确的是(   )

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屈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.为了减轻撞车时对车上人员的伤害,发动机舱越坚固越好

10.下列措施中有利于增加火箭的飞行速度的是(   )

A.使喷出的气体速度增大
B.使喷出的气体温度更高
C.使喷出的气体质量更大
D.使喷出的气体密度更小

11.一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方向的相反方向射出一物体P，不计空气阻力，则(   )

A.火箭一定离开原来轨道 B.P一定离开原来轨道

C.火箭运动半径可能不变 D.P运动半径一定减小

12.近几年春节期间，全国许多大中城市将燃放烟花爆竹由禁放改为限放，增加了节日气氛。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两块，沿水平方向向相反的两个方向飞出，假设其中一块落在距A点s处，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）烟花炸裂后落在距A点s处的那一块水平飞出时的速度大小；

（3）烟花炸裂时消耗的化学能。

答案以及解析

1.答案：C

解析：取向右为正方向,由动量守恒有,解之有，故C正确。

2.答案：A

解析：开始总动量为零，规定向向下为正方向，根据动量守恒定律得，，

解得火箭的动量，负号表示方向，故A正确，BCD错误。

故选：A。

3.答案：B
解析：火箭工作的原理是火箭将燃料燃烧产生的高温高压气体从尾喷管迅速喷出,使火箭获得反冲速度,故选项B正确。

4.答案：B

解析：火箭的推力来源于燃气对它的反作用力,选项A错误;根据动量守恒定律有,解得在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为,选项B正确;喷出燃气后,万户及其所携设备做竖直上抛运动,动能转化为重力势能,有,解得能上升的最大高度为,选项C错误;在火箭喷气过程中,万户及其所携设备的机械能增加,燃料燃烧,将一部分化学能转化为万户及其所携设备的机械能,选项D错误。

5.答案：C

解析：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，有，则得另一块的速度为，若，则，说明另一块可能沿的方向飞去；若，则，说明另一块沿的反方向飞去；若，则，说明另一块做自由落体运动，故选C。

6.答案：B

解析：火箭工作的原理是火箭将燃料燃烧产生的高温高压气体从尾喷管迅速喷出,使火箭获得反冲速度,故选项B正确。

7.答案：D

解析：本题考查动量守恒及匀变速直线运动。设烟花弹爆炸时离地面的高度为H，由得。爆炸后瞬间，设两部分质量分别为，速度大小分别为，取竖直向上为正方向，根据动量守恒有；质量较小部分做竖直下抛运动，根据运动学公式有，由，可解得；由于质量较大部分爆炸后做竖直上抛运动，根据运动学公式有，解得，所以爆炸后向上运动的部分离地面的最大高度为,D项正确。

8.答案：C

解析：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炮弹的速度沿水平方向，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出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的动量与炮弹原来动量的大小关系，故A错误.a、b都做平抛运动，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B错误.a、b都做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，飞行时间一定相同，a、b一定同时到达水平地面，故C正确。在炸裂过程中，a、b受到的爆炸力大小相等，作用时间相同，则爆炸力的冲量大小一定相等但方向相反，爆炸力的冲量不同，故D错误

9.答案：ABC

解析：火箭升空时,向后喷出气流,火箭对气流有向后的力,由于力的作用是相互的,气流对火箭有向前的力的作用,从而推动火箭前进,故A正确;体操运动员着地的过程,动量变化一定,由动量定理可知,运动员受到的冲量一定,着地时屈腿延长了作用时间t,由可知,延长时间t可以减小运动员所受到的平均冲力F,故B正确;用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响,故C正确;为了减轻撞车时对车上人员的伤害,就要延长碰撞时间,可知车体前部的发动机舱不能太坚固,故D错误。

10.答案：AC

解析：增大反冲作用力有利于增加火箭的飞行速度,仅增大喷出气体的速度或质量可以增大反冲作用力,仅使喷出的气体温度更高或密度更小不能增大反冲作用力,选项AC正确,选项BD错误。

11.答案：A

解析：火箭射出物体P后，由反冲原理可知火箭速度变大，则所需向心力变大，从而做离心运动离开原来轨道，故半径增大，A对，C错；P的速率较原火箭速率可能减小，可能不变，可能增大，故其运动也存在多种可能性，所以BD错。

12.答案：（1）

（2）

（3）

解析：解：（1）由竖直上抛公式得烟花上升的最大高度

（2）设烟花炸裂后落在A点的一块水平飞出时的速度大小为，由平抛运动规律得

解得

（3）烟花炸裂后两块在水平方向上动量守恒，有

解得另一块的速度为

由能量守恒定律得烟花炸裂时消耗的化学能为