1.6 反冲现象 火箭 分层作业 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 分层清晰，从基础反冲到综合应用，适配新授课巩固与能力提升 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|反冲现象、动量守恒基础|单选+基础计算，强化物理观念| |B层|动量守恒与航天情境|多选+情境综合题，培养科学思维| |C层|爆炸、多过程问题|复杂计算+多过程分析，提升科学探究能力|

1.6 反冲现象 火箭 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．乌贼喷墨是一种防御行为，用于迷惑天敌，制造逃生机会，此过程伴随水流的喷射。一吸满水后质量为0.6kg的乌贼初始时静止，某时刻开始以相对于地面恒为45m/s的速度水平喷水，不计水的阻力且不考虑竖直方向的运动和受力变化，则（　　） A．喷出的水对周围的水产生一个作用力，周围的水对喷出的水的反作用力使乌贼向前 B．若乌贼要极短时间内达到15m/s的速度，则要一次性喷出约0.15kg的水 C．若乌贼要极短时间内达到15m/s的速度，则要一次性喷出约0.20kg的水 D．要极短时间内达到15m/s的速度，此过程中它受到喷出水的作用力的冲量为9N·s 2．如图所示，光滑的水平地面上放置了两个完全相同的物块，一竖直轻杆固定在物块上，轻杆上端系一长的不可伸长的轻绳，轻绳另一端连接小球C。现用外力将球C拉起直至轻绳处于水平状态后，将小球C由静止释放，小球C摆到最低点的同时物块恰好发生碰撞，此后粘在一起运动，不计一切阻力，已知，均可视为质点，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A．整个运动过程中，、、C组成的系统动量守恒 B．木块碰撞后的速度大小为 C．木块间的初始距离为 D．小球C经过最低点后向左摆动所能上升的最大高度为 3.（多选）光滑水平面上有一小车，小车上固定一杆，总质量为M，杆顶系一长为L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，将小球由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力，已知小球运动过程中，始终未与杆相撞。则下列正确的是（ ） A．小球向左摆动的过程中，小车向右运动 B．小球和小车组成系统动量守恒 C．小球和小车组成系统的机械能守恒 D．小球向左摆到最低点的过程中，小车向右移动的距离为 4．（多选）如图，质量为2m，半径为R，圆心角为150°的光滑圆弧轨道ABC，静置于光滑的水平面上，不固定，一质量为m的小球从圆弧轨道的A点静止释放，已知重力加速度为g，下面说法正确的是（　　） A．轨道与小球组成的系统动量守恒 B．轨道的最大速度为 C．小球从C点射出时，轨道的位移为 D．小球从C点射出时，轨道的位移为 5．如图所示，用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为，最后一节火箭壳体的质量为。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离后瞬间火箭壳的速度大小为，方向与相同；求： (1)分离后瞬间卫星的速度大小； (2)分离过程中卫星对火箭壳的冲量大小。 6．如图所示，在粗糙水平地面上静置着两个物块和，物块和之间夹有少量炸药。已知物块和的质量分别为，物块与地面间的动摩擦因数均为，重力加速度。现引爆炸药，物块在极短的时间内获得的速度，炸药爆炸释放能量的60%转化为物块、的动能，求： (1)引爆炸药瞬间物块获得的速度大小和炸药释放的能量； (2)物块、间最终增加的距离。 B层 7．在郊外的军事体验基地里，有一门模拟小火炮（总质量），里面装着一枚训练用橡胶炮弹（质量）。基地的地面是特别处理过的光滑硬化地面，几乎没有摩擦力。当体验者按下发射按钮，炮弹从炮口以速率与水平地面成θ的角度飞出，如图所示，则火炮后退的速度大小为（设水平地面光滑）（    ） A． B． C． D． 8．（多选）将甲乙两个带电小球置于光滑绝缘水平面上的、两点，两球质量分别为、，且，带电量，电性相同，小球可视为质点，为连线中点，无穷远处电势为零。从静止开始同时释放，此后的运动过程中（　　） A．两球受到的电场力 B．甲乙球位移大小之比为 C．两球系统的电势能不断减小 D．点的电势保持不变 9．空间飞行器的交汇对接是载人航天中的一项基础技术。北京时间2021年9月20日，天舟三号货运飞船采用自主交会对接模式成功的和天和核心舱完成对接。成功对接后组合体沿圆形轨道运行，经过时间t，组合体绕地球转过的弧度为θ。地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转。求： （1）组合体运动的周期T； （2）组合体所在圆轨道离地高度H； （3）已知天舟三号飞船在对接过程中的某一时刻质量为m，发动机喷气孔打开，在极短的时间内向后喷射出质量为Δm的燃气，喷出的燃气相对喷气后飞船的速度为v，求喷气后火箭增加的速度Δv。 C层 10．一炮兵训练基地在进行军事能力训练，设士兵向空中斜向上投出一颗质量为的手榴弹，当手榴弹飞行到距地面最高点时，手榴弹距地面高度为，速度为，此时手榴弹突然炸裂成甲、乙两块碎片，两块碎片飞出方向与方向在同一直线上，甲、乙质量之比为。已知乙碎片飞出方向与方向相同，甲相对于乙以的速度向相反方向飞去，则乙落地时距炸裂点的水平距离为（　　） A． B． C． D． 11．（多选）如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，B上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量为m的球C。现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放。重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A．A、B、C组成的系统动量守恒，机械能守恒 B．C摆到最低点时A与B分离 C．C能再次上升的最大高度为 D．A、B分离时A的速度大小为 12．一枚小火箭携带一颗炸弹从水平地面竖直向上由静止开始做匀加速直线运动，加速度，一段时间后小火箭与炸弹分离，分离后炸弹经过继续上升到达最大高度，并在最高处炸裂成质量之比为的A、B两裂块，A块竖直向下运动，经过到达地面。假设炸弹受到的空气阻力仅与其质量成正比。取。求： （1）火箭携带炸弹一起加速上升的高度； （2）A裂块向下运动的初速度大小； （3）B裂块能达到的最高点到地面的高度。 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 B D ACD BC C BC A BD 1．B 【详解】A．被向前喷出的水对乌贼有向后的反作用力使乌贼向后运动，故A错误； B C．由动量守恒 解得，故B正确，C错误； D．对喷出水由动量定理有，因作用力与反作用力等大，作用时间相同，故此过程中它受到喷出水的作用力的冲量为，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】A．木块A、B和小球C组成的系统由于竖直方向动量不守恒，水平方向动量守恒，所以系统的总动量不守恒，故A错误； B．C球第一次摆到最低点过程中，以向左为正方向，由系统水平方向动量守恒可得 由系统机械能守恒可得 联立解得， 木块碰撞过程 解得木块碰撞后的速度大小为，故B错误； C．C球第一次摆到最低点过程中，根据题意有 又 联立可得木块间的初始距离为，故C错误； D．小球C经过最低点后向左摆动，当三者共速时，到达最大高度，根据动量守恒可知，初态水平总动量为零，末态水平总动量为零，速度为零，根据能量守恒 解得，故D正确。 故选D。 3．ACD 【详解】A．小球向左摆动的过程中，根据水平方向动量守恒，由于初动量为零，则小车速度向右，故A正确； B．小球与车组成系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，所以系统动量不守恒，故B错误； C．系统只有重力做功，所以系统 机械能守恒，故C正确； D．当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为s1，小车向右移动的距离为s2，根据水平动量守恒有 且有 解得，故D正确。 故选ACD。 4．BC 【详解】A．轨道与小球组成的系统，在竖直方向有重力和支持力的合力不为零，动量不守恒；水平方向不受外力，动量守恒。因此系统总动量不守恒，故A错误； B．当小球到达轨道最低点B时，轨道速度最大。水平方向动量守恒 根据机械能守恒 联立解得，故B正确； CD．小球从A到C，水平方向动量守恒，设轨道位移为 x ，小球水平位移为 s ，根据动量守恒，有 两边同乘以t，可得 又因 联立解得，故C正确，D错误。 故选BC。 5．(1) (2) 【详解】（1）设分离时卫星速度方向为正方向，由动量守恒，有 解得 （2）在分离过程，对火箭壳，根据动量定理得 则分离过程卫星对火箭壳的冲量大小 6．(1)， (2) 【详解】（1）以水平向左为正，对物块和，由动量守恒定律有 解得 依题意有 解得 （2）由牛顿第二定律有 解得物块和在地面滑行时的加速度大小 由，对物块有 解得 对物块有 解得 则物块、间最终增加的距离 7．C 【详解】炮弹离开炮口时，炮弹和炮车组成的系统在水平方向动量守恒，设火炮后退的速度大小为，取炮车后退的方向为正，根据系统水平方向动量守恒有 可得炮车后退的速度大小为 故选C。 8．BC 【详解】A．甲、乙之间的电场力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，二者大小始终相等，即，故A错误； B．光滑绝缘水平面，两球组成的系统合外力为零，动量守恒，初始总动量为零，因此任意时刻满足 则对整个过程的平均速度满足 等式两边同乘时间，得 整个运动过程的位移关系满足 因此位移之比，故B正确； C．两球电性相同，相互排斥，相互作用力方向与两球位移方向相同，因此电场力始终做正功，系统电势能不断减小，故C正确； D．电势是标量，O点的电势为两球在O点产生电势的代数和。初始时O为ab中点，两球到O的距离相等；运动后，两球向相反方向远离O点，到O的距离逐渐增大。对于正电荷，距离越大电势越低，因此两球在O点的电势均降低，总电势也随之降低。同理，对于负电荷，总电势升高，并非保持不变，故D错误。 故选BC。 9．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由角速度的定义式 得周期表达式 （2）由牛顿第二定律 联立可得 （3）解法一：（取喷气之后的飞船为参考系） 得 解法二： 得 解法三： 由 得 10．A 【详解】手榴弹在最高点爆炸时，竖直方向速度为0，水平方向动量守恒，以初速度的方向为正方向，设甲乙的质量和速度分别为、、、，则有 根据题干数据可知， 解得 乙接下来做平抛运动，竖直方向上 水平位移 故选A。 11．BD 【详解】A．由于小球C有竖直方向的加速度，则系统合外力不为零，A、B、C组成的系统动量不守恒，但系统水平方向合外力为0，水平方向动量守恒，整个系统只有重力做功，机械能守恒，故A错误； B．C摆到最低点之后，细线会对杆施加一个斜向右下的拉力，则B会减速，B会比A运动的慢一些，则A、B分离，故C摆到最低点时A与B分离，故B正确； D．C摆到最低点时A与B分离，设A与B向左的速度为，C的速度为，由水平方向动量守恒可得 由机械能守恒可得 联立解得，，故D正确； C． C再次上升最大高度时，竖直速度减为0，B、C共速，以B、C为研究系统，水平方向由动量守恒定律可得 由机械能守恒可得 联立解得，故C错误。 故选BD。 12．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）设炸弹与火箭分离时的速度大小为，则有 解得 由公式 解得火箭携带炸弹加速上升的高度 （2）炸弹与火箭分离后向上减速过程中，设加速度大小为，有 解得 由牛顿运动定律可知 解得 设A裂块向下运动的初速度大小为，加速度大小为，则有 解得 （3）炸弹裂开过程中，动量守恒，A裂块竖直向下运动，则裂块竖直向上运动，设裂开后的速度大小为，则有 解得 设裂开后竖直向上做匀减速运动的加速度大小为，上升的高度为，则有 联立解得 ‍ 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 $