第1章 第6节 反冲现象 火箭（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 本同步练通过“基础巩固-综合运用-拓广探索”三层设计，以反冲现象和动量守恒为核心，从概念识别到动态系统应用，构建阶梯式知识巩固路径，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|反冲现象识别、动量守恒基本应用|8道选择，结合乌贼喷水、火箭升空等生活实例，强化运动和相互作用观念| |综合运用|多物体系统、动量与能量综合|4题含1道计算，如人车模型、圆弧槽小球系统，体现模型建构与科学推理| |拓广探索|连续抛体动态动量守恒|1道计算题，以小船抛球情境设计，提升质疑创新能力，适配新授课适度拓展需求|

6. 反冲现象 火箭 基础巩固 1. 物理在生活和生产中有广泛应用, 以下实例没有利用反冲现象的是 ( ) A. 乌贼喷水前行 B. 电风扇吹风 C. 火箭喷气升空 D. 飞机喷气加速 2. 乌贼游动时，先把水吸入体腔，然后收缩身体, 通过身体上的小孔向外喷水, 使身体向相反方向快速移动.某次静止的乌贼在瞬间喷出的水的质量占喷水前自身总质量的 ,喷水后乌贼获得的速度为 ,则喷出的水的速度为 ( ) A. B. C. D. 3. 如图所示,一个质量为 的人抓在一只大气球下方,气球下面有一根长绳. 气球和长绳的总质量为 , 长绳的下端刚好和水平面接触. 初始静止时人离地面的高度为 . 如果这个人开始沿长绳向下滑动, 当他滑到长绳下端时, 他离地面的高度大约是 (可以把人看作质点)( ) 第 3 题 A. B. C. D. 4. 有一个质量为 的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为 、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块, 其中一块质量为 ,速度大小为 、方向水平向东,则另一块的速度是 ( ) A. B. C. D. 5. (教材改编题) 一个连同装备共有 的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船 的位置与飞船处于相对静止的状态. 装备中有一个高压气源，能以 的速度喷出气体.航天员为了能在 内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出气体的质量约为 ( ) A. B. C. D. 6. 如图所示,小船静止于水面上,站在船尾的人不断将鱼抛向左方船头的舱内，将一定质量的鱼抛完后，关于小船的速度和位移，下列说法正确的是 ( ) 第 6 题 A. 向左运动，船向左移动了一些 B. 小船静止，船向左移动了一些 C. 小船静止，船向右移动了一些 D. 小船静止，船不移动 7. 如图所示,质量为 的小车静止在光滑的水平地面上,小车上有 个质量为 的小球, 现用两种方式将小球相对于地面以恒定速度 向右水平抛出,第一种方式是将 个小球一起抛出; 第二种方式是将小球一个接一个地抛出, 比较这两种方式抛完小球后小车的最终速度 ( ) 第 7 题 A. 第一种较大 B. 第二种较大 C. 两种一样大 D. 不能确定 8. 一半径为 、质量为 的光滑半圆形底座， 放置在光滑水平面上，将一半径为 、质量为 的小球紧靠底座右侧由静止释放，释放时小球圆心 和底座圆心 在同一水平高度上,且 ,当小球到达底座最低点时, 底座运动的位移大小是 ( ) 第 8 题 A. B. C. D. 综合运用 9. 质量为 的人站在质量为 的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行. 车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比. 当车速为 时，人从车上以相对于地面大小为 的速度水平向后跳下. 跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则车运动的 图像正确的是 ( ) A.B. C.D. 10. 如图所示,质量分别为 的木块 和 B，并排放在光滑水平面上，木块 A 上固定一竖直轻杆，轻杆上端的 点系一细线，细线另一端系质量为 的 球. 现将 球拉起使细线水平伸直,并由静止释放,当 球运动到最低点时,测得木块 的速度大小为 . 已知重力加速度大小为 ，则下列说法正确的是 ( ) 第 10 题 A. 细线长为 B. C 球经过最低点的速度大小可能为 C. C 球经过最低点的速度大小可能为 D. C 球相对最低点上升的最大高度为 11. 如图所示，一质量为 、 半径为 的四分之一光滑圆弧槽, 放在光滑的水平, 面上，底端 点切线水平， 有一质量为 、可视为质点的小球由槽顶端 点静止释放. 不计空气阻力，在小球下滑至槽底端 点的过程中，下列说法正确的是( ) 第 11 题 A. 若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统动量守恒 B. 若圆弧槽不固定, 小球水平方向的位移大小为 C. 圆弧槽固定和不固定两种情形下, 小球滑到 点时的速度之比为 D. 圆弧槽固定和不固定两种情形下，圆弧槽对地面的最大压力之比为 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12. (教材改编题)2024 年 5 月 3 日 17 时 27 分， 我国在文昌航天发射场，用长征五号遥八运载火箭成功发射探月工程嫦娥六号探测器， 这一高光时刻吸引了全球的关注. 假设火箭喷气发动机每次喷出 的气体,气体喷出时的速度 . 设火箭质量 ,发动机每秒钟喷气 20 次. 第 12 题 (1)当第三次喷出气体后，火箭的速度为多大? (2)运动第 末，火箭的速度为多大? 拓广探索 13. 如图所示, 在平静的湖面上有一小船以速度 匀速行驶,人和船的总质量为 ,船上另载有 20 个完全相同的小球,每个小球的质量为 . 人站立在船头, 沿着船的前进方向、每隔一段相同的时间水平抛出一个小球, 不计水的阻力和空气的阻力. 第 13 题 (1)如果每次都是以相对于湖岸的速度 抛出小球,试计算抛出第一个小球后小船的速度大小 ，抛出第几个小球后船的速度反向? (2)如果每次都是以相对于小船的速度 抛出小球,抛出第 16 个小球可以使船的速度改变多少? 学科网（北京）股份有限公司 $ 6. 反冲现象 火箭 基础巩固 1. 物理在生活和生产中有广泛应用, 以下实例没有利用反冲现象的是 ( ) A. 乌贼喷水前行 B. 电风扇吹风 C. 火箭喷气升空 D. 飞机喷气加速 【答案】 B 【解析】乌贼喷水前行、火箭喷气升空、飞机喷气加速都是利用了反冲原理; 而电风扇吹风不是反冲. 故选 B. 2. 乌贼游动时，先把水吸入体腔，然后收缩身体, 通过身体上的小孔向外喷水, 使身体向相反方向快速移动.某次静止的乌贼在瞬间喷出的水的质量占喷水前自身总质量的 ,喷水后乌贼获得的速度为 ,则喷出的水的速度为 ( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】设乌贼喷出水的质量为 ,水的速度大小为 , 喷水后乌贼的质量为 ，速度大小为 ，乌贼与水组成的系统在喷水前后动量守恒, 总动量为 0 , 根据动量守恒定律有 ,解得 . 故选 A. 3. 如图所示,一个质量为 的人抓在一只大气球下方,气球下面有一根长绳. 气球和长绳的总质量为 , 长绳的下端刚好和水平面接触. 初始静止时人离地面的高度为 . 如果这个人开始沿长绳向下滑动, 当他滑到长绳下端时, 他离地面的高度大约是 (可以把人看作质点)( ) 第 3 题 A. B. C. D. 【答案】 【解析】设人的速度为 ,气球的速度为 ,人下滑的距离为 ,气球上升的距离为 ,根据人和气球动量守恒有 ,整理可得 ,所以 , 气球和人运动的路程之和为 ,则人下滑的距离为 ,气球上升的距离为 , 所以此时人离地面的高度大约是 . 故选 B. 4. 有一个质量为 的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为 、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块, 其中一块质量为 ,速度大小为 、方向水平向东,则另一块的速度是 ( ) A. B. C. D. 【答案】 C 【解析】爆竹在最高点速度大小为 、方向水平向东,爆炸前动量为 ,其中一块质量为 ,速度大小为 、方向水平向东,设爆炸后另一块瞬时速度为 ,取爆竹在最高点爆炸前的速度方向为正方向，爆炸过程水平方向动量守恒， 则有 ,解得 . 故选 C. 5. (教材改编题) 一个连同装备共有 的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船 的位置与飞船处于相对静止的状态. 装备中有一个高压气源，能以 的速度喷出气体.航天员为了能在 内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出气体的质量约为 ( ) A. B. C. D. 【答案】 【解析】设喷出气体质量为 ,航天员初始总质量 ,喷气速度 ,所需速度 ,根据动量守恒有 ,解得 . 故选 B. 6. 如图所示,小船静止于水面上,站在船尾的人不断将鱼抛向左方船头的舱内，将一定质量的鱼抛完后，关于小船的速度和位移，下列说法正确的是 ( ) 第 6 题 A. 向左运动，船向左移动了一些 B. 小船静止，船向左移动了一些 C. 小船静止，船向右移动了一些 D. 小船静止，船不移动 【答案】 C 【解析】人、船、鱼组成的系统水平方向动量守恒, 开始时系统静止，动量为 0 ，由动量守恒定律可知，最终，船是静止的; 在人将鱼向左抛出而鱼没有落入船舱的过程中, 鱼具有向左的动量，由动量守恒定律可知，船 (包括人) 具有向右的动量, 船要向右移动, 鱼落入船舱后船即停止运动, 如此反复，在抛鱼的过程中船要向右运动，最终船向右移了一些. 故选 C. 7. 如图所示,质量为 的小车静止在光滑的水平地面上,小车上有 个质量为 的小球, 现用两种方式将小球相对于地面以恒定速度 向右水平抛出,第一种方式是将 个小球一起抛出; 第二种方式是将小球一个接一个地抛出, 比较这两种方式抛完小球后小车的最终速度 ( ) 第 7 题 A. 第一种较大 B. 第二种较大 C. 两种一样大 D. 不能确定 【答案】 C 【解析】以车与球组成的系统为研究对象, 系统所受合外力为 0 , 系统动量守恒, 以向右为正方向, 由动量守恒定律可得, 个小球同时抛出时有 ,解得 ,负号表示方向向左; 第二种方式是将小球一个接一个地抛出, 每抛出一个小球列一个动量守恒方程, 由数学归纳的思想可得 ,负号表示方向向左,由此可知, 两种方式, 车的速度相等. 故选 C. 8. 一半径为 、质量为 的光滑半圆形底座， 放置在光滑水平面上，将一半径为 、质量为 的小球紧靠底座右侧由静止释放，释放时小球圆心 和底座圆心 在同一水平高度上,且 ,当小球到达底座最低点时, 底座运动的位移大小是 ( ) 第 8 题 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】设当小球到达底座最低点时, 底座运动的位移大小为 ,则小球相对于地面的水平位移大小为 , 小球和底座组成的系统, 水平方向不受外力, 系统在水平方向动量守恒. 取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒有 ,即 ,结合 ,解得 ,故选 A. 综合运用 9. 质量为 的人站在质量为 的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行. 车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比. 当车速为 时，人从车上以相对于地面大小为 的速度水平向后跳下. 跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则车运动的 图像正确的是 ( ) A.B. C.D. 【答案】B 【解析】人和车以共同的速度在水平地面上沿直线前行, 做匀减速直线运动,当车速为 时,人从车上以相对于地面大小为 的速度水平向后跳下,跳离前后系统动量守恒,规定车的速度方向为正方向,则有 ,解得 ,人跳车后车做匀减速直线运动,车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比,所以人跳车前后车的加速度不变,则能正确表示车运动的 图像是 B. 故选 B. 10. 如图所示,质量分别为 的木块 和 B，并排放在光滑水平面上，木块 A 上固定一竖直轻杆，轻杆上端的 点系一细线，细线另一端系质量为 的 球. 现将 球拉起使细线水平伸直,并由静止释放,当 球运动到最低点时,测得木块 的速度大小为 . 已知重力加速度大小为 ，则下列说法正确的是 ( ) 第 10 题 A. 细线长为 B. C 球经过最低点的速度大小可能为 C. C 球经过最低点的速度大小可能为 D. C 球相对最低点上升的最大高度为 【答案】 D 【解析】设 C 球由静止释放到第一次经过最低点的过程中, 球运动到最低点时的速度大小为 ,由题意可知, 的速度大小为 球由静止释放在向下摆动的过程中,对 A 有拉力，使得 A、B 之间有弹力，A、B 不会分离，当 C 球运动到最低点时，A、B 间弹力为 0，A、B 将要分离，A、B 分离时速度相等，A、B、C 系统水平方向不受外力，系统水平方向上动量守恒,取水平向左为正方向,有 ,解得 ,由机械能守恒定律有 , 解得 错误; 球向左摆至最高点时, 共速,水平向左为正方向,由水平方向动量守恒有 ,由机械能守恒定律有 ,解得 , D 正确. 故选 D. 11. 如图所示，一质量为 、 半径为 的四分之一光滑圆弧槽, 放在光滑的水平, 面上，底端 点切线水平， 有一质量为 、可视为质点的小球由槽顶端 点静止释放. 不计空气阻力，在小球下滑至槽底端 点的过程中，下列说法正确的是( ) 第 11 题 A. 若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统动量守恒 B. 若圆弧槽不固定, 小球水平方向的位移大小为 C. 圆弧槽固定和不固定两种情形下, 小球滑到 点时的速度之比为 D. 圆弧槽固定和不固定两种情形下，圆弧槽对地面的最大压力之比为 【答案】 C 【解析】若圆弧槽不固定, 小球和槽组成的系统合外力不为 0 , 系统动量不守恒, 但系统在水平方向合力为 0 , 动量守恒, 错误; 根据系统在水平方向上动量守恒有 ,根据运动学公式有 ,解得 错误; 若圆弧槽固定,设小球滑至 点时的速度为 ,根据动能定理有 ,解得 ,圆弧槽不固定的情形下,设小球滑到 点时的速度为 ,圆弧槽的速度为 ,取水平向右为正方向,则根据系统在水平方向上动量守恒有 ,根据系统机械能守恒有 ,解得 , 则 , 正确; 圆弧槽固定的情形下,小球下滑到最低点时有 ,解得 ,再以圆弧槽为研究对象,圆弧槽对地面的最大压力 ,圆弧槽不固定的情形下,小球下滑到最低点有 ,解得 ,再以圆弧槽为研究对象,圆弧槽对地面的最大压力 ,圆弧槽对地面的最大压力之比 , D 错误. 故选 C. 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12. (教材改编题)2024 年 5 月 3 日 17 时 27 分， 我国在文昌航天发射场，用长征五号遥八运载火箭成功发射探月工程嫦娥六号探测器， 这一高光时刻吸引了全球的关注. 假设火箭喷气发动机每次喷出 的气体,气体喷出时的速度 . 设火箭质量 ,发动机每秒钟喷气 20 次. 第 12 题 (1)当第三次喷出气体后，火箭的速度为多大? (2)运动第 末，火箭的速度为多大? 【答案】 (1)2 m/s (2)13.5 m/s 【解析】(1) 第三次气体喷出后， 共喷出的气体质量 ，以火箭初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有 ,解得 末发动机喷气 20 次,共喷出的气体质量为 ,根据动量守恒定律有 ,解得火箭 末的速度大小为 13.5 m/s. 拓广探索 13. 如图所示, 在平静的湖面上有一小船以速度 匀速行驶,人和船的总质量为 ,船上另载有 20 个完全相同的小球,每个小球的质量为 . 人站立在船头, 沿着船的前进方向、每隔一段相同的时间水平抛出一个小球, 不计水的阻力和空气的阻力. 第 13 题 (1)如果每次都是以相对于湖岸的速度 抛出小球,试计算抛出第一个小球后小船的速度大小 ，抛出第几个小球后船的速度反向? (2)如果每次都是以相对于小船的速度 抛出小球,抛出第 16 个小球可以使船的速度改变多少? 【答案】 ( 1 ) 个 ( 2 ) 【解析】( 1 )人拋出第一个小球前后, 对船、人及 20 个小球整体分析, 取小船原来匀速运动的方向为正方向,由动量守恒定律有 ，代入数据解得 ，即抛出第一个小球后,船的速度为 . 同理,抛出第 个小球时,有 ,联立上式可推得 ,代入数据解得 ,当 ,即船反向,有 ,解得 ,即当抛出第 11 个小球时船反向. (2) 设第 16 次抛出小球前,小船的对地速度为 , 抛出后小船的对地速度为 ,因小球是以相对于小船的速度 抛出,故抛出后小球对地的速度为 ,由动量守恒定律有 ,代入数据可得船的速度减小 学科网（北京）股份有限公司 $