第1章 第4节 课时1 反冲现象 火箭-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课件（粤教版2019）

物理 选择性必修 第一册 YJ 1 1 课时1 反冲现象 火箭 刷基础 2 1.[山东菏泽鄄城一中2024高二上月考] 2023年4月 16日，我国首颗低倾角轨道降水测量卫星——风云 三号 星搭载长征四号乙遥五十一运载火箭在酒泉 卫星发射中心成功发射.关于火箭、反冲现象，下列 说法正确的是( ) C A.火箭、汽车的运动都属于反冲运动 B.火箭开始工作后做加速运动的原因是燃料燃烧推 动空气，空气的反作用力推动火箭 C.为了减少反冲的影响，用枪射击时要用肩部抵住 枪身 D.在没有空气的宇宙空间，火箭无法利用反冲进行 加速 题型1 反冲现象 3 解析 火箭的运动属于反冲运动，而汽车是利用燃料燃烧获得向前的牵引力从而使汽车前进的， 不属于反冲运动，A错误；由于反冲作用，火箭燃料燃烧产生的气体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，B错误；用枪射击时要用肩部抵住枪身，这样可以减 少反冲的影响，C正确；火箭的加速利用了反冲原理，靠喷出气流的反作用力进行加速，没有空 气也可以加速，D错误. 题型1 反冲现象 4 2.[辽宁朝阳2024高二上月考] （多选）章鱼遇到危险时可将吸入体内的水在极短时间内向后喷出， 由此获得一个反冲速度，从而迅速向前逃窜完成自救.假设有一只章鱼吸满水后的总质量为 ，静 止悬浮在水中一次喷射出质量为的水，喷射速度大小为 ，水的阻力不计，则以下说法中正确 的是( ) AD A.喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统动量守恒 B.喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒 C.章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为 D.章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为 题型1 反冲现象 5 解析 章鱼喷水过程所用的时间极短，内力远大于外力，章鱼和喷出的水组成的系统动量守恒，A 正确；在章鱼喷水的过程中，章鱼体内的化学能参与能量转化，系统机械能不守恒，B错误；以章 鱼和喷出的水组成的系统为研究对象，规定章鱼喷水后瞬间逃跑的方向为正方向，由动量守恒定律 得，可得章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为 ，C错误，D正确. 题型1 反冲现象 6 3.（多选）下列关于火箭的描述，正确的是( ) AB A.增加单位时间内燃气喷射量可以增大火箭的推力 B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力 C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速 D.火箭发射时获得的推力来自喷出的燃气与发射台之间的相互作用 题型2 火箭 7 解析 根据 可知，增加单位时间内燃气喷射量可以增大火箭的推力，增大燃气相对 于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力，A、B正确；当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零 时，燃气相对火箭仍有速度，仍可使得火箭加速，C错误；火箭发射时获得的推力来自喷出的燃 气与火箭之间的相互作用，D错误. 题型2 火箭 8 4.[广东佛山南湖实验中学2024检测] 如图所示，某中学航天兴趣小组在一次实验中将总质量为 的自制“水火箭”静置在地面上.发射时，“水火箭”在极短时间内以相对地面的速度 竖直向下 喷出质量为 的水.已知“水火箭”运动过程中所受阻力大小与速度大小成正比，“水火箭”落地 时速度为，重力加速度为 ，下列说法正确的是( ) D A.“水火箭”的动力来源于“水火箭”外的空气对它的推力 B.“水火箭”上升过程中一直处于超重状态 C.“水火箭”获得的最大速度为 D.“水火箭”在空中飞行的时间为 题型2 火箭 9 解析 “水火箭”向下喷出水，水对“水火箭”的反作用力是“水火箭”的动力，A错误； “水火箭”加速上升过程处于超重状态，减速上升过程和加速下降过程处于失重状态，B错误； 喷水瞬间，由动量守恒定律可得 ，解得“水火箭”获得的最大速度为 ，C错误；设“水火箭”上升过程所受的平均阻力为 ，下降过程所受的平均阻力为 ，“水火箭”所受阻力大小与速度的大小比值为 ，以向下为正方向，上升过程，由动量定理 可得 ，下降过程，由动量定理可得 ，在空中飞行的时间为,而 ， ，联立解得 ，D正确. 题型2 火箭 10 5. [浙江台州山海协作体2024高二上联考] 在发射地球卫星时需要运载火箭多次点火，以 提高最终的发射速度.某次地球近地卫星发射的过程中，火箭喷气发动机每次喷出质量 的气体，气体离开发动机时的对地速度 ，假设火箭（含燃料在内）的总质量 ，发动机每秒喷气20次，忽略地球引力的影响，则( ) B A.地球卫星要能成功发射，速度大小至少达到 B.火箭第三次气体喷出后速度的大小约为 C.要使火箭能成功发射至少要喷气500次 D.要使火箭能成功发射至少要持续喷气 题型2 火箭 11 解析 第一宇宙速度 是卫星发射的最小速度，地球卫星要能成功发射，速度大小至少 达到，故A错误；设喷出三次气体后火箭的速度为 ，以火箭和喷出的气体为研究对象， 以竖直向上为正方向，由动量守恒定律得，解得 ，故B正确； 要使火箭成功发射，设喷气次后达到第一宇宙速度，即，以火箭和喷出的 次气 体为研究对象，以竖直向上为正方向，由动量守恒定律得 ，代入数据解 得，持续喷气的时间为 ，故C、D错误. 题型2 火箭 12 【教材变式】本题目由教材P21第4题演变而来，教材只考查了火箭在第一秒末的速度大小，本 题延伸至考查喷气次数，并与万有引力相关知识结合.解答本题时需要注意速度是相对地面还是相 对作用对象，本题中由于每次喷出的气体的速度是相对地面且恒定的，所以多次喷出气体与一次 喷出气体（其质量为多次的总和）是等效的，这样处理能简化解题过程. 题型2 火箭 13 6.[广东深圳红岭中学2024高二上期末] 生命在于运动，体育无处不在，运动无限精彩.如图所示， 质量为的小船静止在平静的水面上，质量为的人在甲板上立定跳远的成绩为 ，不 计空气和水的阻力，下列说法正确的是( ) D A.人在甲板上向右散步时，船也将向右运动 B.人在立定跳远的过程中船相对地面保持静止 C.人在立定跳远的过程中船相对地面后退了 D.人相对地面的成绩为 题型3 人船模型 14 解析 根据动量守恒定律知，人在甲板上向右散步时，船将向左运动，故A错误；人在立定跳远 的过程中，根据动量守恒定律，有，代入数据解得 ，即人在立定跳远的过 程中船后退了，故B、C错误；人相对地面的成绩为 ，D正确. 题型3 人船模型 15 【关键点拨】解决“人船模型”问题的关键 （1）系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量守恒. （2）在两物体发生相对运动的过程中至少有一个方向上动量守恒，注意两物体的位移应是相对 同一参考系的. （3）处理“人船模型”问题时尽量画出两物体的位移草图，再利用动量守恒定律，确定两物体 的速度关系，进而确定两物体的位移关系. 题型3 人船模型 16 7.[广东汕头潮阳实验学校2024高二上月考] （多选）小车静止在光滑水平面 上，站在车上的人练习打靶，靶装在车的另一端，如图所示.已知车、人、枪 和靶的总质量为（不含子弹），每颗子弹的质量为，共 发，打靶时，枪 BC A.待打完 发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动 B.待打完 发子弹后，小车应停在射击之前位置的右侧 C.在每一发子弹的射击过程中，小车所运动的位移相同，大小均为 D.在每一发子弹的射击过程中，小车所运动的位移不相同 口到靶的距离为 ，若每发子弹打入靶中就留在靶里，且待前一发子弹打入靶中后再打下一发.则 以下说法正确的是( ) 题型3 人船模型 17 解析 车、人、枪、靶和 颗子弹组成的系统动量守恒，系统初动量为零，故末动量也为零，子 弹打完后，小车不可能向右匀速运动；每射击一次，小车都会右移，所以子弹打完后，小车停在 射击之前位置的右侧，故A错误，B正确；每发子弹打入靶中就留在靶里，且待前一发打入靶中后 再打下一发，因此每次射击，以一颗子弹和车、人、枪、靶、 颗子弹为研究对象，以向左 为正方向，根据动量守恒定律有，由位移关系有 ， 解得 ，故C正确，D错误. 题型3 人船模型 18 8.人的质量是，船的质量也是.若船用缆绳固定，船离岸 时，人可 以跃上岸.若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为（两次人消耗 的能量相等且均可视为水平跃出，人和船的作用时间很短，两次从离开船到跳上 岸所用时间相等，不计水和空气的阻力）( ) B A. B. C. D. 题型3 人船模型 19 解析 若船用缆绳固定时，有，若撤去缆绳，由动量守恒定律有 ，两次人消 耗的能量相等，则动能不变，有，联立解得 ，船离岸的距离 为 ，故选B. 题型3 人船模型 20 9.[江西宜春2024高二上开学考] 如图所示，大气球质量为，载有质量为 的 人，静止在空气中距地面 高的地方，气球下方悬挂一根质量可忽略不计的绳子， 此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则该绳长至少应为 （人可视作质点）( ) A A. B. C. D. 题型3 人船模型 21 解析 人与气球组成的系统动量守恒，设人的速度为，气球的速度为，运动时间为 ，以人与 气球组成的系统为研究对象，以向下为正方向，由动量守恒定律得 ，即 ，解得 ，则人与气球的距离 ，即绳子至少长 ，A正确. 题型3 人船模型 22 10.[湖南长沙2023高二上期中] 如图所示，质量为、底边长为 的直角三角形 木块，置于光滑水平面上，在其顶部有一质量为、长直角边的边长为 的直 角三角形小木块，若从顶端由静止滑至底部，则木块 后退的距离为( ) C A. B. C. D. 题型3 人船模型 23 【思路导引】从顶端由静止滑至底部过程中，与 的位移关系如图所示. 题型3 人船模型 24 解析 取向右为正方向,设木块A后退的距离为 ，B从顶端由静止滑至底部时，向左运动的距离 ，则水平方向上A的平均速度大小为，B的平均速度大小为 ，根据水平方向 动量守恒得，解得 ，C正确. 题型3 人船模型 25 11.[湖北孝感2024高二上联考] 如图所示，小球和槽形物体的质量分别为 、 ，置于水平面上，的上部半圆形槽的半径为，槽的左右两侧等高.将 从槽 的右侧顶端由静止释放，一切摩擦均不计，小球可视为质点，重力加速度为 ，则 ( ) A A.刚能到达槽的左侧顶端 B.运动到槽的最低点时速度为 C.向右匀速运动 D.向左运动的最大位移为 题型3 人船模型 26 解析 设A到达左侧最高点的速度为 ，水平方向动量守恒，根据动量守恒定律知，由于A、B组 成的系统初动量为零，则末动量为零，即 ，根据能量守恒定律知，A能到达槽左侧顶端， 故A正确；设A到达最低点时的速度为 ，水平方向动量守恒，根据动量守恒定律得 ，解得，根据能量守恒定律得，解得 ， 故B错误；B向右先加速后减速，减速到零之后又向左先加速后减速，即做往返运动，故C错误； 因为A和B组成的系统在水平方向上动量守恒，当A运动到左侧最高点时，向左运动的位移最大， 设A向左的最大位移为，根据动量守恒定律得，解得 ，故D错误. 题型3 人船模型 27 $$