1.6反冲现象火箭综合训练-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册（含解析）

1.6反冲现象火箭一、选择题（共15题）1．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=20t的浮吊船，起重杆OA长l=8m。该船从岸上吊起m=2t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．0.27m B．0.31m C．0.36m D．0.63m2．质量m＝100kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝40kg、m乙＝60kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为（）A．0.6m/s，向左 B．3m/s，向左C．0.6m/s，向右 D．3m/s，向右3．两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧，将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起，使它们一起在光滑水平面上沿直线运动，这时它们的运动图线如图中a线段所示，在t=4s末，细线突然断了，B、C都和弹簧分离后，运动图线分别如图中b、c线段所示。从图中的信息可知（）A．木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反B．木块B、C都和弹簧分离后，系统的总动能不变C．木块B、C分离过程中B木块的动量变化较大D．木块B的质量是木块C质量的四分之一4．质量为M的原子核，原来处于静止状态。当它以速度v放出质量为m的粒子时（设v的方向为正方向），剩余部分的速度为（）A． B． C． D．5．我国发射的“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间站实现了完美对接。假设“神舟十一号”飞船到达对接点附近时对地的速度为v0，此时的质量为M。欲使飞船追上“天宫二号”实现对接，飞船需加速到v1，飞船发动机点火，将质量为m的燃气一次性向后喷出，燃气对地向后的速度大小为v2，不考虑飞船加速过程中的变轨，则在这个过程中，下列各表达式正确的是（）A．Mv0=Mv1+mv2B．Mv0=Mv1-mv2C．Mv0=（M-m）v1+mv2D．Mv0=（M-m）v1-mv26．如图所示，气球下面有一根长绳，一个质量为m1=50kg的人抓在气球下方，气球和长绳的总质量为m2=20kg，长绳的下端刚好和水平面接触，当静止时人离地面的高度为h=5m。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地面高度是（可以把人看做质点）（）A．5m B．3.6m C．2.6m D．8m7．两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧，将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起，使它们一起在光滑水平面上沿直线运动，这时它们的运动图线如图中a线段所示，在t=4s末，细线突然断了，B、C都和弹簧分离后，运动图线分别如图中b、c线段所示。从图中的信息可知（）A．木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反B．木块B、C都和弹簧分离后，系统的总动量增大C．木块B、C分离过程中B木块的动量变化较大D．木块B的质量是木块C质量的8．如图所示，质量的半圆形槽A放在光滑水平地面上，槽内表面光滑，其半径。现有一个质量的小物块在槽A的右端口受到瞬时竖直向下的冲量，此后槽A物块相互作用，使槽A地面上运动，则下列说法错误的是（

）A．在A、B间存在相互作用的过程中，槽A和物块组成的系统机械能守恒B．在A、间存在相互作用的过程中，槽A和物块组成的系统动量守恒C．物块从槽口右端运动到左端时，槽A向右运动的位移是D．物块最终可从槽口左端竖直冲出，到达的最高点距槽口的高度为9．某人在一只静止的小车上练习打靶，已知车，人，枪（不包括子弹）及靶的总质量为M，枪内装有n颗子弹，每颗子弹的质量均为m，枪口到靶的距离为L，子弹水平射出枪口相对于地面的速度为v，在发射后一颗子弹时，前一颗子弹已嵌入靶中，求发射完n颗子弹时，小车后退的距离为（

）A． B． C． D．10．如图所示，在光滑的水平面上静止放置一质量为m的半圆槽，半圆槽内壁光滑，轨道半径为R。现把质量为的小球（可视为质点）自轨道左侧最高点由静止释放，在小球和半圆槽运动的过程中，半圆糟向左运动的最大距离为（）A． B． C． D．R11．下列说法错误的是（）A．等势面上的两点之间电势差为零B．爆炸过程中，物体的机械能和动能都守恒C．匀强电场中任意两点的电场强度大小一定相等，方向一定相同D．如果带电体本身大小和形状对它们之间的相互作用的影响可忽略，则可视为点电荷12．如图所示，一个质量为m1=40kg人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为m2=10kg，静止时人离地面的高度为h=5m，长绳的下端刚好和地面接触。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地高度约是（可以把人看做质点）（）A．5m B．4m C．2.6m D．8m13．下列图片所描述的事例或应用中，利用反冲原理的是（

）A．喷灌装置的自动旋转B．章鱼在水中前行和转向C．吹足气的气球由静止释放后气球运动

D．码头边轮胎的保护作用14．如图所示，在光滑的水平面上放有一物体质量为M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A、B等高，现让质量为m小滑块从A点静止下滑，在此后的过程中，则（）A．M和m组成的系统机械能守恒，动量守恒B．M和m组成的系统机械能守恒，动量不守恒C．m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动D．m从A到B的过程中，M运动的位移为15．光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为的斜面体A，斜面体质量为、底边长为，如图所示。将一质量为、可视为质点的滑块从斜面的顶端由静止释放，经时间刚好滑到斜面底端。重力加速度为，则下列说法中正确的是（）A．滑块下滑的过程中重力对的冲量大小为mgt，方向竖直向下B．滑块下滑的过程中的动量增量大小等于A的动量增量大小C．滑块下滑的过程中A、组成的系统机械能守恒，动量不守恒D．滑块下滑的过程中斜面体向左滑动的距离为二、综合题16．原来静止在匀强磁场中的放射性元素的原子核A，发生衰变后放出的一个射线粒子和反冲核都以垂直于磁感线的方向运动，形成如图所示的8字型轨迹，已知大圆半径是小圆半径的n倍，且绕大圆轨道运动的质点沿顺时针方向旋转．那么：⑴原子核A的原子序数是__________．⑵其旋转方向为____________．17．一个质量为50kg的人站立在静止于平静的水面上的质量为400kg船上，突然船上人对地以2m/s的水平速度跳向岸，不计水的阻力，则船以________m/s的速度后退，若该人向上跳起，以人船为系统，人船系统的动量_________．（填守恒或不守恒）18．在20m的高处，有一颗手榴弹以v0=10m/s的速度水平飞行，突然炸裂成质量比为3：2的两小块，质量大的以100m/s的速度反向飞行（g取10m/s2），求：（1）质量小的速度；（2）求两块落地点的距离．19．一礼炮车（不包含礼炮弹）的质量为M=2000kg，礼炮弹的质量为m=5kg，发射时炮口和水平地面成60°角，在某次试射礼炮弹成功后，礼炮车在水平地面上后退了0.1m，若礼炮车受到的地面阻力是车重的一半，不考虑炮弹发射时间，重力加速度g取10m/s2，求礼炮弹离开炮口时的速度大小。20．质量为M的气球带有一质量为m的人，共同静止在距地面高为h的空中，现从气球上放下一根不计质量的软绳，以便这个人沿着软绳滑到地面，则软绳至少长。21．如图所示，均可视为质点的两小物块P、Q放在光滑水平台面上，两者之间有一被压缩的轻质弹簧（未与P、Q连接）。台面右端与水平传送带等高连接且缝隙可忽略，传送带左右两端距离，沿逆时针方向以恒定速度转动。现解除弹簧锁定，物块P、Q与弹簧分离后的速度大小分别为、，两物块获得的动能之和为。物块P滑上传送带，与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度取，求：（1）小物块P、Q的质量；（2）小物块P与传送带间摩擦产生的热量。（3）若要小物块P不从传送带右端掉落，传送带至少要多长，从小物块P滑上传送带到离开传送带，摩擦总共产生的热量为多少？参考答案：1．A【详解】浮吊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，为一人船模型，以水平向左为正方向，设某时刻t重物与浮吊的速度分别是、则因为重物与浮吊运动的时间相等，则解得故选A。2．A【详解】甲、乙和船组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，开始时总动量为零，根据动量守恒定律有0＝-m甲v甲＋m乙v乙＋mv代入数据解得v＝-0.6m/s负号说明小船的速度方向向左；故选A．3．D【详解】A．由x‒t图象可知，位移均为正，均朝一个方向运动，没有反向，故A错误；B．木块B、C都和弹簧分离后，因弹簧释放弹性势能，则系统的总动能增加，选项B错误；C．木块B、C都和弹簧分离后，系统所受合外力矢量和为零，所以系统前后的动量守恒，即系统的总动量保持不变，系统动量守恒，则系统内两个木块的动量变化量等大反向，故C错误；D．木块都与弹簧分离后B的速度和C的速度分别为细线未断前B、C的速度均为，由动量守恒定律得解得故D正确。故选D。4．B【详解】质量为M的原子核，原来处于静止状态。当它以速度v放出质量为m的粒子的过程中动量守恒，设剩余部分的速度为，则解得故选B。5．D【详解】选飞船向上飞行的速度方向为正方向，飞船发动机点火喷出燃气过程动量守恒。由动量守定律得故选D。6．B【详解】当人滑到绳下端时，如图所示，由动量守恒定律，得且h1＋h2=h解得h1=1.4m所以他离地高度H=h-h1=3.6m故选B。7．D【详解】A．由x‒t图象可知，位移均为正，均朝一个方向运动，没有反向，故A错误；B．木块B、C都和弹簧分离后，系统所受合外力矢量和为零，所以系统前后的动量守恒，即系统的总动量保持不变，故B错误；C．系统动量守恒，则系统内两个木块的动量变化量等大反向，故C错误；D．木块都与弹簧分离后B的速度和C的速度分别为，细线未断前B、C的速度均为，由动量守恒定律得解得故D正确。故选D。8．B【详解】A．在A、B间存在相互作用的过程中，槽A和物块组成的系统内只有重力做功，系统机械能守恒，故A正确；B．在A、间存在相互作用的过程中，槽A和物块组成的系统在水平方向上所受合外力为零，动量守恒，而系统在竖直方向上所受合外力不为零，动量不守恒，故B错误；C．根据动量守恒定律可知，物块从槽口右端运动到左端的过程中，A和B在任意时刻的水平分速度大小均满足所以二者的位移大小关系同样满足根据相对位移关系可知解得故C正确；D．由于系统在开始时水平方向的动量为零，所以当B到达槽口左端时，系统的水平速度也为零。设B到达的最高点距槽口的高度为h，根据机械能守恒定律有解得故D正确。本题选错误的，故选B。9．C【详解】以船、人连同枪（不包括子弹）、靶以及枪内有n颗子弹组成的系统为研究的对象，取子弹的速度方向为正方向．当射出一粒子弹时，由系统的动量守恒得：mv-[M+（n-1）m]v′=0设每颗子弹经过时间t打到靶上，则有：vt+v′t=L联立以上两式得：同理射完n颗子弹的过程中，每一次发射子弹船后推的距离都相同，所以船后退的总距离为：．A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论相符，选项C正确；D．，与结论不相符，选项D错误；10．A【详解】在小球和半圆槽运动的过程中系统在水平方向上动量守恒，有即则有又联立解得，故选A。11．B【详解】A．等势面上各点的电势相等，两点之间电势差为零，选项A正确；B．爆炸过程中，物体的动能都守恒，但机械能不守恒，选项B错误；C．匀强电场中任意两点的电场强度大小一定相等，方向一定相同，选项C正确；D．如果带电体本身大小和形状对它们之间的相互作用的影响可忽略，则可视为点电荷，选项D正确。本题选错误的，故选B。12．B【详解】设人、球对地面的位移分别为x1、x2，由动量守恒定律得解得此时他离地面的高度为4m，故选B。13．ABC【详解】A、喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，故属于反冲运动；B、章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用；C、吹足气的气球由静止释放后气球运动是利用喷气的方式而获得动力，利用了反冲运动；D、码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用了反冲作用；利用反冲原理的故选ABC．14．BD【详解】AB．系统在水平方向上动量守恒，竖直方向上因为重力与支持力不平衡，所以系统动量不守恒。运动过程中，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒。A错误，B正确；C．m从A到C的过程中M向左加速运动，m从C到B的过程中M向左减速运动。C错误；D．m从A到B的过程中，在水平方向有即有又因为解得D正确。故选BD。15．AC【详解】A．滑块下滑的过程中重力对的冲量大小为故A正确；B．滑块B下滑过程中，A、B组成的系统在水平方向不受合外力，系统水平方向动量守恒，即滑块下滑的过程中的水平方向动量增量大小等于A的动量增量大小，故B错误；C．滑块下滑的过程中A、组成的系统只有重力做功，则机械能守恒，A、B组成的系统在水平方向不受合外力，系统水平方向动量守恒，故C正确；D．设此过程中斜面体向左滑动的距离为，滑块B与斜面体组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得则解得故D错误。故选AC。16．

2n+2

顺时针【详解】（1）放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆，原子核的衰变过程满足动量守恒，可得两带电粒子动量大小相等，方向相反．由左手定则可知匀强磁场的方向一定是垂直于纸面向外；由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得：，就动量大小而言有m1v1=m2v2，大圆是α粒子的，所以新生成核的电荷数即原子序数为2n，原子核A的原子序数是2n+2；（2）沿小圆运动的是反冲核；由左手定则知反冲核的旋转方向为顺时针．17．

0.25

不守恒【详解】试题分析：由于不计水的阻力，人和船组成的系统水平方向动量守恒，以人前进方向为正，所以有：，带入数据得，若人向上跳起，人船系统在竖直方向上合外力不为零，故其动量不守恒，18．（1）175m/s，方向与运动方向相同（2）550m【详解】试题分析：（1）手榴弹在高空飞行炸裂成两块，以其为研究对象，系统合外力不为零，总动量不守恒．但手榴弹在爆炸时对