1.6 反冲现象 火箭（分层作业 ）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第一册）

第6节 反冲现象 火箭 一 、反冲现象 1．下列各图中，不属于反冲现象的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，装有炮弹的火炮总质量为，炮弹的质量为，炮弹射出炮口时对地速率为，若炮管与水平地面的夹角为，水平面光滑，忽略火药燃烧损耗的质量，则火炮后退的速度大小为（    ） A． B． C． D． 3．甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上。甲轻推乙后，两人向相反方向滑去。已知甲的质量为50kg，乙的质量为 60kg。在甲推开乙后（　　） A．甲、乙两人的动量相同 B．甲、乙两人的动能之比是 C．甲、乙两人的速度大小之比是 D．甲、乙两人的加速度大小之比是 4．我国神话故事中哪吒脚踩风火轮在天空中来去自由，现在人类穿上涡喷飞翼飞行器（简称飞行器）也能像哪吒一样，在高空中自由地完成上升、下降、悬停、平飞和翻转等动作，如图。飞行器主要由微型喷气发动机和操纵系统组成，下列说法正确的是（　　） A．飞行器要加速上升，需向下喷射燃气 B．某段时间飞行器在空中悬停，重力的冲量为零 C．燃气对飞行器的冲量与飞行器对燃气的冲量相同 D．飞行器在下降过程，其动量一定越来越大 二、火箭 5．“世界上第一个想利用火箭飞行的人”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。假设万户及所携设备[火箭（含燃料）、椅子、风筝等]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。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）    A．火箭的推力来自燃气对它的反作用力 B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 C．喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为 D．在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备动量守恒 6．用火箭发射人造地球卫星，以喷气前的火箭为参考系，在极短时间内喷出燃料气体的质量为m，喷出的气体相对喷气前火箭的速度为u，喷气后火箭的质量为M。下列关于火箭的描述正确的是（    ） A．持续喷出气体的过程中，火箭的加速度会减小 B．喷气后，火箭的速度变化量为 C．喷气后，火箭的速度大小一定为 D．为了提高火箭的速度，可以研制新型燃料以增加气体的喷射速度u 7．如题图1所示，水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭，由饮料瓶、硬纸片等环保废旧材料制作而成。题图2是水火箭的简易原理图：用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时发射，发射时可近似认为水从水火箭中向下以恒定速度 在不到0.1s时间内喷完，使水火箭升空。已知水和水火箭的质量分别为 ，忽略空气阻力，水刚好喷完时，水火箭的速度最接近（　　） A．12 m/s B．30 m/s C．50m/s D．120m/s 8．北京时间2023年10月26日19时34分，“神舟十七号”载人飞船的三名宇航员成功入住中国空间站与“神舟十六号”航天员乘组聚首，“太空会师”见证中国载人航天无限可能。此次搭载“神舟十七号”载人飞船的是“长征二号”F系列火箭。长征系列运载火箭是中国自行研制的航天运载工具。某次用火箭发射人造地球卫星，已知卫星的质量为500kg，最后一节火箭壳体的质量为100kg，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度匀速运动。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星沿原来方向运动且与火箭壳体的相对速度为，则分离后壳体的速度大小为（    ） A． B． C． D． 9．2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，我国载人航天工程发射任务实现30战30捷。如图所示，下列关于火箭在竖直方向加速起飞过程的分析，正确的是（　　） A．一级火箭的燃料用完后，自动脱落的空壳将做自由落体运动 B．火箭加速上升时，火箭里面的航天员对座椅的压力小于自身重力 C．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度 D．火箭喷出的气流对火箭的作用力大于火箭对喷出的气流的作用力 10．进入12月份，气温渐降，重庆一些地方降雪，许多市民兴致勃勃地参加一些滑雪、溜冰等游玩项目。如图所示，在水平冰面上，开始时人坐在滑板上，滑板上堆有两个完全相同的雪球，设人、滑板、雪球总质量为M，每个雪球质量为m。随后，人将两雪球先后水平向右抛出滑板，每个雪球离开滑板时相对滑板的速度都是v，滑板与冰面摩擦及空气阻力不计，则人抛出两雪球后，人、滑板整体的速度大小为（    ） A． B． C． D． 11．为了更好的认识宇宙，人们需要通过火箭把卫星发射到预定的轨道上去，关于火箭在竖直方向加速起飞的过程，下列说法不正确的是（　　） A．燃料用完后，自动脱落的空壳将做自由落体运动 B．火箭喷出的气流对火箭的作用力等于火箭对喷出的气流的作用力 C．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的推进力 D．火箭携带的卫星机械能逐渐增大 12．总质量为M的喷气式飞机静止在跑道上，飞机一次性向后喷出质量为的气体后，飞机在时间t内沿直线前进位移x。不计一切阻力，下列说法正确的是（　　） A．喷出气体的速度为 B．在喷气过程中，飞机与喷出气体所组成的系统，动量和机械能均守恒 C．若喷出气体的速度变大但动量不变，飞机前进位移x的时间小于t D．若喷出气体的质量不变但速度变大，飞机前进位移x的时间小于t 13．乌贼在水中运动方式是十分奇特的，它不用鳍也不用手足，而是靠自身的漏斗喷射海水推动身体运动，在无脊椎动物中游泳最快，速度可达15m/s。逃命时更可以达到40m/s，被称为“水中火箭”。如图所示，一只悬浮在水中的乌贼，当外套膜吸满水后，它的总质量为4kg，遇到危险时，通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出，从而迅速逃窜，喷射出的水的质量为0.8kg，则喷射出水的速度为（　　） A．210m/s B．160m/s C．75m/s D．60m/s 14．一枚在空中水平飞行的玩具火箭质量为m，在某时刻距离地面的高度为h，速度为v。此时，火箭突然炸裂成A、B两部分，其中质量为的B部分速度恰好为0。忽略空气阻力的影响，重力加速度为g。求： （1）炸裂后瞬间A部分的速度大小v1； （2）炸裂后B部分在空中下落的时间t； （3）在爆炸过程中增加的机械能。 15．如图所示为春节期间燃放的“火箭”型爆竹，由上下A、B两部分构成，A的质量m1=0.1kg，B的质量m2=0.2kg，A、B中间夹有少量火药，不计其质量。开始时让“火箭”在距地面H=0.8m高处自由释放，“火箭”着地瞬间以原速率0.75倍的速率反弹，刚要离开地面时火药爆炸，经极短时间后A、B分离，此时B的速度恰好为零。不计空气阻力和“火箭”的体积，可认为火药爆炸所释放的化学能全部转化为A、B的机械能，重力加速度g=10m/s2。求： （1）“火箭”着地时的速度v的大小； （2）爆炸过程A部分所受作用力的冲量I的大小； （3）火药爆炸所释放的化学能E。 16．一个连同装备共有M=100千克的宇宙航行员，脱离宇宙飞船后，在离飞船x=45米处与飞船处于相对静止状态。他带着一个装有m0=0.5千克氧气的贮氧筒，贮氧筒有个喷嘴可以使氧气相对于喷嘴以u=50米/秒的速率向后喷出。宇航员必须向着与返回飞船相反的方向喷出氧气，才能回到飞船上去，同时又必须保留一部分氧气供他在飞回飞船的途中呼吸。飞行员呼吸的耗氧率为千克/秒。 （1）如果宇航员在开始返回的瞬间喷出m1=0.1千克的氧气，求喷出氧气后宇航员相对于飞船的速度大小。 （2）试计算喷出m1=0.1千克的氧气后，该宇航员能安全回到飞船吗？ （3）如果宇舟航员想以最短的时间返回飞船，他开始最多能释放出多少氧气？这时他返回飞船所用的时间是多少？ 17．（2024·浙江·高考真题）如图所示，2023年12月9日“朱雀二号”运载火箭顺利将“鸿鹄卫星”等三颗卫星送入距离地面约的轨道。取地球质量，地球半径，引力常量。下列说法正确的是（　　） A．火箭的推力是空气施加的 B．卫星的向心加速度大小约 C．卫星运行的周期约 D．发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于失重状态 18．（2017·海南·高考真题）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． B． C． D．1 19．（2021·浙江·高考真题）在爆炸实验基地有一发射塔，发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪。爆炸物自发射塔竖直向上发射，上升到空中最高点时炸裂成质量之比为2:1、初速度均沿水平方向的两个碎块。遥控器引爆瞬开始计时，在5s末和6s末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．两碎块的位移大小之比为1:2 B．爆炸物的爆炸点离地面高度为80m C．爆炸后质量大的碎块的初速度为68m/s D．爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为340m 20（2017·全国·高考真题）将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g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．5.7×102 C．6.0×102 D．6.3×102 21（2021·山东·高考真题）如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为M，所受浮力不变，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是（　　） A．投出物资后热气球做匀加速直线运动 B．投出物资后热气球所受合力大小为 C． D． 22．（2021·天津·高考真题）一玩具以初速度从水平地面竖直向上抛出，达到最高点时，用遥控器将玩具内压缩的轻弹簧弹开，该玩具沿水平方向分裂成质量之比为1∶4的两部分，此时它们的动能之和与玩具从地面抛出时的动能相等。弹簧弹开的时间极短，不计空气阻力。求 （1）玩具上升到最大高度时的速度大小； （2）两部分落地时速度大小之比。 23．（2020·江苏·高考真题）一只质量为的乌贼吸入的水，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小v。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第6节 反冲现象 火箭 一 、反冲现象 1．下列各图中，不属于反冲现象的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．墨鱼在遇到危险时瞬间向与运动相反的方向喷出墨汁，使自己瞬间获得一个较大的速度，这是利用了反冲原理，故A正确，不符合题意；B．马拉车，马对车做功，马和车一起向着相同的方向运动，不属于反冲现象，故B错误，符合题意；C．手枪在射击后，枪身向后运动，这是反冲原理，故C正确，不符合题意；D．“窜天猴”被点然后，火药的燃烧使内部气体迅速膨胀后向下喷出，使自身瞬间获得一个向上的较大的速度，这是反冲原理，故D正确，不符合题意。故选B。 2．如图所示，装有炮弹的火炮总质量为，炮弹的质量为，炮弹射出炮口时对地速率为，若炮管与水平地面的夹角为，水平面光滑，忽略火药燃烧损耗的质量，则火炮后退的速度大小为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】炮弹离开炮口时，炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力可忽略不计，则系统在水平方向动量守恒，取炮车后退的方向为正，对炮弹和炮车组成系统为研究，根据水平方向动量守恒有 ，可得炮车后退的速度大小为故选A。 3．甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上。甲轻推乙后，两人向相反方向滑去。已知甲的质量为50kg，乙的质量为 60kg。在甲推开乙后（　　） A．甲、乙两人的动量相同 B．甲、乙两人的动能之比是 C．甲、乙两人的速度大小之比是 D．甲、乙两人的加速度大小之比是 【答案】C 【详解】A．由动量守恒可知，甲、乙两人的动量大小相同，方向相反，选项A错误； C．根据 可得甲、乙两人的速度大小之比是 选项C正确； B．甲、乙两人的动能之比是 选项B错误； D．两者之间的作用力大小相等，根据 甲、乙两人的加速度大小之比是，选项D错误。 故选C。 4．我国神话故事中哪吒脚踩风火轮在天空中来去自由，现在人类穿上涡喷飞翼飞行器（简称飞行器）也能像哪吒一样，在高空中自由地完成上升、下降、悬停、平飞和翻转等动作，如图。飞行器主要由微型喷气发动机和操纵系统组成，下列说法正确的是（　　） A．飞行器要加速上升，需向下喷射燃气 B．某段时间飞行器在空中悬停，重力的冲量为零 C．燃气对飞行器的冲量与飞行器对燃气的冲量相同 D．飞行器在下降过程，其动量一定越来越大 【答案】A 【详解】A．飞行器要加速上升，需向下喷射燃气，产生向上的推力，故A正确；B．某段时间飞行器在空中悬停，重力的冲量不为零，故B错误；C．燃气对飞行器的冲量与飞行器对燃气的冲量方向不同，故C错误；D．飞行器在下降过程，可能速度减小，其动量不一定越来越大，故D错误。故选A。 二、火箭 5．“世界上第一个想利用火箭飞行的人”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。假设万户及所携设备[火箭（含燃料）、椅子、风筝等]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。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）    A．火箭的推力来自燃气对它的反作用力 B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 C．喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为 D．在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备动量守恒 【答案】A 【详解】A．火箭的推力是燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A正确； B．在燃气喷出后得瞬间，万户及所携设备组成的系统动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，则有 解得火箭的速度大小为 故B错误； C．喷出燃气后，万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得，最大上升高度为 故C错误； D．在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备因为受重力，系统动量不守恒，故D错误。 故选A。 6．用火箭发射人造地球卫星，以喷气前的火箭为参考系，在极短时间内喷出燃料气体的质量为m，喷出的气体相对喷气前火箭的速度为u，喷气后火箭的质量为M。下列关于火箭的描述正确的是（    ） A．持续喷出气体的过程中，火箭的加速度会减小 B．喷气后，火箭的速度变化量为 C．喷气后，火箭的速度大小一定为 D．为了提高火箭的速度，可以研制新型燃料以增加气体的喷射速度u 【答案】D 【详解】A．持续喷出气体的过程中，喷出的气体对火箭的反作用力大小近似不变，火箭质量逐渐减小，根据牛顿第二定律，火箭的加速度会增大，故A错误； BC．喷气前后，由动量守恒可得 可知即喷气后，火箭的速度变化量为 因喷气前火箭的速度未知，则不能确定喷气后火箭的速度，故BC错误； D．为了提高火箭的速度，可以研制新型燃料以增加燃气的喷射速度u，故D正确。 故选D。 7．如题图1所示，水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭，由饮料瓶、硬纸片等环保废旧材料制作而成。题图2是水火箭的简易原理图：用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时发射，发射时可近似认为水从水火箭中向下以恒定速度 在不到0.1s时间内喷完，使水火箭升空。已知水和水火箭的质量分别为 ，忽略空气阻力，水刚好喷完时，水火箭的速度最接近（　　） A．12 m/s B．30 m/s C．50m/s D．120m/s 【答案】C 【详解】 由于水在不到0.1s时间内喷完，可知水和水火箭间的作用力较大，水和水火箭的重力可以忽略，水和水火箭组成的系统动量近似守恒，有 解得水火箭的速度 故选C。 8．北京时间2023年10月26日19时34分，“神舟十七号”载人飞船的三名宇航员成功入住中国空间站与“神舟十六号”航天员乘组聚首，“太空会师”见证中国载人航天无限可能。此次搭载“神舟十七号”载人飞船的是“长征二号”F系列火箭。长征系列运载火箭是中国自行研制的航天运载工具。某次用火箭发射人造地球卫星，已知卫星的质量为500kg，最后一节火箭壳体的质量为100kg，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度匀速运动。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星沿原来方向运动且与火箭壳体的相对速度为，则分离后壳体的速度大小为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设卫星的质量为，火箭壳体的质量为，根据题意，由动量守恒定律可得 解得 故选D。 9．2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，我国载人航天工程发射任务实现30战30捷。如图所示，下列关于火箭在竖直方向加速起飞过程的分析，正确的是（　　） A．一级火箭的燃料用完后，自动脱落的空壳将做自由落体运动 B．火箭加速上升时，火箭里面的航天员对座椅的压力小于自身重力 C．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度 D．火箭喷出的气流对火箭的作用力大于火箭对喷出的气流的作用力 【答案】C 【详解】A．一级火箭的燃料用完后，在自动脱落时具有与火箭相同的速度，因此脱落后将做竖直上抛运动，故A错误； B．火箭加速上升时，火箭里的宇航员也加速上升，对宇航员有 解得 为座椅对宇航员的支持力，而根据牛顿第三定律，宇航员对座椅的压力大小等于座椅对宇航员支持力的大小，因此可知，火箭加速上升时，火箭里面的航天员对座椅的压力大于自身重力，故B错误； C．燃料燃烧向下喷气，喷出的气体的反作用力推动火箭升空，即火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度，故C正确； D．火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是相互作用力，二者等大反向，故D错误。 故选C。 10．进入12月份，气温渐降，重庆一些地方降雪，许多市民兴致勃勃地参加一些滑雪、溜冰等游玩项目。如图所示，在水平冰面上，开始时人坐在滑板上，滑板上堆有两个完全相同的雪球，设人、滑板、雪球总质量为M，每个雪球质量为m。随后，人将两雪球先后水平向右抛出滑板，每个雪球离开滑板时相对滑板的速度都是v，滑板与冰面摩擦及空气阻力不计，则人抛出两雪球后，人、滑板整体的速度大小为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】以水平向左为正方向，设抛出第一个雪球后，人、滑板整体的速度大小为，根据动量守恒定律得 设抛出第二个雪球后，人、滑板整体的速度大小为，根据动量守恒定律得 联立解得： 故选D。 11．为了更好的认识宇宙，人们需要通过火箭把卫星发射到预定的轨道上去，关于火箭在竖直方向加速起飞的过程，下列说法不正确的是（　　） A．燃料用完后，自动脱落的空壳将做自由落体运动 B．火箭喷出的气流对火箭的作用力等于火箭对喷出的气流的作用力 C．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的推进力 D．火箭携带的卫星机械能逐渐增大 【答案】A 【详解】A．燃料用完后，自动脱落的空壳将做竖直上抛运动，故A错误，符合题意； B．火箭喷出的气流对火箭的作用力与火箭对喷出的气流的作用力是一对相互作用力，等大反向，故B正确，不符合题意； C．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的推进力，故C正确，不符合题意； D．火箭携带的卫星速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，则其机械能逐渐增大，故D正确，不符合题意。 故选A。 12．总质量为M的喷气式飞机静止在跑道上，飞机一次性向后喷出质量为的气体后，飞机在时间t内沿直线前进位移x。不计一切阻力，下列说法正确的是（　　） A．喷出气体的速度为 B．在喷气过程中，飞机与喷出气体所组成的系统，动量和机械能均守恒 C．若喷出气体的速度变大但动量不变，飞机前进位移x的时间小于t D．若喷出气体的质量不变但速度变大，飞机前进位移x的时间小于t 【答案】D 【详解】A．喷出质量为的气体后，飞机速度 根据动量守恒 得喷出气体的速度为 故A错误； B．在喷气过程中，飞机与喷出气体所组成的系统机械能增大，故B错误； C．根据动量守恒 若喷出气体的速度变大但动量不变，质量变大，则飞机速度变小，前进位移x的时间大于t，故C错误； D．根据动量守恒 若喷出气体的质量不变但速度变大，动量变大，飞机速度变大，飞机前进位移x的时间小于t，故D正确。 故选D。 13．乌贼在水中运动方式是十分奇特的，它不用鳍也不用手足，而是靠自身的漏斗喷射海水推动身体运动，在无脊椎动物中游泳最快，速度可达15m/s。逃命时更可以达到40m/s，被称为“水中火箭”。如图所示，一只悬浮在水中的乌贼，当外套膜吸满水后，它的总质量为4kg，遇到危险时，通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出，从而迅速逃窜，喷射出的水的质量为0.8kg，则喷射出水的速度为（　　） A．210m/s B．160m/s C．75m/s D．60m/s 【答案】B 【详解】由题意可知，乌贼逃命时的速度达到v1=40m/s，则乌贼和喷出的水组成的系统动量守恒，设乌贼喷射出水的速度为v2，取乌贼向前逃窜的方向为正方向，由动量守恒定律可得 解得 故选B。 14．一枚在空中水平飞行的玩具火箭质量为m，在某时刻距离地面的高度为h，速度为v。此时，火箭突然炸裂成A、B两部分，其中质量为的B部分速度恰好为0。忽略空气阻力的影响，重力加速度为g。求： （1）炸裂后瞬间A部分的速度大小v1； （2）炸裂后B部分在空中下落的时间t； （3）在爆炸过程中增加的机械能。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）炸裂后瞬间由动量守恒可知 解得A部分的速度为 （2）炸裂后由运动学规律可知 空中下落的时间为 （3）在爆炸过程中增加的机械能为 解得 15．如图所示为春节期间燃放的“火箭”型爆竹，由上下A、B两部分构成，A的质量m1=0.1kg，B的质量m2=0.2kg，A、B中间夹有少量火药，不计其质量。开始时让“火箭”在距地面H=0.8m高处自由释放，“火箭”着地瞬间以原速率0.75倍的速率反弹，刚要离开地面时火药爆炸，经极短时间后A、B分离，此时B的速度恰好为零。不计空气阻力和“火箭”的体积，可认为火药爆炸所释放的化学能全部转化为A、B的机械能，重力加速度g=10m/s2。求： （1）“火箭”着地时的速度v的大小； （2）爆炸过程A部分所受作用力的冲量I的大小； （3）火药爆炸所释放的化学能E。 【答案】（1）4m/s；（2）0.6N·s；（3）2.7J 【详解】（1）根据 得 （2）与地面碰撞后反弹速率 根据动量守恒 爆炸过程A部分所受作用力的冲量 得 （3）由能量关系 得 16．一个连同装备共有M=100千克的宇宙航行员，脱离宇宙飞船后，在离飞船x=45米处与飞船处于相对静止状态。他带着一个装有m0=0.5千克氧气的贮氧筒，贮氧筒有个喷嘴可以使氧气相对于喷嘴以u=50米/秒的速率向后喷出。宇航员必须向着与返回飞船相反的方向喷出氧气，才能回到飞船上去，同时又必须保留一部分氧气供他在飞回飞船的途中呼吸。飞行员呼吸的耗氧率为千克/秒。 （1）如果宇航员在开始返回的瞬间喷出m1=0.1千克的氧气，求喷出氧气后宇航员相对于飞船的速度大小。 （2）试计算喷出m1=0.1千克的氧气后，该宇航员能安全回到飞船吗？ （3）如果宇舟航员想以最短的时间返回飞船，他开始最多能释放出多少氧气？这时他返回飞船所用的时间是多少？ 【答案】（1）0.05m/s；（2）能安全返回飞船；（3）0.45kg，200s 【详解】（1）根据动量守恒定律可得 代入数据可得 （2）返回时间 呼吸耗氧 因为，所以能安全返回飞船 （3）为了使最短的时间返回飞船，设喷出m2氧气，喷气后速度为，喷气过程动量守恒 返回时间 呼吸耗氧 解之得 m2=0.45kg 返回时间 17．（2024·浙江·高考真题）如图所示，2023年12月9日“朱雀二号”运载火箭顺利将“鸿鹄卫星”等三颗卫星送入距离地面约的轨道。取地球质量，地球半径，引力常量。下列说法正确的是（　　） A．火箭的推力是空气施加的 B．卫星的向心加速度大小约 C．卫星运行的周期约 D．发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于失重状态 【答案】B 【详解】A．根据反冲现象的原理可知，火箭向后喷射燃气的同时，燃气会给火箭施加反作用力，即推力，故A错误； B．根据万有引力定律可知卫星的向心加速度大小为 故B正确； C．卫星运行的周期为 故C错误； D．发射升空初始阶段，火箭加速度方向向上，装在火箭上部的卫星处于超重状态，故D错误。 故选B。 18．（2017·海南·高考真题）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． B． C． D．1 【答案】D 【详解】由动量守恒定律可知，P、Q两个物块构成的系统，动量前后守恒，则，ABC错误，D正确。故选D。 19．（2021·浙江·高考真题）在爆炸实验基地有一发射塔，发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪。爆炸物自发射塔竖直向上发射，上升到空中最高点时炸裂成质量之比为2:1、初速度均沿水平方向的两个碎块。遥控器引爆瞬开始计时，在5s末和6s末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．两碎块的位移大小之比为1:2 B．爆炸物的爆炸点离地面高度为80m C．爆炸后质量大的碎块的初速度为68m/s D．爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为340m 【答案】B 【详解】A．爆炸时，水平方向，根据动量守恒定律可知 因两块碎块落地时间相等，则 则 则两碎块的水平位移之比为1:2，而从爆炸开始抛出到落地的位移之比不等于1:2，选项A错误； B．设两碎片落地时间均为t，由题意可知 解得 t=4s 爆炸物的爆炸点离地面高度为 选项B正确； CD．爆炸后质量大的碎块的水平位移 质量小的碎块的水平位移 爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为340m+680m=1020m 质量大的碎块的初速度为 选项CD错误。 故选B。 20（2017·全国·高考真题）将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g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．5.7×102 C．6.0×102 D．6.3×102 【答案】A 【详解】开始总动量为零，规定气体喷出的方向为正方向，根据动量守恒定律得 解得火箭的动量 负号表示方向，大小为30。 故选A。 21（2021·山东·高考真题）如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为M，所受浮力不变，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是（　　） A．投出物资后热气球做匀加速直线运动 B．投出物资后热气球所受合力大小为 C． D． 【答案】BC 【详解】AB．热气球开始携带物资时处于静止状态，所受合外力为0，初动量为0，水平投出重力为的物资瞬间，满足动量守恒定律 则热气球和物资的动量等大反向，热气球获得水平向左的速度，热气球所受合外力恒为，竖直向上，所以热气球做匀加速曲线运动，故A错误，B正确； CD．热气球和物资的运动示意图如图所示 热气球和物资所受合力大小均为，所以热气球在竖直方向上加速度大小为 物资落地过程所用的时间内，根据解得落地时间为 热气球在竖直方向上运动的位移为 热气球和物资在水平方向均做匀速直线运动，水平位移为 根据勾股定理可知热气球和物资的实际位移为 故C正确，D错误。 故选BC。 22．（2021·天津·高考真题）一玩具以初速度从水平地面竖直向上抛出，达到最高点时，用遥控器将玩具内压缩的轻弹簧弹开，该玩具沿水平方向分裂成质量之比为1∶4的两部分，此时它们的动能之和与玩具从地面抛出时的动能相等。弹簧弹开的时间极短，不计空气阻力。求 （1）玩具上升到最大高度时的速度大小； （2）两部分落地时速度大小之比。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设玩具上升的最大高度为h，玩具上升到高度时的速度大小为v，重力加速度大小为g，以初速度方向为正，整个运动过程有 玩具上升到最大高度有 两式联立解得 （2）设玩具分开时两部分的质量分别为、，水平速度大小分别为、。依题意，动能关系为 玩具达到最高点时速度为零，两部分分开时速度方向相反，水平方向动量守恒，有 分开后两部分做平抛运动，由运动学关系，两部分落回地面时，竖直方向分速度大小为，设两部分落地时的速度大小分别为、，由速度合成公式，有 ， 结合，解得 23．（2020·江苏·高考真题）一只质量为的乌贼吸入的水，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小v。 【答案】 【详解】乌贼喷水过程，时间较短，内力远大于外力，动量守恒；选取乌贼逃窜的方向为正方向，根据动量守恒定律得 解得喷出水的速度大小为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$