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课时测评6 反冲
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-9题,每题5分,共45分)
1.(多选)下列情境属于反冲现象的有( )
A.乒乓球碰到墙壁后弹回
B.发射炮弹后炮身后退
C.喷气式飞机喷气飞行
D.火箭升空
答案:BCD
解析:乒乓球碰到墙壁后弹回是因为受到了墙壁的作用力,不是反冲现象,A错误;系统在内力作用下,当一部分向某一方向的动量发生变化时,剩余部分沿相反方向的动量发生同样大小变化的现象就是反冲现象,所以发射炮弹后炮身后退,是反冲现象;喷气式飞机是利用飞机与气体间的相互作用促进飞机前进,是反冲现象;同理火箭升空是反冲现象,B、C、D正确。
2. (2024·湖南郴州一模)在一次课外活动中,老师和同学们来到学校操场,举行水火箭发射比赛,如图是水火箭升空瞬间的照片。这一有趣的比赛活动引起了同学们对有关物理学知识的讨论,下列说法正确的是( )
A.水火箭上升过程中加速度一直等于重力加速度
B.水火箭上升过程中处于超重状态,下落过程中处于失重状态
C.水火箭利用反冲原理,喷出液体对空气作用力的反作用力使水火箭获得前进的动力
D.水火箭利用反冲原理,喷出液体使水火箭获得反作用力作为前进的动力
答案:D
解析:水火箭加速上升过程中加速度向上,加速度大小可能在变化,液体喷射完后向上做减速运动,但还受空气阻力作用,加速度不等于重力加速度,到最高点时空气阻力为零,加速度才等于重力加速度,A错误;水火箭加速上升过程中处于超重状态,减速上升和下落过程中处于失重状态,B错误;水火箭利用反冲原理,喷出液体使水火箭获得反作用力(克服重力)作为前进的动力,C错误,D正确。故选D。
3.(多选)(2024·安徽合肥高二月考)某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始从船头走向船尾,不计水的阻力,那么在这段时间内人和船的运动情况是( )
A.人匀速走动,船则匀速后退,且两者的速度大小与它们的质量成反比
B.人匀加速走动,船则匀加速后退,且两者的加速度大小一定相等
C.不管人如何走动,在任意时刻两者的速度总是方向相反,大小与它们的质量成反比
D.人走到船尾不再走动,船则停下
答案:ACD
解析:以人和船构成的系统为研究对象,其总动量守恒,设v1、v2分别为人和船的速率,m、M分别为人和船的质量,则有0=mv1-Mv2,故有=,选项A、C、D正确;人和船若匀加速运动,则有F=ma人,F=Ma船,所以=,m与M不一定相等,所以两者的加速度大小不一定相等,选项B错误。
4.运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是( )
A.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭
B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出,气体的反作用力推动火箭
C.火箭吸入空气,然后向后推出,空气对火箭的反作用力推动火箭
D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭
答案:B
解析:火箭工作的原理是反冲运动,火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时,使火箭获得反冲速度,故B正确。
5. (2024·安徽淮北期中)一炮舰在海面上匀速行驶,突然从炮舰头和炮舰尾同时向前和向后发射一发炮弹,设两炮弹质量相同,相对于地面的速率相同,牵引力、阻力均不变,则炮舰的动量和速度的变化情况是( )
A.动量不变,速度增大 B.动量变小,速度不变
C.动量增大,速度增大 D.动量增大,速度减小
答案:A
解析:炮舰具有一向前的动量,在发射炮弹的过程中动量守恒,由于两发炮弹的总动量为零,因此炮舰的动量不变,又因为炮舰发射炮弹后质量变小,所以炮舰的速度增大,A正确。
6.某同学为研究反冲运动,设计了如图所示的装置,固定有挡光片的小车内表面水平,置于光滑水平面上,挡光片宽为d,小车的左侧不远处有固定的光电门,用质量为m的小球压缩车内弹簧,并锁定弹簧,整个装置处于静止,解除锁定,小球被弹射后小车做反冲运动并通过光电门,与光电门连接的计时器记录挡光片挡光时间为t,小车、弹簧和挡光片的总质量为3m,则小球被弹出小车的瞬间相对于地面的速度大小为( )
A. B. C. D.
答案:C
解析:由题可知,小车做反冲运动的速度大小为v1=,由于小车处于光滑水平面上,反冲运动过程系统动量守恒,以小球弹出方向为正方向,有3mv1=mv2,解得v2=3v1=,故C正确,A、B、D错误。故选C。
7.如图所示,装有炮弹的火炮总质量为m1,炮弹的质量为m2,炮弹射出炮口时对地的速率为v0,若炮管与水平地面的夹角为θ,忽略火炮后退对弹道的影响,则火炮后退的速度大小为(假设水平地面光滑)( )
A.v0 B.
C. D.
答案:C
解析:由于炮弹的重力作用,火炮发射炮弹的过程只有水平方向动量守恒,以向右为正方向,根据动量守恒定律有m2v0cos θ-v=0,解得v=,C正确。
8. (多选)(2024·湖南长沙雅礼实验中学高二上月考)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,且待前一发子弹打入靶中后,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右方
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
答案:BC
解析:车、人、枪、靶和n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方,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、(n-1)颗子弹为研究对象,以向左为正方向,根据动量守恒定律有0=m-[M+m],由位移关系有x车+x子=d,解得x车=,故C正确,D错误。
9. (2024·江苏南京第二十九中学月考)如图所示,质量M=2 kg的滑块套在光滑的水平轨道上,质量m=1 kg的小球通过长L=0.5 m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接,小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动,开始轻杆处于水平状态,现给小球一个竖直向上的初速度v0=4 m/s,重力加速度g取10 m/s2。则( )
A.若锁定滑块,小球通过最高点P时对轻杆的作用力为4 N
B.若解除对滑块的锁定,滑块和小球组成的系统动量守恒
C.若解除对滑块的锁定,小球通过最高点时速度为2 m/s
D.若解除对滑块的锁定,小球击中滑块右侧轨
道位置点与小球起始位置点间的距离为 m
答案:C
解析:若锁定滑块,设小球到达最高点P时速度为vP,由小球机械能守恒,有mv02=mgL+mvP2,解得vP= m/s,对小球,根据牛顿第二定律有F+mg=m,解得F=2 N,A错误;若解除锁定,小球和滑块组成的系统水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,B错误;设小球到达最高点时速度为vm,滑块的速度为vM,水平方向,由动量守恒定律得mvm=MvM,由系统机械能守恒定律得mv02=mvm2+MvM2+mgL,解得vm=2 m/s,C正确;设小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离为xm,滑块运动的距离为xM,由系统水平方向动量守恒得mxm=MxM,又xm+xM=2L,解得xm= m,D错误。故选C。
10.(15分) (2024·辽宁营口期末)如图所示,带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块P静止在光滑水平地面上,其末端与水平地面相切。一小滑块Q从光滑圆弧轨道的最高点由静止释放,已知滑块P和滑块Q的质量均为m,圆弧轨道的半径为R,重力加速度大小为g,求:
(1)滑块Q刚离开P时,滑块P的位移大小;
(2)滑块Q滑到水平地面上时的速度大小;
(3)滑块Q在圆弧轨道上下滑的过程中,P对Q的支持力做的功。
答案:(1) (2) (3)-mgR
解析:(1)滑块P、Q组成的系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,故0=mvP-mvQ即0=mxP-mxQ,且xP+xQ=R
解得xP=。
(2)在水平方向,由动量守恒定律有0=mvP-mvQ
对系统由能量守恒定律有
mgR=mvP2+mvQ2
解得vQ=。
(3)对滑块Q,由动能定理有mgR+W支=mvQ2解得W支=-mgR。
学生用书第32页
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