1.6 反冲现象 火箭 分层作业 -2025-2026学年高一下学期物理人教版选择性必修第一册

1.6 反冲现象 火箭 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．光滑水平桌面上有P、Q两个物块，Q的质量是P的n倍。将一轻弹簧置于P、Q之间，用外力缓慢压P、Q。撤去外力后，P、Q开始运动，P和Q的动量大小的比值为（　　） A．2n B．n C． D．1 2．水火箭发射时利用压缩空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，火箭受到反冲作用而高速升空。某同学发射水火箭的精彩瞬间，若发射过程中水火箭将壳内0.5kg的水以相对地面30m/s的速度在0.5s时间内快速喷出，则火箭箭体受到的推力约为（　　） A．15N B．25N C．30N D．35N 3．（多选）甲、乙两运动员穿着滑冰鞋面对面静止站在水平冰面上，甲的质量大于乙的质量，不计冰面对两运动员的摩擦力。甲用力水平向右推一下乙，关于甲推乙后的运动，下列说法正确的是（　　） A．甲仍然静止，乙被推开 B．甲、乙两运动员向相反的方向运动，且甲的速度小于乙的速度 C．若两运动员手中牵着一根轻绳，则当轻绳拉直后，两运动员以相同的速度向右运动 D．若两运动员手中牵着一根轻绳，则当轻绳拉直后，两运动员都静止 4．（多选）如图所示，光滑水平面上静止一长为4m、质量为M=50kg的平板小车，一质量为m=30kg的小孩站在小车左端。小孩从小车左端移动到小车右端（不打滑），在这一过程中小孩的最大速度，小孩可视为质点。下列说法中正确的是（　　） A．车的最大速率为0.6m/s B．从开始到最大速度过程中小孩做的功为15J C．整个过程中小孩发生的位移为2.5m D．整个过程中小车发生的位移为2.5m 5．一枚在空中飞行的火箭质量为m，在某时刻的速度大小为v，方向水平向右，燃料即将耗尽。此时火箭突然炸裂成两块，如右图所示，其中质量为m1的一块沿着与v相反的方向飞去，速度大小为v1，求： (1)质量为m1的火箭的动量改变量； (2)另外一块火箭的速度。 6．如图所示，半径为R的四分之一圆弧轨道顶端放置一个光滑物块，物块可视为质点，物块与圆弧轨道的质量均为m。已知重力加速度为g。 (1)圆弧轨道固定在水平面上，由静止释放物块，求： a．物块滑到轨道底端时速度的大小v； b．物块滑到轨道底端的过程中受到的冲量。 (2)轨道放在光滑水平面上，同时释放轨道和物块，求物块滑到轨道底端时速度的大小。 B层 7．如图所示，在光滑的水平面上有一辆平板车。开始时人、锤和车都处于静止状态。人站在车左端，且始终与车保持相对静止，人抡起锤敲打车的左端，每当锤打到车左端时都立即与车具有共同速度。在连续的敲打的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小车将持续地向右运动 B．锤、人和车组成的系统水平方向动量守恒，机械能也守恒 C．每当锤打到车左端的时刻，人和车立即停止运动 D．每次锤被向左抡到最高点的时刻，人和车的速度都向右 8．（多选）可视为质点的物体A和B紧靠在一起放在水平地面上，其中A物体左侧粗糙，A物体与左侧粗糙地面间的动摩擦因数为0.3，B物体右侧光滑。两物体间夹有炸药，爆炸后两物体沿水平方向左右分离，两物体获得的总能量．已知A、B两物体的质量均为1kg，重力加速度大小，则（   ） A．分离瞬间A的速度大小为1.5m/s B．分离瞬间B的速度大小为3m/s C．从分离到A停止运动经过的时间是1s D．从分离到A停止运动，A、B两物体间的距离是3m 9．如图所示，足够大的光滑水平地面上静置着一小车，小车左端安装有四分之一圆弧光滑轨道AB，半径R = 0.6 m，右端BC段是动摩擦因数μ=0.6的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，轨道与小车总质量M = 6 kg。一质量为m = 2 kg的小滑块（可视为质点）从轨道上A点由静止开始沿AB轨道滑下，然后滑入BC轨道，未滑离小车，已知重力加速度大小g=10m/s2 。 (1)求小滑块运动过程中的最大速度大小vm； (2)求轨道BC的最小长度L； (3)当小车相对地面有最大位移时，求小滑块水平方向相对地面位移的大小x。 C层 10．如图所示，乌贼在遇到紧急情况时，通过快速喷水获得速度而逃离险境。已知处于静止状态的乌贼喷水前质量为M，喷水时，在极短时间内将质量为m的水向后喷出，获得速度向前方逃离，最大距离可达x。若逃离过程中所受水的阻力大小与其速度大小成正比，比例系数为k，则乌贼喷出的水的速度大小为（　　） A． B． C． D． 11．（多选）如图所示，木块A、B并排静止在光滑水平面上，不粘连，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端O点系一长为L的轻质细线，细线另一端系一小球C，A、B、C质量均为m。现将C拉起至细线水平且自然伸直后由静止释放。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A．若物块B锁定，物块B对物块A的冲量大小为 B．若物块B锁定，物块A在水平面上将做往复运动 C．若物块B不锁定，物块B对物块A的冲量大小为 D．若物块B不锁定，则物块A能获得的最大速度为 12．如图所示，倾角为37o的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面上放置质量均为1kg的A、B两物体，A、B之间有一劲度系数很大的轻质弹簧，弹簧与A栓连，与B接触但不栓连，初始弹簧被锁定，弹性势能为4J，A、B恰好静止在斜面上，物体与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，B与斜面间的动摩擦因数是A的2倍，现解除弹簧锁定，A、B在极短的时间内被弹簧弹开，求： （1）A、B与斜面间的摩擦因数、分别是多少？ （2）弹簧刚恢复原长时A、B的速度大小v1、v2； （3）弹簧刚恢复原长后1.2s时，A、B间的距离。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《 1.6 反冲现象 火箭 分层作业》参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 D B BD AC C BC C AD 1．D 【详解】撤去外力后，P、Q组成的系统水平方向不受外力，系统满足动量守恒；由于系统初始静止，总动量为0，则有 可得P和Q的动量大小的比值为 故选D。 2．B 【详解】根据动量守恒，火箭的动量变化大小等于单位时间内喷出水的动量变化大小。 喷出水的动量变化为 由动量定理可得 解得：F=25N 故火箭受到的推力约为25 N。 故选B。 3．BD 【详解】AB．甲用力水平向右推一下乙，由于不计冰面对两运动员的摩擦力，所以两运动员组成的系统所受合力为0，故系统满足动量守恒，由于初动量为0，所以甲、乙两运动员向相反的方向运动，有 由于甲的质量大于乙的质量，所以甲的速度小于乙的速度，故A错误，B正确； CD．若两运动员手中牵着一根轻绳，当轻绳拉直过程，两运动员组成的系统所受合力仍为0，则系统仍满足动量守恒，轻绳拉直后，两运动员的总动量仍为0，故两运动员都静止，故C错误，D正确。 故选BD。 4．AC 【详解】A．从开始到小孩速度最大过程中由动量守恒有 解得，故车的最大速率为0.6m/s，故A正确； B．由能量守恒可知，从开始到最大速度过程中小孩做的功为，故B错误； CD．设此过程中小孩发生的位移为，小车发生的位移大小为，由动量守恒有 由题意有 解得，故C正确，D错误。 故选AC。 5．(1)，方向向左 (2)，方向向右 【详解】（1）以向右为正方向，则质量为m1的火箭的动量改变量为 可知质量为m1的火箭的动量改变量大小为，方向向左。 （2）以向右为正方向，根据动量守恒可得 解得另外一块火箭的速度为 方向向右。 6．(1)a．，b．，方向水平向右 (2) 【详解】（1）a．对物块，规定水平面的重力势能为零，根据机械能守恒有，解得                                     b．对物块，规定水平向右方向为正，根据动量定理有I=mv-0，可得冲量的大小为，方向水平向右 （2）设物块滑到底端时轨道的速度大小为，滑块滑到底端的过程，滑块与轨道组成的系统机械能守恒，规定水平面的重力势能为零，有① 滑块与轨道组成的系统水平方向动量守恒，规定水平向右为正方向，有②   由①②解得 7．C 【详解】AC．把人、锤和车看成一个系统，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，由题知系统的总动量为零，所以用锤连续敲击车的左端时，可知锤向左运动时，小车向右运动，锤向右运动时，小车向左运动，所以车左右往复运动，车不会连续向右运动，每当锤打到车左端时都立即与车具有共同速度，人和车立即停止运动，故A错误，C正确； B．由于人消耗体能，体内储存的化学能转化为系统的机械能，因此系统机械能不守恒，故B错误； D．每次锤被向左抡到最高点的时刻，此时锤速度为0，由于水平方向上动量守恒，故人和车的速度为0，故D错误。 故选C。 8．BC 【详解】AB．炸药爆炸后，设分离瞬间物体A的速度大小为，物体B的速度大小为，对A、B两物体组成的系统由动量守恒定律得 由能量守恒得 联立可得 选项A错误、B正确； C．A、B两物体分离后，A物体向左匀减速滑行，对A受力分析，根据牛顿第二定律得 根据运动学公式得从分离到A物体停止运动，经过的时间 选项C正确； D．物体A运动的位移为 物体B运动的位移 故两物体之间的距离 选项D错误。 故选BC。 9．(1)3m/s (2)1m (3)1.2 m 【详解】（1）小滑块在小车上运动的过程中，小车先加速后减速，最后静止。 小滑块刚滑到B点时速度最大，取水平向右为正方向。 由动量守恒定律得 小滑块从A滑到B的过程中，由机械能守恒定律得 解得小滑块运动过程中的最大速度大小 （2）对整个运动过程，由水平方向动量守恒定律得 解得 由能量守恒定律得 解得轨道BC间的最小长度 L = 1 m （3）设小车相对地面的最大位移大小为s，小滑块水平方向相对地面的位移为x，取水平向右为正方向。 由水平方向动量守恒得 又s + x = L+R=1.6 m 代入数据解得小滑块水平方向相对地面的位移的大小x = 1.2 m 10．C 【详解】设喷出水瞬间乌贼速度为v，从乌贼获得速度到停下来，根据动量定理有 因为 乌贼喷水过程，根据动量守恒有 联立解得乌贼喷出的水的速度大小 故选C。 11．AD 【详解】AB．若物块B锁定，小球C自静止释放至运动到最低点，以A、C为系统分析，动量不守恒，机械能守恒，设小球C第一次运动到最低点时速度大小为，根据机械能守恒有 解得小球C第一次运动到最低点时速度大小 小球C到最低点时A、B即将分离，分离时物块A的速度为0，小球C的速度为，对A、C组成的系统，在水平方向只受物块B对物块A的作用力，以水平向左为正方向，由动量定理 解得 即物块B对物块A的冲量大小为。A、B分离之后，A、C组成的系统水平方向动量守恒、整个系统机械能守恒，A、C组成的系统类似于一静一动模型，弹性碰撞，质量相等速度交换，因此物块A做单向直线运动，故A正确，B错误。 CD．若物块B不锁定，则小球第一次运动到最低点时A、B开始分离，设C第一次到最低点时，A、B的共同速度为，此时C的速度大小为，根据水平方向动量守恒有 根据机械能守恒有 解得A、B的共同的速度，以及C的速度大小分别为， 则物块B对物块A的冲量大小为 B离开后，A、C组成的系统水平方向动量守恒，作用过程类似弹性碰撞，A、C交换速度，因此物块A能获得的最大速度为，故C错误，D正确。 故选AD。 12．（1）0.5；1（2）2m/s；2m/s（3）0.2m 【详解】（1）A、B恰好静止在斜面上，则A、B均达到最大静摩擦，以AB整体为对象，由平衡条件可得 联立解得 （2）A、B在极短时间内被弹簧弹开，所以认为弹力远大于沿斜面方向的外力，AB系统沿斜面方向动量守恒 时间极短认为A、B重力势能未变化，弹性势能转化为A、B动能 联立可得 　沿斜面向上 　沿斜面向下 （3）对于A受力分析，由牛顿第二定律 解得 可得 沿斜面向上运动 接着由于，A沿斜面下滑，由牛顿第二定律 解得 对于B由于，沿斜面减速下滑，受力分析，由牛顿第二定律 解得 减速下滑时间 所以下滑距离 弹簧刚恢复原长后1.2s时，A、B间的距离为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $