1.6 反冲-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册(教科版2019)

第6节 反冲 白题 基础过关练 限时:15min 题型1 反冲运动 火箭 A. 刚分离时,甲、乙两球的速度方向相同 1. 某部电影中,宇航员在太空中与飞船之间相距 B. 刚分离时,甲球的速度大小为0.6m/s 7.5m,飞船无法实施救援活动,为了靠近飞船 C. 刚分离时,乙球的速度大小为0.3m/s 男主角剪破自已的宇航服,反向喷出气体使自 D. 爆炸过程中释放的能量为0.027] 己飞向飞船.假设气体能以50m/s的速度喷 题型3 人船模型 出,宇航员连同装备共100kg.开始时宇航员和 4. 一条质量约为180kg的小船漂浮在静水中, 飞船保持相对静止,宇航员必须在100s内到 当人从船尾走向船头时,小船也发生了移动 ~ 达飞船,喷出气体的质量至少为 ( (不计水的阻力).如图所示是某研究性学习 A.0.1 kg B.0.15kg 小组利用有关物理知识分析人与船相互作用 C.0.2kg D. 0.25kg 过程时所画出的四幅草图,图中实线部分为 2.一炮艇在湖面上匀速行驶,突然从船头和船尾 人在船尾时的情景,虚线部分为人走到船头 ( 时的情景.其中正确的是 _ 同时向前和向后各发射一发炮弹,设两炮弹的 质量相同,相对于地的速率相同,牵引力、阻力 ..--. - _. -. 均不变,则船的动量和速度的变化情况是 A B ( __ __-. A. 动量不变,速度增大 -. C B. 动量变小.速度不变 C. 动量增大,速度增大 5.(2024·浙江杭州月考)有一条捕鱼小船停靠 D. 动量增大,速度减小 在湖边码头,一位同学想用一个卷尺粗略测定 题型2 爆炸 它的质量,不计水对船的阻力,他进行了如下 3.(2024·湖北黄冈期中)如图所示,光滑水平 操作:首先将船平行于码头自由停泊,然后他 面上甲,乙两球间粘少许炸药 一起以速度 轻轻从船尾上船,走到船头停下,另一位同学用 0.5m/s向右做匀速直线运动.已知甲、乙两球 卷尺测出船后退的距离d和船的长度L.已知 ( 该同学的质量为n.则船的质量为 质量分别为0.1k和0.2k.某时刻炸药突然 ) 爆炸,分开后两球仍沿原直线运动,从爆炸开 始计时经过3.0s.两球之间的距离为x三 m(L+d) m(Z-d) A. ) 2.7m.则下列说法正确的是 d B. d ml. m(L+d) C. D. 1 第一章 黑白题025 塑题 应用提优练 限时:20min 1.(2024·河北定州二中月考)生命在于运动 炸前炮弹速度方向相同,且其落点为B.不计 体育无处不在,运动无限精彩,如图所示,质量 空气阻力及爆炸过程损失的质量,已知A和B 为450kg的小船静止在水面上,质量为50kg . 的距离为200m.则1为 ) 的人在甲板上立定跳远的成绩为2m.不计空 气和水的阻力,下列说法正确的是 ( __ 1 A.1000m B.800m C.600m D. 400m 4.(2023·辽宁大连三模)(多选)如图所示,甲 A. 人在甲板上散步时,船将后退 和他的冰车总质量/M=30kg.甲推着质量m= B. 人在立定跳远的过程中船保持静止 15 kg的小木箱一起以速度v三2m/s向右滑 C. 人在立定跳远的过程中船后退了0.4m 行,乙和他的冰车总质量也为M=30kg.乙以 D. 人相对地面的成绩为2.2m 同样大小的速度迎面而来,为了避免相撞,甲 2.(2024·江苏射阳中学月考)如图所示,哈九 将小木箱以速度,沿冰面推出,木箱滑到乙处 中航天科普节活动中,某同学将静置在地面 时乙迅速把它抓住,若不计冰面的摩擦力,则 小木箱的速度,可能为 上的质量为M(含水)的自制“水火箭”释放升 ) 甲 空,在极短的时间内,质量为n的水以相对地 乙 ## 面为v。的速度与竖直方向成e角斜向下喷出 已知重力加速度为g,空气阻力不计,下列说 A.4m/s B.5m/s 法正确的是 C C.6m/s ) D. 7m/s 压轴挑战 5. 在距月球表面100km的圆轨道上运行的质 量为1.2x10{*}kg(连同燃料)的“嫦娥一号” A. 火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反 作用力 探测器,在极短的时间内以4.92km/s的速 B. 水喷出的过程中,火箭和水机械能守恒 度(相对月球表面)向前喷出质量为50kg的 m2{} 气体后,探测器减速.只在月球引力的作用下 C. 火箭的水平射程为 下落,最后成功撞击到月球.已知月球的半径 m2 R=1.7x10}km.月球表面的重力加速度g'取 D. 火箭上升的最大高度为 2g(M-m)2 1.8m/s则“嫦娥一号”喷气后的速度约为 3. 如图所示,一发炮弹从水平地面斜射出去,其 __ _~ 落点A距离发射点距离为L;若炮弹在最高点 A. 1.10 km/s B. 1.56 km/s 爆炸成质量为m和2n的两部分,然后质量 C. 2.88 km/s D. 3.78 km/s 为n的部分自由下落,质量为2m的部分与爆 进突破 拨高练P04 选择性必修第一册·JK 黑白题0264<k≤6时，3<0，即碰后A,B被反弹向左运动. 得：m=0.15kg.故选B. 8.(1)282 2,A解析：因船受到的牵引力及阻力不变，且开始时船匀速 (2)1(3)0可以，计算判断见解析 运动.故整个系统所受的合外力为零，动量守恒设炮弹质量 解析：(1)过程1：小球释放后自由下落，下降高度为，根据 为m,船（不包括两炮弹）的质量为M,炮艇原来的速度为 1 机械能守恒定律得mg=2m6, 。,发射炮弹的瞬间船的速度为设向前为正方向，则由动 量守恒可得：(M+2m)。=Mn+m,-m1:可得>o:可得发射 解得=√2g: 炮弹后瞬间船的动量不变，速度增大故选人 过程2：小球以√2的速度与静止圆盘发生弹性碰撞，根据 3.D解析：设甲、乙两球的质量分别为m,m,刚分离时两球 能量守恒定律和动量守恒定律分别有 速度分别为书，，以向右为正方向，则由动量守恒有 2m +2,m,=m所+ (m*m,),=m,*m,根据题意有=.代人数据可 2 解得2=0.8m/s,,=-0.1m/s,说明刚分离时两球速度方向 解得计。 2、:一2 2 相反，故ABC错误：爆炸过程中释放的能量△E= 2m,+ 即小球碰后速度大小为学，方向竖直向上，圆金速度大小 2m,写2(m+m)6,将=0.8m/s,=-0.1ms代人可 为学受方向竖直向下 得△E=0.027J,故D正确.故选D. 4.B (2)第一次碰后，小球做竖直上抛运动，圆盘摩擦力与重力 5.B解析：设人走动时船的速度大小为，人的速度大小为'，人 平衡，匀速下滑，所以只要圆盘下降速度比小球快，二者间距 从船尾走到船头所用时间为：，取船的速度方向为正方向，则= 就不断增大，当二者速度相同时，间距最大，即，+=， ,根据动量守恒定律得h-m'=0,解得船的质 d 解得t= 。 g 8 量M=m(L-d ,故B正确，ACD错误 d 根据运动学公式得最大距离为d=x盘-x体= 1+ 黑题应用摄优练 之）解得d-8 1.A解析：A.根据反冲运动中的人船模型可知：人在甲板上 散步时，船将后退，故A正确：BC设船的质量为M,后退位 (3)第一次碰撞后到第二次碰撞时. 移为x,人船相对运动位移为d,根据人船模型动量守恒 两者位移相等，则有x1=, 有Mx=m(d-x),代人已知量解得x=0.2m,人在立定跳远的 1 过程中船后退了0.2m,故BC错误；D.人相对地面的成绩 即4+2g=,解得=： 为2m-0.2m=1.8m,故D错误.故选A. 3 此时小球的速度=+，=20· 2.C解析：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 圆盘的速度仍为， 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(M-m)1-m。=0,解得r一M-m neo 这段时间内圆盘下降的位移x:=名，= 之后第二次发生弹性碰撞，根据动量守恒 m2+Mv;=m+Md, 火箭上升的时间为1=s0_mroe0s (M-m) ,火箭的水平射程为 根据能量守恒了+兮=宁 1 =sin .2=msin 0 2mrgcos 0m 联立解得=0，=a, 。-nCW-mg(M-mgn20.c正 确：D.水喷出后，火箭做斜向上抛运动，有(e0s)2=2gh.解 同理可得当位移相等时x2=x, m26 即%=寸时解得4=2 2g(M-m)2s0,D错误故选C 得h 3.B解析：设炮弹在最高点速度为。，炮弹上升和下降时间 圆盘向下运动知=4，= 2=4. 均为1，有L=o·21,炮弹爆炸前后动量守恒，有3m=2m, 有L+200m=t1+,t,解得L=800m,所以B正确，ACD错误. 此时圆盘距下端管口101-1-21-4=31， 故选B. 之后二者发生第三次碰撞 4.CD解析：对于甲和箱子根据动量守恒得(M+m)= 第6节反冲 M,+mm.对于乙和箱子根据动量守恒得m-M。=(M+m)2, 当甲、乙恰好不相碰，则，=2，联立解得=5.2m5,若婴避 白题 基础过关练 免碰撞，则需要满足r≥5.2m/:,故选CD. 压轴挑战 1.B解析：设宇航员反冲获得的速度为，则：= 5.B解析：“嫦娥一号"探测器在距离月球表面100km的圆轨道 10m8=0.075ms,设喷出气体的质量为m,宇航员连同装 7.5 上做圆周运动时：G,m 2 (Rh)户=m h,其中c =m'g',则解得： 备的质量为M,喷出气体的过程系统动量守恒，以气体的速 g 1.8 度方向为正方向，由动量守恒定律得：m-(M-m):=0,解 =R√Rh=L7x10× 17x10+100x10ms=17x10ms 参考答案与解析黑白题11 喷气的过程中根据动量守恒定律：m=(m-△m),+△m,解得 度由。变成-。，动能的变化量为0.由动能定理可得弹簧对 4=m-4.12x10x17x10-30x492x10 B做的功为0.故C错误.故选D. m-△m /s=1.56× 1.2×10-50 6.D解析：AC.弹簧对A与C组成的系统与对B的作用力始 103m/s=1.56kms,故选B. 终大小相等方向相反，以A、C组成的系统为研究对象，取向 右为正方向，则前2s时间内弹簧的弹力对A,C组成的系统 专题探究三动量与能量的综合运用 的冲量为I=(m,+mc）'-(m,+me）r,根据图乙可知：= 黑题 专题强化练 3m8,'=-3/s,而C与A碰撞前后瞬间，C与A组成的系 1.B 统水平方向动量守恒，则由动量守恒定律可得m,= 2.C解析：分析易得只有子弹射人沙箱并留在其中这个过程 (m,+m)r,其中。=9m/s,解得m,=1kg,I=-18kg·/s, 由此可知，在前2s时间内，弹簧对物块B的冲量大小为 中系统的机械能有损失，由动量守恒得n=(m+M)r共，则系 18kg·m/s,故AC错误：B.物块B离开墙壁前，弹簧被压缩 2mm2 统损失的机械能A5= 2(m+)候= 1 至最短时其弹性势能最大，此时A、C组成的系统的速度减 2(m+) mMe? 2(m+M对于A选项，由△B= 为0，根据能量守恒可得△F=2（m,+me)广=15小，故 m+M m B错误：D.当物块B离开墙壁后弹簧先被拉伸至最长，此后 可知，若保持m、P,1不变，M变大，则系 2(m+M) 弹簧恢复原长，恢复原长瞬问弹簧又开始被压缩，直至弹簧 被压缩至最短后又开始恢复原长，恢复原长后又开始被拉 统损失的机械能变大，故A错误：对于B选项，由△E= 伸，分析可知，当弹簧恢复原长时B速度有最大值.在B离 开堵壁后A、,B、C及弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒， mMe Mr 可知.若保持M,/不变，m变大，则系 2(m+M) 设B离开墙壁后弹簧第一次恢复原长时A、C组合体的速度 20 为1，B的速度为2，则有(m:+mc)n=(m,+mc),+m, 统损失的机械能变大，故B错误：对于C选项，由△E= 2（m+me)=2(m,+me)+2m号，联立解得=0， mMn2 可知，若保持M、m,!不变，”变大，则系统损失的机 2(m+M) 2=3m/s,故D正确.故选D. 械能变大，故C正确：对于D选项，若保持M、m、不变，I变 7.D解析：木块A,B相同，由题意可知，子弹击中术块A,并留 mMr2 在其中，设子弹击中木块前的动能为E,子弹在木块中受 大，则系统损失的机械能△E=2m+M)不变，故D错误。 到的平均阻力是F,在木块A中的位移是x,对子弹由动能 3.CD解析：AB.木块动能减少量等于木板动能增加量与因摩 擦产生的热量之和，AB错误：C.设木板的位移为x,则木块 定理可得-F(=0-E,解得，一相同子弹以相同速度 的位移为4x,木板的质量为M,木块的质量为m,共同速度为 水平击中木块B后，子弹与木块B组成的系统动量守恒，因 此子弹与木块B相互作用后速度都不是零，即都有动能，设 1,根据动能定理，木板增加的动能为，M=压，因摩擦产生 此时子弹的动能为E于，木块B的动能为E本，子弹在木块B 的热能为Q=∫·3x,因摩擦而产生的热能是木板动能增量的 中的位移是xg,由功能关系可得E-E-E本=Fxg,解得 3倍，C正确：D.根据动量守恒定律得mm=(m+M)1,根据 子一E子-E体，可知x,>,即子弹不能穿过木块B.所以 = “因摩擦而产生的热能是木板动能增量的3倍“得 2m2 子弹击中木块A,子弹的动能全部转化为内能：可知相同子 弹以相同的速度水平击中木块B后，子弹的动能一部分转化 2(m+M)=3·2M,解得M=2m,木板质量是木块质量 为木块B的动能，另一部分转化为内能，则有Q,>Q 的2倍，D正确.故选CD. 选项ABC错误，D正确.故选D. 4.D解析：A.根据动量守恒定律有m2=(m,+m2)P,解得 8.B解析：设向右为正方向，子弹射人木块前的速度大小为 =0.8ms,故A正确，不符合题意：B.小车获得的最大动 ",子弹的质量为m,子弹受到的阻力大小为当两颗子弹均 相对于木块静止时，由动量守恒得 能为E=2m,解得E=0.96J,放B正确，不符合题意： m-mn=(2m+M)p',得'=0. C系统损失的机械能为△5=m,后-(m,+m),解得 即当两颗子弹均相对于木块静止时，木块的速度为零，即 静止 △E=2.4」.故C正确，不符合题意：D.对物块，由动能定理得 先对左侧射入木块的子弹和木块组成的系统研究，则有 W产2m,-2m,6,解得甲=-3361，物块克服摩擦力做 m=(W+m5,由能量守恒得风=之r2-之(+m),① 的功为3.36J.故D错误，符合题意故选D. 再对两颗子弹和木块系统为研究对象，得 5.D解析：AD.A未离开墙壁，从弹簧开始压缩到压缩量最大 ② 时，系统动量的变化量为△p,=0-m,墙壁对A的冲量就是 系统所受合外力的冲量，由动量定理可得11=△p,=-mo,同 联立解得 理从B获得速度到A刚要离开墙壁，B的速度由变成-， 每乙2m十故B正确，ACD错误 动量的变化量为△p2=-m。-mo,弹簧对B的冲量为I2= 故选B. △=-2mo,故A错误，D正确：B.A未离开墙壁，弹簧从压 9.C解析：A.以木块和子弹A、B组成的系统为研究对象，系 缩量最大到恢复到原长的过程中，墙壁对A有向右的弹力， 统受合外力是零，则有系统的动量守恒，A错误 即系统受到向右的弹力，外力之和不等于0，系统的动量不 BC.以木块和子弹A、B组成的系统为研究对象，取水平向右 守恒，故B错误：C.从B获得速度到A刚要离开墙壁，B的速 为正方向，由动量守恒定律可得m,心，-m”m=0,则有 选择性必修第一册·JK黑白题12