1.6 反冲现象 火箭 课时作业 -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 课时作业 基础练 1． 选择题： 1．如图所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为(　　) A． v0－v2　　　B．v0＋v2 C．v0－v2 D．v0＋(v0－v2) 2．如图所示，自行火炮连同炮弹的总质量为m0，当炮筒水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m的炮弹后，自行火炮的速度变为v2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度v0为(　　) A. B. C. D. 3．一航天探测器完成对月球的探测后，离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行，先加速运动后匀速运动．探测器通过喷气而获得动力，以下关于喷气方向的说法正确的是(　　) A．探测器加速运动时，向后喷射 B．探测器加速运动时，竖直向下喷射 C．探测器匀速运动时，竖直向下喷射 D．探测器匀速运动时，不需要喷射 4．(多选)下列图片所描述的事例或应用中，利用了反冲原理的是(　　) 5．(多选)一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方向的相反方向释放出一物体P，不计空气阻力，则(　　) A．火箭一定离开原来轨道运动 B．物体P一定离开原来轨道运动 C．火箭运动半径一定增大 D．物体P运动半径一定减小 6．(多选)某人站在静止于水面的船上，从某时刻开始，人从船头走向船尾，水的阻力不计，则(　) A．人匀速运动，船则匀速后退，两者的速度大小与它们的质量成反比 B．人走到船尾不再走动，船也停止不动 C．不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反，大小与它们的质量成反比 D．船的运动情况与人行走的情况无关 二．计算题： 7．如图所示，一质量为m的玩具蛙蹲在质量为M的小车的细杆上，小车放在光滑的水平面上，若车长为L，细杆高为h且位于小车的中央，试问玩具蛙对地最小以多大的水平速度跳出才能落到地面上(重力加速度为g)? 8．如图所示，质量为m0的小车静止在光滑的水平地面上，车上装有半径为R的半圆形光滑轨道，现将质量为m的小球在轨道的边缘由静止释放，当小球滑至半圆轨道的最低位置时，小车移动的距离为多少？小球的速度大小为多少？ 能力练 1． 选择题： 9．质量m＝100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝40 kg、m乙＝60 kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则之后小船的速率和运动方向为(　　) A．0.6 m/s，向左　 B．3 m/s，向左 C．0.6 m/s，向右 D．3 m/s，向右 10．一个同学在地面上立定跳远的最好成绩是s.假设他站在车的A端，如图所示，想要跳到距离为l远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则(　　) A．只要l<s，他一定能跳上站台 B．只要l<s，他就有可能跳上站台 C．只要l＝s，他一定能跳上站台 D．只要l＝s，他就有可能跳上站台 11．如图所示，滑槽M1与滑块M2紧靠在一起，静止于光滑的水平面上．小球m从M1的右上方无初速度地下滑，当m滑到M1左方最高处时，M1将(　　) A．静止 B．向左运动 C．向右运动 D．无法确定 12．将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0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(　　) A.v0 B.v0 C.v0 D.v0 13．穿着溜冰鞋的人，站在光滑的冰面上，沿水平方向举枪射击，设第一次射出子弹后，人后退的速度为v，则(设每颗子弹射出时对地面的速度相同)(　　) A．无论射出多少颗子弹，人后退的速度为v保持不变 B．射出n颗子弹后，人后退的速度为nv C．射出n颗子弹后，人后退的速度大于nv D．射出n颗子弹后，人后退的速度小于nv 14．质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为s的地面上，如图所示．若再次以相同力压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则B球的落地点距桌边(　　) A. B.s C．s D.s 15．(多选)下列说法正确的是(　) A．一对平衡力所做功之和一定为零，一对作用力与反作用力所做功之和也一定为零 B．一对平衡力的冲量之和一定为零，一对作用力与反作用力的冲量之和也一定为零 C．物体所受合力冲量的方向一定与物体动量的变化方向相同，不一定与物体的末动量方向相同 D．火箭喷出的燃气的速度越大、火箭的质量比越大，则火箭获得的速度就越大 16．(多选)向空中发射一物体，不计空气阻力，当此物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂成a、b两部分，若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则(　　) A．b的速度方向一定与原速度方向相反 B．从炸裂到落地的这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大 C．a、b一定同时到达水平地面 D．在炸裂过程中，a、b受到的爆炸力的大小一定相等 二．计算题： 17．课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m3/s，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动2 s末火箭的速度可以达到多少？(已知火箭沿水平轨道运动所受阻力不计，水的密度是ρ＝103 kg/m3.) 参考答案： 1.D解析：忽略空气阻力和分离前后系统质量的变化，卫星和箭体整体分离前后动量守恒，则有(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，整理可得v1＝v0＋(v0－v2)，故D项正确． 2.B解析：自行火炮水平匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，系统动量守恒．设向右为正方向，发射前总动量为m0v1， 发射后系统的动量之和为(m0－m)v2＋m(v0＋v2)， 则由动量守恒定律可知m0v1＝(m0－m)v2＋m(v0＋v2) 解得v0＝－v2＝. 3.C解析：航天探测器通过反冲运动获得动力，可以根据探测器的运动状态结合牛顿第二定律判断合力的情况，由喷气方向可以判断推动力的方向．航天探测器做加速直线运动时，合力应当与运动方向相同，喷气方向应当是向下偏后方向喷射；探测器做匀速直线运动时，合力为零，由于受到月球的万有引力的作用，探测器必然要朝竖直向下的方向喷射，来平衡万有引力，不可能不喷气．故只有选项C正确． 4.ABC解析：喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，故属于反冲运动，A正确；章鱼在水中前行和转向利用了喷出的水的反冲作用，B正确；气球带动小车是利用喷出的气体的反冲作用运动的，属于反冲运动，C正确；码头边轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用了反冲作用，D错误． 5.AC解析：由反冲运动的知识可知，火箭的速度一定增大，火箭做离心运动，运动半径增大．但物体P是否离开原来的轨道运动，要根据释放时的速度大小而定，若释放的速度与原来的速度大小相等，则P仍在原来的轨道上反方向运动．反之，轨道半径变化． 6.ABC　解析：由动量守恒定律可知，A、B、C正确． 7.答案： 解析：蛙和车组成的系统水平方向动量守恒，则Mv′－mv＝0 蛙下落时间t＝ 若蛙恰好落地，则有v′t＋vt＝ 解得v＝. 8.答案：R　 解析：以车和小球组成的系统在水平方向总动量为零且守恒．当小球滑至最低处时车和小球相对位移是R，利用“人船模型”可得小车移动距离为R.设此时小车速度大小为v1，小球速度大小为v2，由动量守恒有m0v1＝mv2，由能量守恒有mgR＝m0v＋mv，解得v2＝ . 9.A解析：以向左为正方向，根据动量守恒得0＝m甲v－m乙v＋mv′，代入数据解得v′＝0.6 m/s，方向向左． 10.B解析：人起跳的同时，小车要做反冲运动，所以人跳的距离小于s，故l<s时，才有可能跳上站台． 11.B解析：小球m和滑槽M1、滑块M2三个物体构成一个系统，这个系统所受水平方向的合外力为零，所以系统水平方向动量守恒，小球m下滑前系统总动量为零，小球m下滑后m和滑槽M1作用，滑槽M1和滑块M2作用，作用结果使滑块M2向右运动，有向右的动量．当m滑到左方最高点时，小球m和滑槽M1的相对速度为零，但小球m和滑槽M1这个整体向左运动，有向左的动量，这样才能保证系统总动量为零．故选项B正确． 12.D解析：应用动量守恒定律解决本题，注意火箭模型质量的变化．取向下为正方向，由动量守恒定律可得： 0＝mv0－(M－m)v′，故v′＝，选项D正确． 13.C解析：设人、枪(包括子弹)总质量为M，每颗子弹质量为m，子弹射出速度大小为v0，由动量守恒定律得0＝(M－m)v－mv0，设射出n颗后，后退速度为v′，则有(M－nm)v′＝nmv0，由以上分析得v＝，v′＝，因为M－m>M－nm，所以有v′>nv，C正确． 14.D解析：挡板挡住A球时，弹簧的弹性势能全部转化为B球的动能，有Ep＝mv，挡板撤走后，弹性势能被两球平分，则有Ep＝2×mvB′2，由以上两式解得vB′＝vB，由于B球抛出后做平抛运动，s＝vBt＝vB，s′＝vB′＝vB，所以s′＝s，所以D对． 15.BCD　解析：合力的功等于各个分力的功的代数和，一对平衡力的合力为零，故一对平衡力所做功之和一定为零，一对作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，两个力的作用点的位移不一定相等，故一对作用力与反作用力所做功之和可以不为零，故A错误；冲量是力与时间的乘积，故一对平衡力的冲量大小相等、方向相反，故一对平衡力的冲量之和一定为零，一对作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用时间相等，故一对作用力与反作用力的冲量之和也一定为零，故B正确；根据动量定理，物体所受合力冲量的方向一定与物体动量的变化方向相同，不一定与物体的末动量方向相同，故C正确；火箭是利用反冲原理工作的，根据动量守恒定律有0＝(M－m)v－mv′，得v′＝v，喷出的燃气的速度越大、火箭的质量比越大，则火箭能够获得的速度就越大，故D正确． 16.CD解析：爆炸后系统的总机械能增加，但不能确定a、b的速度大小，故b的方向也不能确定，所以选项A、B错误；因炸开后a、b都做平抛运动，且高度相同，故选项C正确；由牛顿第三定律知，选项D正确． 17.答案：4 m/s 解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动，设“水火箭”原来总质量为M，水流的喷出速度为v，火箭的反冲速度即火箭启动后2 s末的速度为v′，由动量守恒定律得(M－ρQt)v′＝ρQtv 解得v′＝＝ m/s＝4 m/s. 学科网（北京）股份有限公司 $