1.6 反冲现象火箭 同步测试-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第6节　反冲现象　火箭　同步测试 一．选择题： 1．关于反冲运动的说法中，正确的是(　　) A．抛出部分的质量m1要小于剩下部分的质量m2才能发生反冲 B．若抛出部分的质量m1大于剩下部分的质量m2，则m2所受的力大于m1所受的力 C．反冲运动中，牛顿第三定律适用，但牛顿第二定律不适用 D．抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律 2．假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是(　　) A．向后踢腿 B．手臂向后甩 C．在冰面上滚动 D．脱下外衣水平抛出 3.如图所示，船静止在平静的水面上，船前舱有一抽水机把前舱的水均匀地抽往后舱，不计水的阻力，下列说法正确的是(　　) A．若前、后舱是分开的，则前舱将向后运动 B．若前、后舱是分开的，则前舱将向前运动 C．若前、后舱不分开，则船将向后运动 D．若前、后舱不分开，则船不运动 4．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 kg·m/s B．5.7×102 kg·m/s C．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s 5．某一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s.设火箭(包括燃料)质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次．以下说法正确的是(　　) A．运动第1 s末，火箭的速度约为10 m/s B．运动第2 s末，火箭的速度约为135 m/s C．当发动机第3次喷出气体后，火箭的速度约为2 m/s D．当发动机第4次喷出气体后，火箭的速度约为200 m/s 6.如图所示，大气球质量为25 kg，载有质量为50 kg的人，静止在空气中距地面20 m高的地方，气球下方悬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，则绳长至少为(不计人的身高，可以把人看作质点)(　　) A．60 m B．40 m C．30 m D．10 m 7.如图所示，有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重一吨左右)．一位同学想用一个卷尺粗略测量它的质量．他进行了如下操作：首先将船平行于码头岸边自由停泊，人轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船．用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L.已知他自身的质量为m，水的阻力不计，则船的质量为(　　) A. B. C. D. 8.小车静止在光滑水平地面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示．已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹)，每颗子弹质量为m，共n发，打靶时，枪口到靶的距离为d.若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发．则以下说法正确的是(　　) A．待打完n发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动 B．待打完n发子弹后，小车应停在射击之前位置的左方 C．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同 D．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移应越来越大 9.如图所示，质量为m、半径为R的小球，放在半径为2R、质量为2m的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上．当小球从如图所示的位置无初速度沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离是(　　) A. B. C. D. 10.如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车，其左侧有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道最低点B与水平轨道BC相切，整个轨道处于同一竖直平面内．将质量为m的物块(可视为质点)从A点无初速度释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出．已知重力加速度为g，小物块与BC部分的动摩擦因数为μ，空气阻力可忽略不计．关于物块从A位置运动至C位置的过程，下列说法中正确的是(　　) A．小车和物块构成的系统动量守恒 B．摩擦力对物块和轨道BC所做功的代数和为零 C．物块的最大速度为 D．小车发生的位移为(R＋) 2． 计算题： 11.如图所示，质量为M的四分之一光滑轨道静止在光滑水平面上，圆弧轨道末端与水平面相切，圆弧轨道半径为R，且圆弧轨道不固定．有一质量为m＝M的小球A从圆弧轨道上与圆心等高处无初速度释放，小球可视为质点，重力加速度为g，求： (1)小球与圆弧轨道分离时小球的速度大小； (2)从刚释放小球到小球与圆弧轨道恰好分离的过程中圆弧轨道运动的位移大小． 12.平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货箱边沿水平方向顺着轨道方向向右跳出，落在平板车地板上的A点，A点距货箱的水平距离为l＝4 m，如图所示．人的质量为m，车连同货箱的质量为M＝4m，货箱高度为h＝1.25 m．求车在人跳出后到落到地板前的水平反冲速度的大小(g取10 m/s2，不计空气阻力)． 13.如图，反冲小车静止放在水平光滑玻璃板上，点燃酒精灯，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动．如果小车运动前的总质量M＝3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1 kg.(水蒸气质量忽略不计) (1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9 m/s，求小车的反冲速度； (2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60°角，求小车的反冲速度．(小车一直在水平方向运动) 参考答案： 1.答案　D解析　由于系统的一部分向某一方向运动，而使另一部分向相反方向运动，这种现象叫反冲运动．定义中并没有确定两部分之间的质量关系，故选项A错误．在反冲运动中，两部分之间的作用力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知，它们大小相等，方向相反，故选项B错误．在反冲运动中，一部分受到另一部分的作用力产生了该部分的加速度，使该部分的速度逐渐增大，在此过程中对每一部分牛顿第二定律都成立，故选项C错误，D正确． 2.答案　D解析　以人为研究对象，人向后踢腿或甩手，总动量为0，所以人整体不动，故A、B错误；因为是完全光滑的水平冰面，没有摩擦力，人是滚不了的，故C错误；把外衣抛出，人会获得一个反向的速度，可以离开冰面，故D正确． 3.答案　B解析　前、后舱分开时，前舱和抽出的水相互作用，靠反冲作用前舱向前运动，若不分开，虽然抽水的过程属于船与水的内力作用，但水的质量发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程，船将向前运动，B正确． 4.答案　A解析　设火箭的质量为m1，燃气的质量为m2.由题意可知，燃气的动量大小p2＝m2v2＝50×10－3×600 kg·m/s＝30 kg·m/s.以火箭运动的方向为正方向，根据动量守恒定律可得，0＝m1v1－m2v2，则火箭的动量大小为p1＝m1v1＝m2v2＝30 kg·m/s，所以A正确，B、C、D错误． 5.答案　C解析　1 s末发动机喷出20次，共喷出的气体质量为m1＝20×0.2 kg＝4 kg，根据动量守恒定律得(M－m1)v1－m1v＝0，则得火箭1 s末的速度大小为v1＝＝ m/s≈13.5 m/s，故A错误；2 s末发动机喷出40次，共喷出的气体质量为m2＝40×0.2 kg＝8 kg，同理可得，火箭2 s末的速度大小为v2＝＝ m/s≈27.4 m/s，故B错误；第3次气体喷出后，共喷出的气体质量m3′＝3×0.2 kg＝0.6 kg，同理可得，火箭第3次喷出气体后的速度大小为v3＝＝ m/s≈2.0 m/s，故C正确；第4次气体喷出后，共喷出的气体质量m4＝4×0.2 kg＝0.8 kg，同理可得，火箭第4次喷出气体后的速度大小为v4＝＝ m/s≈2.7 m/s，故D错误． 6.答案　A解析　人与气球组成的系统动量守恒，设人的速度大小为v1，气球的速度大小为v2，运动时间为t，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m1v1－m2v2＝0，则m1－m2＝0，解得s气球＝2s人＝40 m，则绳子长度L＝s气球＋s人＝40 m＋20 m＝60 m，即绳长至少为60 m，故选A. 7.答案　B解析　设船的质量为M，人走动的时候船的速度为v，人的速度为v′，人从船尾走到船头用时为t，船的位移大小为d ，人的位移大小为L－d，所以v＝，v′＝.以船的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有：0＝Mv－mv′，可得：M＝m ，解得小船的质量为M＝m ，故B正确． 8.答案　C解析　子弹、枪、人、车组成的系统所受的合外力为零，系统的动量守恒．子弹射击前系统的总动量为零，子弹射入靶后总动量也为零，故小车仍然是静止的．在子弹射出枪口到打入靶中的过程中，小车向右运动，所以第n发子弹打入靶中后，小车应停在原来位置的右方，待打完n发子弹后，小车将静止不动，故A、B错误； 设子弹射出枪口速度为v，车后退速度大小为v′，以子弹射出方向为正方向，根据动量守恒定律，有：0＝mv－[M＋(n－1)m]v′， 子弹匀速前进的同时，车匀速后退，故有：vt＋v′t＝d， 故车后退位移大小为：Δx＝v′t＝，每发子弹从发射到击中靶过程，小车均后退相同的位移Δx，故C正确，D错误． 9.答案　B解析　由水平方向动量守恒有mx小球－2mx大球＝0，又x小球＋x大球＝R，联立解得x大球＝，B正确． 10.答案　D解析　AB段只是水平方向动量守恒，系统合外力不为零，动量不守恒，A错误；物块A与小车BC段有相对位移，摩擦力做功的代数和不为零，B错误；如果小车不动，物块到达水平轨道时速度最大，由mgR＝mv2得v＝，现在物块下滑时，小车向左滑动，则物块的最大速度小于，C错误；设BC段长为L，根据系统水平方向动量守恒可知：物块和小车最后相对静止时的速度为零，对系统，由能量守恒得mgR＝μmgL，得L＝，设整个过程物块相对地面的位移大小为x1，小车相对地面的位移大小为x2.则有：mx1－Mx2＝0，x1＋x2＝L＋R，解得：x2＝(R＋)，D正确． 11.答案　(1)　(2) 解析　(1)圆弧轨道不固定且光滑，水平面光滑，则小球和圆弧轨道组成的系统机械能守恒，有mgR＝mv12＋Mv22 小球和圆弧轨道组成的系统水平方向动量守恒，有 0＝mv1－Mv2 又m＝M 联立解得v1＝ (2)设从刚释放小球到小球与圆弧轨道恰好分离的过程中小球和圆弧轨道运动的位移大小分别为x1、x2，小球和圆弧轨道组成的系统水平方向动量守恒，可得 0＝m－M 又x1＋x2＝R 解得x2＝. 12.答案　1.6 m/s 解析　人从货箱边跳离的过程，系统(人、车和货箱)水平方向动量守恒， 设人的水平速度大小是v1，车的反冲速度大小是v2，取向右为正方向，则mv1－Mv2＝0，解得v2＝v1，人跳离货箱后做平抛运动，车以速度v2做匀速运动，运动时间为t＝＝ s＝0.5 s．由图可知，在这段时间内人的水平位移大小x1＝v1t，车的位移大小x2＝v2t，由于x1＋x2＝l 即v1t＋v2t＝l，则v2＝＝ m/s＝1.6 m/s. 13.答案　(1)0.1 m/s，方向与橡皮塞水平运动的方向相反 (2)0.05 m/s，方向与橡皮塞水平分运动的方向相反 解析　(1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零．以橡皮塞水平运动的方向为正方向 根据动量守恒定律有，0＝mv＋(M－m)v1 v1＝－v＝－×2.9 m/s＝－0.1 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞水平运动的方向相反，反冲速度大小是0.1 m/s. (2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒．以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向， 有mv′cos 60°＋(M－m)v1′＝0 v1′＝－＝－ m/s＝－0.05 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反，反冲速度大小是0.05 m/s. 学科网（北京）股份有限公司 $