高效作业9 6 反冲现象 火箭-【精彩三年】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固Word教参（人教版2019）

多学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 高效作业96反神现象火简 [A级新教材落实与巩固】 1.下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲原理的是(D) A.喷灌装置自动旋转 B.章鱼在水中前行和转向 C.运载火箭发射过程 D. 码头边轮胎的保护作用 【解析】喷灌装置自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，故A不 符合题意；章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用，故B不符合题意： 火箭发射是利用喷气的方式而获得动力，利用了反冲运动，故C不符合题意；码 头边轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用反冲作用，故D符 合题意。 2.如图所示，质量为M的密闭汽缸置于光滑水平面上，缸内有一隔板P, 隔板右边是真空，隔板左边是质量为m的高压气体。若将隔板突然抽去，则汽缸 的运动情况是(B) A.保持静止不动 独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 6.2xXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 B.向左移动一段距离后恢复静止 C.最终向左做匀速直线运动 D.先向左移动，后向右移动回到原来位置 【解析】突然撤去隔板，气体向右运动，汽缸做反冲运动，当气体充满整个 汽缸时，它们之间的相互作用结束。由动量守恒定律可知，开始时系统的总动量 为0，结束时总动量必为0，汽缸将恢复静止，故B正确。 3.如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车上有一个人，原来车 和人都静止，在人从左向右行走的过程中(B) A.人和车组成的系统动量不守恒 B.人停止行走时，人和车的速度一定均为0 C.人和车的速度方向相同 D,人和车组成的系统机械能守恒 【解析】人和车组成的系统所受外力的矢量和为0，动量守恒，故A错误： 人和车组成的系统在水平方向动量守恒，由题意知系统初动量为0，所以人停止 行走时，系统末动量为0，即人和车的速度一定均为0，故B正确：在人从左向右 行走的过程中，人对车的摩擦力向左，车后退，即车向左运动，速度方向向左， 人和车的速度方向相反，故C错误；对于人来说，人在蹬车过程中，人受到的其 实是静摩擦力，方向向右，人对车的摩擦力向左，人和车都运动起米，故摩擦力 做功，所以人和车组成的系统机械能不守恒，故D错误。 4.将静止在地面上质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，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m的炽热气体。忽略喷气过程重力 和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是(D) A.mvoM B.Mvom C.MvOM-m D.mv0M一m 【解析】在不考虑重力和空气阻力影响的情况下，火箭及燃料气体系统在点 火喷气过程中动量守恒，设喷气后火箭获得的速度为，并以？的方向为正方向， 根据动量守恒定律有M一m)o十m(一)=0，解得o=vM一m,故D正确。 ·独家授权侵权必究· 多学科网书城四 品神书店·知名教辅·正版资源 6.2xXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 5.“爆竹声中一岁除”，爆竹送来浓浓的年味。一个质量为0.06kg的爆竹 以一定的速度竖直向上运动，当运动到最高点时爆炸成质量之比为1：2的两部分， 质量较小的部分速度大小为10s。不计空气阻力及爆炸过程中的质量损失，重 力加速度大小g取10m/s2。爆竹爆炸后的总动能为(C) A.2.0J B.2.5J C.15J D.1.0J 【解析】根据题意，设爆炸后两部分的质量分别为m1、m2,则有m1十m2=0.06 kg,m1m2=12,解得m1=0.02kg,m2=0.04kg。设爆炸后质量较大的部分的速 度为0，取质量较小部分速度方向为正方向，由动量守恒定律可得m1十2=0， 解得0=一5ms,由动能公式E=12mo2可得，爆竹爆炸后的总动能为Ek=\ aws4a小col0f112)×0.04×52J=1.5J,故选C。 6.如图所示，滑块P套在固定的光滑横杆上，小球Q通过轻质细绳与滑块 相连。将小球从图示位置释放，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是(C) A,滑块和小球组成的系统动量守恒，机械能守恒 B.滑块和小球组成的系统动量守恒，机械能不守恒 C.滑块和小球组成的系统在水平方向动量守恒，机械能守恒 D.滑块和小球组成的系统动量不守恒，机械能不守恒 【解析】滑块和小球组成的系统在水平方向所受合力为0，则在水平方向动 量守恒；由于只有重力做功，则系统的机械能守恒，故选C。 7,热气球因其色彩艳丽、场面壮观，成为企业宜传所采用的独具特色的广 告媒体。如图所示，热气球静止于距水平地面H高处，一质量为M的人从热气球 上沿软绳向下运动。已知热气球的质量为m,软绳质量忽略不计，热气球所受的 浮力不变。若要人能安全到达地面，则绳长至少为(C) ◆独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 A.MHm B.mHM C.(m+M)Hm D.(m+M)HM 【解析】设绳长至少为L,根据“人船模型”的推论可得H=mM十mL,解得 L=AM十mHm,故选C。 8.[2023·衢州二中检测如图所示，大小、形状相同的正方体木块和铁块用 极短细绳连结悬浮在平静的池中某处，两物块棱长均为，木块的质量为m,铁块 的质量为M,木块在上、铁块在下且正对放置，木块上表面距离水面的竖直距离 为h。当细绳断裂后，木块与铁块均在竖直方向上运动，木块刚浮出水面时，铁 块恰好同时到达池底。仅考虑浮力，不计其他阻力，则池深为(D) A.M+mMh B.M+mm(h+2a) C.M+mM(h+2a) D.M+mMh+2a 【解析】设铁块竖直下降的位移为d,木块与铁块组成的系统所受外力的合 力为0，由动量守恒定律（人船模型）可得0=mh-Md,池深H=h十d十2a,解得H =M+mMh十2a,D正确。 9.在光滑水平面上停着一辆平板车，车左端站着一个大人，右端站着一个 小孩，此时平板车静止。在大人和小孩交换位置的过程中，平板车的运动情况应 该是(B) A.向右运动一段距离，最后静止 B.向左运动一段距离，最后静止 C.一直保特静止 独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 6.2xXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 D.上述三种情况都有可能 【解析】以大人、小孩和平板车三者作为研究对象，系统在水平方向所受的 合力为0，根据动量守恒定律，可得在大人和小孩相互交换位置时，系统的重心 位置保持不变。在大人和小孩交换位置时，可假定平板车不动，则在大人和小孩 交换位置后，系统的重心将右移（因大人的质量要大于小孩的质量）。因此，为使系 统的重心位置保持不变，平板车必须左移，在大人和小孩交换位置后，人的动量 为0，而总动量为0，则车的动量也为0，故平板车向左运动一段距离，最后静止， 故选B。 [B级素养养成与评价们 10.如图所示，水平面左侧有一足够长的、相对水平面高为H的光滑平台， 质量为M的滑块与质量为m的小球之间有一个处于压缩且锁定状态的轻弹簧（弹 簧不与滑块和小球连接)，系统处于静止状态。某时刻弹簧解除锁定，小球离开平 台后做平抛运动，落到水平面上时落点到平台的距离为5，重力加速度为g,则弹 簧解除锁定后滑块的速度大小为(C) M A.mMg2H) B.msM2Hg) C.msMg2H) D.Msm2Hg) 【解析】小球射出时，设其速度为，系统在水平方向上动量守恒，取向右 为正方向，对系统在水平方向上，由动量守恒定律得mo一Mo=0,小球做平抛运 动，有oo=s1,H=12g2,联立解得o=msMg2H),故选C。 11.某一火箭喷气发动机每次喷出质量m=200g的气体，气体离开发动机 时相对于地面的速度0=1000m/s。设火箭（包括燃料）的质量M=300kg,发动机 每秒喷气20次，火箭在=0时刻由静止开始喷气。以下说法正确的是(C) A.第1s末，火箭的速度约为10ms B.第2s末，火箭的速度约为135ms C.当发动机第3次喷出气体后，火箭的速度约为2ms D.当发动机第4次喷出气体后，火箭的速度约为200m/s 【解析】从开始到第1s末，发动机喷气20次，共喷出的气体质量为m1=20 ◆独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 ■b2XXkc0m○ 您身边的互联网+教辅专家 ×02kg=4kg,根据动量守恒定律得@f一m)心1一m1v=0,则得火箭在第1s末的 速度大小为1=mlM一m1=4×1000300-4m/s≈135ms,故A错误；从开始到 第2s末，发动机喷气40次，共喷出的气体质量为m=40×02kg一8kg,同理可 得，火箭在第2s末的速度大小为02=m2MM一m2=8×1000300-8m/s≈27.4m/s, 故B错误：第3次喷出气体后，共喷出的气体质量m3=3×02kg=0.6kg,同理 可得，火箭第3次喷出气体后的速度大小为03=m'3M一m'3=0.6×1000300-0.6 m/s≈2ms,故C正确；第4次喷出气体后，共喷出的气体质量m4=4×0.2kg= 0.8kg,同理可得，火箭第4次喷出气体后的速度大小为心4=m'4M一m'4=0.8×1 000300-0.8m/s≈2.7ms,故D错误。 12.右图所示为一款多旋翼查打一体无人机，总质量为M,旋翼启动后无人 机恰能悬停在离水平地面高为H的空中，无人机受到的升力大小不变，向前方以 水平速度)发射一枚质量为m的微型导弹，该过程无人机始终保持水平，不计空 气阻力，则(D) A.发射微型导弹后，无人机将做匀变速直线运动 B.发射出微型导弹臊间，无人机后退速度大小为M C.微型导弹落地时，无人机离地高度为M十mHM D.微型导弹落地时，无人机与导弹落地点间的水平距离为MM一m2Hg 【解析】发射微型导弹后，无人机的重力减小，无人机在竖直方向做匀加速 运动，在水平方向因为动量守恒而具有向后的速度，无人机将做匀变速曲线运动， A错误：根据动量守恒定律有mo=M-m)01,得1=mM一m,B错误；由于微 型导弹落地过程中做平抛运动，则有H=12g2,无人机上升的加速度为a= mgM一m,上升的高度为h=I2afP,联立得h=HmM一m,无人机离地高度为1 =h+H=HAM一m,C错误；微型导弹落地时经过的时间为t=2Hg,微型导弹 落地时，无人机与导弹落地点间的水平距离为x=1十t=MM一m2Hg,D正确。 13.古代奥林匹克立定跳远的陶瓷画如图所示，运动员手持一种负重物（一 般由铅块或石块组成)起跳。现代科学研究表明，运动员手持一定质量的负重物起 独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 ■.zxxk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 跳，能够跳得更远。若某位运动员的质量为70kg,两手各持一个质量为3.5kg的 负重物，在某次立定跳远练习过程中，起跳速度大小为6s,方向与水平方向夹 角为37°，运动员在最高点将负重物以相对于地面为0的速度扔出（可认为瞬间完 成，g取10m/s2,忽略空气阻力)。下列说法正确的是(A) A.运动员在负重起跳到最高点时，将重物扔出与不扔出两种情况相比，运动 员多跳约0.17m B,腾空过程中，运动员在水平方向受到的冲量为0 C.重物落地前动量方向斜向下 D.在起跳过程中运动员受到合力的冲量竖直向上 【解析】运动员竖直向上的分速度为飞，=Vosin37°=3.6ms,水平方向的分速 度为0=0ocos37°=4.8m/s,由最高点落地时间为1=yyg=0.36s。在最高点将负 重物以相对于地面为0的速度扔出，在水平方向由动量守恒定律可知，运动员速 度增加量为△0=m物m人0，=0.48ms,将重物扔出与不扔出两种情况相比，运 动员多跳△s=△010.17m,故A正确；腾空过程中，运动员在最高点将负重物 以相对于地面为0的速度扔出，运动员在水平方向动量增大，由动量定理知，运 动员受到的冲量不为0，故B错误；运动员在最高点将负重物以相对于地面为0 的速度扔出，重物落地前动量方向竖直向下，故C错误，由动量定理知，在起跳 过程中运动员受到合力方向与速度方向相同，则冲量方向与水平方向成37°角，故 D错误。 14.[2023金华一中检测]在课后，某同学根据所学知识设想了一个“新曹 冲称象”实验：在平静的水面上停放着一艘质量为M的小船，长度为L,一个质 量为m的人从船头缓缓走到船尾，测得小船沿长度方向前进的距离为x:随后在 船上放入质量为△m的货物，待船静止后，同一个人再次从船尾走到船头，测得船 后退的距离为。不计水的阻力，可以算得货物质量△m等于(A) A.M+mx0一x1x1 B.(M-mx0-xIx0 C.(M+m)x0+xIx1 D.(M-mx0+x1x0 独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.2xXK.com● 您身边的互联网+教辅专家 【解析】船和人组成的系统在水平方向上动量守恒，人从船头走到船尾时， 取人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得0=m0人一0解，即 c)(as4 alcol亿一xO)t-xOi=0:在船上放入质量为△m的货物，有m亿一xl) t-M十m)x1t=0,联立以上各式解得△m=(@M十mx0一xlxl,故选A。 15.[2023衡水中学检测]如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固 定一竖直杆，总质量为4，杆顶系一长为1的轻绳，绳另一端系一质量为m的小 球，绳被水平拉直处于静止状态，小球处于最右端。将小球由静止释放，重力加 速度为g,求： (1)小球摆到最低点时的速度大小。 (2)小球摆到最低点时小车向右移动的距离。 答案：(1)2MgM十m(2)mlM+m 【解析】(1)取水平向右为正方向，设当小球到达最低点时速度大小为，此 时小车的速度大小为2，则根据动量守恒定律与能量守恒定律可以得到M2一m0 =0 mgl=12m021+12Mu22 解得1=2MgM十m) 2=2m2gM2+m) (②)当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为S,小车向右移动的距离 为32，根据动量守恒定律有m=s2 而且s十2=1 解得sS=MM十m =mM十m ◆独家授权侵权必究