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

6　反冲现象　火箭 【课后自主训练】 6 反冲现象 火箭 1.下列关于反冲运动的说法中，正确的是(　　) A.抛出物的质量要小于剩余部分的质量，才能出现反冲现象 B.若抛出物的质量大于剩余部分的质量，则剩余部分的反冲力大于抛出物所受的力 C.在反冲运动中，牛顿第三定律适用，但牛顿第二定律不适用 D.在反冲运动中，牛顿第三定律与牛顿第二定律都适用 2.一人静止于光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列说法中可行的是(　　) A.向后踢腿 B.向后甩手 C.脱下衣服或鞋子水平抛出 D.脱下衣服或鞋子竖直向上抛出 3.一只质量为0.9 kg的乌贼吸入0.1 kg的水后，静止在水中。当遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以大小为2 m/s的速度逃窜。下列说法正确的是(　　) A.乌贼喷出的水的速度大小为18 m/s B.乌贼喷出的水的速度大小为20 m/s C.在乌贼喷水的过程中，乌贼的动量守恒 D.在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大 4.如图，反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动。如果小车运动前总质量m1=3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m2=0.1 kg，水蒸气质量忽略不计。则： (1)若橡皮塞喷出时获得水平速度v=2.9 m/s，求小车的反冲速度。 (2)若橡皮塞喷出时速度大小为v=2.9 m/s，方向与水平方向成60°角，求小车的反冲速度(小车一直在水平方向运动)。 5.(2025·濮阳外国语学校高二检测)2024年7月5日，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭，成功将天绘五号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。关于火箭点火发射升空的情景，下列说法正确的是(　　) A.在火箭向下喷出气体的过程中，火箭的惯性变大 B.火箭尾部向下喷出气体，该气体对空气产生一个作用力，空气对该气体的反作用力使火箭获得向上的推力 C.火箭尾部向下喷出气体，火箭对该气体产生一个作用力，该气体会对火箭产生一个反作用力，使火箭获得向上的推力 D.火箭飞出大气层后，由于没有了空气，因此火箭虽然向后喷气，但是无法获得向前的推力 6.有一火箭正在远离任何星体的太空中以速度v0匀速飞行，某时刻，火箭在极短的时间Δt内喷射质量为Δm的燃气，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是u，此次喷气后火箭的质量是m，则火箭在此次喷气后速度增加量为(　　) A.-u B.u C.-v0 D.(v0-u) 7.如图所示，一架喷气式飞机正相对地面以600 m/s的速度飞行，若它喷出的气体相对飞机的速度大小为350 m/s，不计重力和空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A.以地面为参考系，气体的速度方向与飞机飞行方向相反 B.以地面为参考系，气体喷出时的速度为950 m/s C.以这种速度继续喷出气体，飞机的速度会增加 D.只有喷出的气体相对飞机的速度大于600 m/s，飞机速度才会增加 8.(多选)科普节活动中，某兴趣小组利用饮料瓶制作的“水火箭”如图所示，瓶中装有一定量的水，其发射原理是通过打气使瓶内空气压强增大，当橡皮塞与瓶口脱离时，瓶内水向后喷出。静置于地面上的质量为M(含水)的“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的速度竖直向下喷出。重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是(　　) A.水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒 B.火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力 C.发射后，火箭在空中飞行的时间为 D.火箭上升的最大高度为 9.在发射地球卫星时需要运载火箭多次点火，以提高最终的发射速度。某次地球近地卫星发射的过程中，火箭喷气发动机每次喷出质量为m=800 g的气体，气体离开发动机时的对地速度v=1 000 m/s，假设火箭(含燃料在内)的总质量为M=600 kg，发动机每秒喷气20次，忽略地球引力的影响，则(　　) A.火箭第三次喷出气体后速度的大小约为4 m/s B.地球卫星要能成功发射，速度大小至少达到11.2 km/s C.要使火箭能成功发射至少要喷气500次 D.要使火箭能成功发射至少要持续喷气17 s 10.(11分)一个连同装备共有M=100 kg的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船x=45 m处与飞船处于相对静止状态。他带着一个装有m0=0.5 kg氧气的贮氧筒，贮氧筒有个喷嘴可以使氧气相对于飞船以v=50 m/s的速率向后喷出。航天员必须向着与返回飞船相反的方向喷出氧气，才能回到飞船上去，同时又必须保留一部分氧气供他在飞回飞船的途中呼吸。航天员呼吸的耗氧率为Q=2.5×10-4 kg/s。 (1)(5分)如果航天员在开始返回的瞬间喷出m1=0.1 kg的氧气，求喷出氧气后航天员相对于飞船的速度大小。 (2)(6分)试计算，喷出m1=0.1 kg的氧气后，该航天员能安全返回飞船吗？ 【拔高选练】 11.(12分)(2026·常州市高二期末)2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星，中国首次火星探测任务取得圆满成功。携带火星车的着陆器与环绕器分离后，最后阶段利用反推火箭在火星表面实现软着陆，设着陆器和燃料的总质量为M，极短时间内喷射的燃气质量是m，为使着陆器经一次瞬间喷射燃气后，其下落的速率从v0减为v，求： (1)(7分)一次瞬间喷射过程中对燃气的冲量I'。 (2)(5分)瞬间喷出的燃气相对火星表面的速率v'。 【课后自主训练参考答案】 1.答案　D 解析　无论抛出物的质量多大，都能出现反冲现象，A错误；由牛顿第三定律可知剩余部分获得的反冲力等于抛出物所受的力，B错误；在反冲运动中，牛顿第三定律与牛顿第二定律都适用，C错误，D正确。 2.答案　C 解析　以人作为整体为研究对象，向后踢腿或向后甩手，人整体的总动量为0，不会运动起来，故A、B错误；把人和衣服、鞋子视为一个整体，这个整体动量为0，人给衣服或鞋子一个水平速度，总动量不变，所以人有一个反向的速度，可以离开冰面，故C正确；把人和衣服、鞋子视为一整体，这个整体动量为0，人给衣服或鞋子一个竖直方向的速度，水平方向的总动量仍然等于0，所以人仍然静止，不能离开冰面，故D错误。 3.答案　A 解析　在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统所受合外力为零，动量守恒，C、D错误；设乌贼喷出的水的速度大小为v1，则Mv2=mv1，解得v1=18 m/s，A正确，B错误。 4.答案　(1)0.1 m/s，方向与橡皮塞速度方向相反 (2)0.05 m/s，方向与橡皮塞水平分速度方向相反 解析　(1)反冲过程动量守恒，以橡皮塞运动的方向为正方向， 根据动量守恒定律有m2v-(m1-m2)v1=0 解得v1=0.1 m/s 方向与橡皮塞速度方向相反。 (2)此时系统水平方向的动量守恒，则有 m2vcos 60°-(m1-m2)v2=0 解得v2=0.05 m/s 方向与橡皮塞水平分速度方向相反。 5.答案　C 解析　火箭喷出气体后质量变小，其惯性变小，故A错误；火箭尾部向下喷出气体，火箭对该气体产生一个作用力，该气体会对火箭产生一个反作用力，使火箭获得向上的推力，故B错误，C正确；火箭飞出大气层后，火箭对气体有作用力，该气体对火箭有反作用力，仍可以使火箭获得向前的推力，故D错误。 6.答案　A 解析　根据题意，喷出燃气后，燃气的速度为v1=v0+u，则燃气的动量变化为Δp1=Δmv1-Δmv0=Δmu；设火箭在此次喷气后速度为v2，则火箭此次喷气的动量变化为Δp2=mv2-mv0=mΔv，根据动量守恒定律得Δp1+Δp2=Δmu+mΔv=0，解得火箭在此次喷气后速度增加量为Δv=-u，故选A。 7.答案　C 解析　根据相对速度关系，由于喷出的气体相对飞机的速度大小为350 m/s，小于600 m/s，可知气体相对于地面的速度与飞机速度同向，大小为600 m/s-350 m/s=250 m/s，故A、B错误；令飞机的总质量为M，喷出气体的质量为m，根据动量守恒定律有Mv0=(M-m)v1+mv2，所以喷出气体后，飞机的速度v1=v0+(v0-v2)，结合上述可知，由于喷出的气体相对于飞机的速度小于600 m/s，所以气体相对于地面的速度与飞机速度同向，根据表达式可知，v1>v0，故喷出气体后的飞机速度仍是增加的，故C正确，D错误。 8.答案　CD 解析　水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，故A错误；火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，故B错误；由动量守恒定律可得(M-m)v=mv0，解得火箭获得的速度为v=，火箭在空中飞行的时间为t==，故C正确；水喷出后，火箭做竖直上抛运动，由题意有v2=2gh，解得火箭上升的最大高度为h===，故D正确。 9.答案　A 解析　火箭第三次喷出气体后，根据动量守恒定律：3mv=(M-3m)v3，解得v3≈4 m/s，选项A正确；地球卫星要能成功发射，速度大小至少达到第一宇宙速度7.9 km/s，选项B错误；设要使火箭能成功发射至少要喷气n次，则nmv=(M-nm)vn，其中vn=7.9 km/s，解得n≈666次，即要使火箭能成功发射至少要持续喷气约 s=33.3 s，选项C、D错误。 10.答案　(1)0.05 m/s　(2)能 解析　(1)根据动量守恒定律可知 m1v=(M-m)v'， 解得v'≈0.05 m/s (2)航天员回到飞船时需要的氧气 Δm=Q=×2.5×10-4 kg =0.225 kg<(m0-m1)=0.4 kg， 则该航天员能安全返回飞船。 【拔高选练】 11.答案　(1)(M-m)(v0-v)，方向与v0方向相同　(2)(v0-v)+v 解析　(1)一次瞬间喷射前着陆器的动量 p=(M-m)v0 一次瞬间喷射后着陆器的动量p'=(M-m)v 一次瞬间喷射过程中燃气对着陆器的冲量 I=(M-m)(v-v0)，方向与v0方向相反 一次瞬间喷射过程中着陆器对燃气的冲量 I'=(M-m)(v0-v)，方向与v0方向相同 (2)喷射燃气的过程动量守恒，有 Mv0=(M-m)v+mv' 解得v'=(v0-v)+v。 学科网（北京）股份有限公司 $