1.6 反冲现象 火箭 同步练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

反冲现象 火箭 一、单选题 1．下列运动不属于反冲运动的有（     ） A．火箭升空 B．发射炮弹后炮身后退 C．乒乓球碰到墙壁后弹回 D．喷气式飞机喷气飞行 2．如图所示，一只悬停在水中的乌贼，当外套膜吸满水后，它的总质量为，遇到危险时，通过短漏斗状的体管在极短时间内向后高速喷出的水，乌贼的逃窜速度大小为15m/s，则乌贼喷出水的速度大小为（　　） A． B． C． D． 3．小朋友进行滑板推球游戏，人匍匐在静止的水平滑板上，将静止在水平面上的球向前推出，使球垂直撞向墙壁。已知球与墙壁碰撞前、后的速率之比为3：1，且球与人刚好不会发生第二次碰撞。忽略一切阻力，则（　　） A．在人推球的过程中，系统的机械能守恒 B．在人推球的过程中，系统的动量增加 C．球与人的质量之比为1∶3 D．在人推球的过程中，人与球的动量变化相同 4．质量为的宇宙飞船以速度绕地球做匀速圆周运动，某时刻，飞船以相对飞船的速率向后喷出质量为的气体，喷出气体后飞船的速度为（     ） A． B． C． D． 5．如图所示，船静止在平静的水面上，船前舱有一抽水机把前舱的水匀速抽往后舱，不计水的阻力，下列说法正确的是（     ） A．若前后舱是分开的，则前舱将向后加速运动 B．若前后舱是分开的，则前舱将向前加速运动 C．若前后舱不分开，则船将向后加速运动 D．若前后舱不分开，则船将向前加速运动 6．步枪的质量为4.1kg，子弹的质量为9.6g，子弹从枪口飞出时的速度为855m/s，步枪的反冲速度大小为（     ） A．2m/s B．1m/s C．3m/s D．4m/s 7．2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。若一级火箭脱离后，火箭的总质量为M，速度为v0，此后火箭将质量为m的气体相对于火箭以速率u向后喷出，则火箭的速度大小为（     ） A． B． C． D． 8．如图所示，哈九中航天科普节活动中，某同学将静置在地面上的质量为M（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为m的水以相对地面为v0的速度与竖直方向成θ角斜向下喷出。已知重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是（     ） A．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力 B．水喷出的过程中，火箭和水加速度方向向下 C．火箭的水平射程为 D．火箭上升的最大高度为 9．航天员离开空间站太空行走时，连同装备共100 kg，在离飞船60 m的位置与空间站处于相对静止的状态，装备中有一个高压气源，能以50 m/s的速度喷出气体，为了能在5 min内返回空间站，他需要在开始返回的瞬间至少一次性向后喷出气体的质量是（不计喷出气体后航天员和装备质量的变化）（     ） A．0.10 kg B．0.20 kg C．0.35 kg D．0.40 kg 10．2025年12月31日，长征七号改运载火箭成功发射。初始静止的火箭总质量为M（包含气体的质量）。火箭喷出速度大小为的气体，火箭上升，喷出气体的质量为，要增大火箭的发射速度，下列操作可行的是（　　） A．减小 B．增大M C．增大M的同时减小 D．增大的同时减小M 11．如图所示，我国自行研制的第五代隐形战机“歼-20”以速度v0水平向右匀速飞行，到达目标地时，将战机上质量为M的导弹自由释放，导弹向后喷出质量为m、对地速率为v1的燃气，则对喷气后瞬间导弹的速率下列表述正确的是（     ） A．速率变大，为 B．速率变小，为 C．速率变小，为 D．速率变大，为 12．一半椭圆形滑槽放置在光滑水平地面上，其质量，半长轴，半短轴。在滑槽右侧上沿处由静止释放一质量为的小球（质点），与滑槽间摩擦不计。下列说法正确的是（     ） A．小球与滑槽构成的系统动量守恒 B．滑槽做振动的振幅为 C．小球的运动轨迹为椭圆 D．小球运动到最低点时对滑槽的压力大小为 13．如图所示，斜面体Q静置于光滑水平地面上，光滑斜面长度为L，物块P（可视为质点）沿斜面从顶端由静止下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（　　） A．物块下滑过程中机械能守恒 B．斜面对物块的支持力不做功 C．物块相对地面的速度方向沿斜面向下 D．物块相对地面的位移小于L 二、多选题 14．甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反方向滑去。下列正确的是（    ） A．在甲推乙之前，两人的总动量不为0 B．甲推乙后，两人都有了动量，总动量仍为0 C．已知甲的质量为45kg，乙的质量为50kg，甲的速率与乙的速率之比为 D．已知甲的质量为45kg，乙的质量为50kg，甲的速率与乙的速率之比为 15．如图所示，甲乙两人做抛球游戏，甲站在一辆平板车上，甲与车的总质量kg，车与水平地面间的摩擦不计。另有一质量kg的球，乙站在车对面的地上，身旁有若干质量不等的球。开始车静止，甲将球以速度v（相对于地面）水平抛给乙，乙接到抛来的球后，马上将另一只球以相同速率v水平抛回给甲，甲接到球后，再以速率v将此球水平抛给乙，这样反复进行，乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到球的质量的2倍，则（　　） A．甲第二次抛出球后，比第一次抛出球后的速度增加了0.20v B．甲第三次抛出球后，比第二次抛出球后的速度增加了0.32v C．从第一次算起，甲抛出5个球后，再也不能接到乙抛回来的球 D．从第一次算起，甲抛出4个球后，再也不能接到乙抛回来的球 16．如图所示，甲和他的冰车总质量，甲推着质量的小木箱一起以速度向右滑行。乙和他的冰车总质量也为，乙以同样大小的速度迎面而来。为了避免相撞，甲将小木箱以速度v沿冰面推出，木箱滑到乙处时乙迅速把它抓住。若不计冰面的摩擦力，则小木箱的速度v可能为（　　） A． B． C． D． 三、解答题 17．质量均为的木块和，并排放在光滑水平面上，如图所示。上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量也为的球。现将球拉起使细线水平伸直，并由静止释放球。 (1)若木块固定在水平面上，求球向左摆动能达到的最大高度； (2)若木块不固定，求球第一次摆到最低点时球的位移大小。 18．如图所示，AB是半径的四分之一光滑圆弧轨道，其最低点A与水平地面相切，质量分别为3m、m的物块a、b静止在水平面的P、A之间，a、b间夹有一小块炸药，水平面PA段光滑，P点左侧平面粗糙，两物块与粗糙平面间的动摩擦因数均为0.5，炸药瞬间爆炸，将两物块推开，a在粗糙平面上滑行了0.4m后静止，不计物块的大小，炸药质量不计，重力加速度，求： (1)炸药爆炸后物块a获得的速度大小； (2)若，求物块b滑到A点时对圆弧轨道的压力大小。 19．如图所示，物块、质量分别为、，二者中间夹有微量炸药（质量可忽略不计）静置在光滑水平平台上。质量的木板静置在平台右侧光滑的水平地面上，木板的上表面与平台齐平，上表面点左侧粗糙，右侧光滑。轻质弹簧固定在木板的右端，自然伸长时左端恰好位于点。引爆炸药，炸药化学能的转化为、两物块的动能，物块以的速度向左运动，物块滑上木板并压缩弹簧。已知木板粗糙部分长度为，物块与木板之间的动摩擦因数，物块可视为质点，弹簧未超过弹性限度，不计空气阻力，重力加速度取。求： (1)炸药爆炸后瞬间物块的速度大小； (2)炸药爆炸过程释放的化学能； (3)弹簧的弹性势能最大值。 试卷第2页（共3页） 试卷第3页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《反冲现象 火箭》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C B C C B A A C D 题号 10 11 12 13 14 15 16 答案 D A D D BD BD CD 1．C 【详解】反冲运动的核心是：系统在内力作用下，一部分物体向某一方向运动，另一部分向相反方向运动，相互作用力来自系统内部。 A．火箭升空时，火箭与喷出的燃气组成系统，在内力作用下燃气向后运动、火箭获得向前的反作用力飞行，属于反冲运动，故A不符合题意； B．发射炮弹时，炮弹与炮身组成系统，在内力作用下炮弹向前运动、炮身获得向后的反作用力后退，属于反冲运动，故B不符合题意； C．乒乓球碰到墙壁后弹回，是乒乓球受到系统外的墙壁的弹力作用发生反弹，相互作用力来自系统外，不属于反冲运动，故C符合题意； D．喷气式飞机喷气飞行时，飞机与喷出的高速气体组成系统，在内力作用下气体向后运动、飞机获得向前的反作用力飞行，属于反冲运动，故D不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】设悬停在水中的乌贼，当外套膜吸满水后，它的总质量为，遇到危险时喷出水的质量为，乌贼的逃窜速度大小为，则喷水过程，根据动量守恒可得 解得 故选B。 3．C 【详解】A．在人推球的过程中，人要释放生物能，则系统的机械能增加，A错误； BC．设人推出球后，人的速度为v，则由题意可知，球与墙壁碰后速度为v，则人推出球后，球的速度为3v，人推球过程中，对人和球的系统受合外力为零，则系统动量守恒，可得，则球与人的质量之比为m:M=1:3，C正确，B错误； D．在人推球的过程中，人与球的动量变化大小相同，但方向不同，D错误。 故选C。 4．C 【详解】飞船喷气过程满足动量守恒，喷气前总动量为 设喷气后设飞船的速度为，则气体的速度为，根据动量守恒定律有 解得，故C正确。 5．B 【详解】AB．若前后舱是分开的，抽水机将水从前舱抽出时，水被向后推出，水获得了向后的动量。根据牛顿第三定律，水会给前舱一个向前的反作用力，因此前舱将向前加速运动。同时，水落到后舱时，水会被后舱挡住停下，后舱给水一个向前的力，水给后舱一个向后的力，后舱会向后加速，故A错误，B正确； CD．若前后舱不是分开的，此时将整个船和船上所有的水视为一个系统。水从前往后抽的过程，属于系统内部各部分之间的相互作用。由于系统在水平方向上不受外力（不计水的阻力），系统的总动量守恒。因为船初始是静止的（总动量为），无论内部的水如何流动，系统的总动量始终为，船都不会产生加速运动，故CD错误。 故选B。 6．A 【详解】步枪发射子弹瞬间，子弹与步枪组成的系统内力远大于外力，系统动量守恒，且系统初始总动量为0。取子弹的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得 其中、、，代入解得步枪的反冲速度大小 故选A。 7．A 【详解】喷气过程内力远大于外力，火箭与喷出气体组成的系统动量守恒。设喷出气体后火箭的速度大小为，取火箭的速度方向为正方向，则气体相对地面的速度为，由动量守恒定律得 解得 故选A。 8．C 【详解】A．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，故A错误； B．水喷出的过程中，火箭的加速度斜向上，水的加速度斜向下，故B错误； C．在水喷出后的瞬间，火箭获得的速度最大，由动量守恒定律有 解得 火箭上升的时间为 火箭的水平射程为 ，故C正确； D．水喷出后，火箭做斜向上抛运动，有 解得 ，故D错误。 故选C。 9．D 【详解】时间 由匀速运动公式得 喷气过程内力远大于外力，系统动量守恒，初始总动量为0，有 代入、，解得喷出气体质量 故选D。 10．D 【详解】火箭发射瞬间，重力冲量可忽略，火箭与喷出气体组成的系统动量守恒，初始静止总动量为0。取向上为正方向，设火箭获得的速度为，根据动量守恒推导得火箭速度： 由此可知：火箭发射速度与喷出气体速度、喷出质量正相关，与火箭初始总质量负相关。 A．减小会使减小，不可行，故A错误； B．增大会使减小，不可行，故B错误； C．增大同时减小，会使减小，不可行，故C错误； D．增大同时减小，一定使增大，可行，故D正确。 故选D。 11．A 【详解】取导弹原运动方向为正方向，设喷气后瞬间导弹的速度为。喷气过程时间极短，导弹和燃气组成的系统水平方向动量守恒，则 解得 由于，导弹速率变大。 故选A。 12．D 【详解】A．小球与滑槽组成的系统，竖直方向上小球存在向心加速度，合外力不为零，竖直方向动量不守恒；仅水平方向不受外力，水平方向动量守恒，总动量不守恒。故A错误； B． 系统水平方向动量守恒，初始水平总动量为0，满足人船模型的动量守恒推论，任意时刻满足 对时间积分可得 其中是小球相对地面的水平位移，是滑槽相对地面的水平位移，且小球相对滑槽的水平位移满足 代入、，解得滑槽向右的最大位移为 当小球滑到左侧上沿时，滑槽会向右运动再运动0.2m后速度变为0，此时滑槽位于初始位置右侧0.4m处，后续滑槽会在初始位置和该位置之间往复运动，因此滑槽振动的振幅为，故B错误； C．椭圆滑槽的方程是滑槽参考系（非惯性系）下的轨迹，以滑槽中心为原点，可得椭圆方程 而小球相对地面参考系的水平坐标满足， 以滑槽初始时中心位置为坐标原点，得到小球相对地面的轨迹方程 其中，可得该轨迹方程是以为圆心，半径为的圆，因此小球运动轨迹是圆。故C错误； D． 小球滑到最低点时，由水平动量守恒得 结合机械能守恒 代入数值解得 此时小球相对滑槽的速度为 在滑槽参考系中，最低点的曲率半径为 由向心力公式 代入得轨道支持力 根据牛顿第三定律，小球对滑槽的压力大小为，故D正确。 故选D。 13．D 【详解】AB．物块P下滑过程中，物块P对斜面体Q的压力对斜面体做正功，斜面体向右做加速运动，斜面体Q对物块P的支持力对物块P做负功，物块机械能不守恒，故AB错误； C．物块相对斜面体的速度方向沿斜面向下，相对地面的速度方向不是沿斜面向下，故C错误； D．设斜面体倾角为θ，物块P的质量为m，斜面体Q的质量为M，根据人船模型的特点可得， 联立解得 所以物块相对地面的位移大小为，故D正确。 故选D。 14．BD 【详解】AB．冰面光滑，对甲与乙构成的系统，所受外力的合力为0，由于甲、乙两人初始状态均处于静止，总动量为零；根据动量守恒定律可知，甲推乙后，两人都有了动量，总动量仍为0，故A错误，B正确； CD．根据动量守恒定律有 解得，故D正确，C错误。 故选BD。 15．BD 【详解】AB．第一次抛出球甲的速度为v1，由动量守恒定律 第二次抛出球甲的速度为v2，由动量守恒定律 第三次抛出球甲的速度为v3，由动量守恒定律 解得 甲第二次抛出球后，比第一次抛出球后的速度增加了 甲第三次抛出球后，比第二次抛出球后的速度增加了，故A错误，B正确； CD．第三四次抛出球甲的速度为v4，由动量守恒定律 解得，从第一次算起，甲抛出4个球后，再也不能接到乙抛回来的球，故C错误，D正确。 故选BD。 16．CD 【详解】对于甲和箱子根据动量守恒得 对于乙和箱子根据动量守恒得 当甲乙恰好不相碰，则 联立解得 若要避免碰撞，则需要满足 故选CD。 17．(1) (2) 【详解】（1）木块固定在水平面上，球向下摆动过程中木块和产生挤压保持静止，故球在该过程中满足机械能守恒，经过最低点的速度大小满足 解得 当球摆过最低点后，木块与分离，球带动木块向左运动，系统水平方向动量守恒，取向左为正方向，当球向左摆动达到的最大高度时，、保持相对静止，有 同时，根据系统机械能守恒，有 联立解得 （2）木块不固定，则系统水平方向不受外力作用，则对球和木块、组成的系统水平方向平均动量守恒，设水平向左为正方向，任意时刻有 对时间微元求和得 球第一次摆到最低点时，球和木块、的相对位移满足 解得， 故球第一次摆到最低点时球的位移大小 18．(1)2m/s (2)30N 【详解】（1）设爆炸后物块a获得的速度大小为，根据动能定理可得 解得 （2）设爆炸后物块b的速度大小为，根据动量守恒定律可得 解得 物块b滑到圆弧轨道的最低点A时，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律可得物块b滑到A点时对圆弧轨道的压力大小为30N。 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）炸药爆炸过程，对、系统有 解得 （2）根据能量守恒，炸药化学能的转化为、两物块的动能，有 解得 （3）当物块与木板共速时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒有 解得 根据能量守恒有 解得 答案第4页（共4页） 答案第3页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 $