1.6 反冲现象 火箭(分层作业)物理人教版选择性必修第一册
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内容正文:
1.6 反冲现象 火箭(分层作业)
目录
【A 基础达标题】
一、反冲现象
二、火箭
三、相对速度与参考系
四、反冲的连续作用与多级推进
【B 能力提升题】
【C 拓展培优题】
【A 基础达标题】
一、反冲现象
1.(25-26高二上·江苏苏州·期中)下列现象中应用了反冲原理的是( )
①发射炮弹后炮身后退②园林的灌溉装置能一边喷水一边旋转
③喷气式飞机和火箭的飞行④用力向后蹬地,人向前运动
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
【答案】A
【详解】反冲是指系统的一部分在内力的作用下向某一方向运动时,由于动量守恒,其余部分向相反的方向运动。①发射炮弹时,炮身因反冲作用向后运动,符合反冲原理;②园林的灌溉装置喷水时,灌溉装置因反冲作用向相反方向旋转,符合反冲原理;③喷气式飞机和火箭向后喷射高速气体,喷气式飞机和火箭因反冲作用向前运动,符合反冲原理;④用力向后蹬地,人获得向前的反作用力而向前运动,但这个反作用力并不是由于地面向相反方向运动而产生的,不符合反冲原理。
故选A。
2.关于火箭、反冲现象,下列说法正确的是( )
A. 火箭、汽车的运动都属于反冲运动
B. 火箭开始工作后做加速运动的原因是燃料燃烧推动空气,空气的反作用力推动火箭
C. 为了减少反冲的影响,用枪射击时要用肩部抵住枪身
D. 在没有空气的宇宙空间,火箭无法利用反冲进行加速
【答案】C
【详解】A.火箭的运动属于反冲运动,而汽车是利用燃料燃烧获得向前的牵引力从而使汽车前进的,不属于反冲运动,故A错误;
B.由于反冲作用,火箭燃料燃烧产生的气体给火箭一个反作用力使火箭加速运动,这个反作用力并不是空气给的,故B错误;
C.用枪射击时要用肩部抵住枪身,这样可以减少反冲的影响,故C正确;
D.火箭的加速利用了反冲原理,靠喷出气流的反作用力进行加速,没有空气也可以加速,故D错误。
故选C。
3.反冲现象在生活中很常见,下列情景不属于反冲现象的是( )
A. 体操运动员在落地时总要屈腿
B. 火箭靠喷出气体获得巨大的速度
C. 园林的喷灌装置一边喷水一边旋转
D. 章鱼向某个方向喷出水,身体向相反方向运动
【答案】A
【详解】反冲现象是系统在内力作用下分成两部分,一部分向某一方向运动、另一部分同时向相反方向运动的现象,其本质是内力作用下的动量守恒。
A.体操运动员落地时屈腿,是为了延长与地面的作用时间,从而减小地面对运动员的作用力,属于动量定理的应用,不属于反冲现象;
B.火箭喷出气体的同时获得向上的动量,喷出气体与火箭的动量等大反向,属于反冲现象;
C.喷灌装置喷水时,水向某一方向喷出,装置向相反方向运动而旋转,属于反冲现象;
D.章鱼向某方向喷水时,身体向相反方向运动,属于反冲现象。
本题选不属于反冲现象的,故选A。
二、火箭
4.(25-26高二上·山东济宁·月考)(多选)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
【答案】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。
5.(24-25高二下·甘肃酒泉·期末)乌贼靠自身的漏斗状体管喷射海水推动身体运动,被称为“水中火箭”。如图所示,一只悬浮在水中的乌贼,当外套膜吸满水后,它的总质量为2.5kg,遇到危险时,通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出,从而以35m/s的速度迅速逃窜,喷出水的质量为0.5kg,则喷出水的速度大小为( )
A. 80m/s B. 120m/s C. 140m/s D. 200m/s
【答案】C
【详解】由题意可知,乌贼逃命时的速度达到v1=35m/s,则乌贼和喷出的水组成的系统动量守恒,设乌贼喷射出水的速度为v2,取乌贼向前逃窜的方向为正方向,由动量守恒定律可得
解得
故选C。
6.(24-25高一下·重庆·月考)水火箭是利用反冲原理制作的趣味玩具,瓶内有高压气体和一定量的水。箭体与水的总质量为的水火箭,由静止沿竖直方向发射,在极短的时间内将内部质量为的水以速度向下喷出,剩余箭体上升。重力加速度为,则箭体上升的最大高度为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】喷水时间极短,可以认为喷水过程中动量近似守恒。初始总动量为0,喷出质量的水后,箭体()获得速度,取向下为正方向,则有
解得
箭体以初速度竖直上抛,则最大高度为
故选D。
7.(25-26高二·浙江诸暨·期末)如图所示,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的气体约为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】已知距离s=45m,时间t=10min=600s,可得航天员返回飞船所需的最小速度
初始时航天员与气体均静止,系统总动量为0。设喷气前系统质量M=100kg,喷出气体质量为m,气体速度u=50m/s,取航天员运动方向为正方向,由系统动量守恒有
代入数值得
故选B。
三、相对速度与参考系
8.以速度大小向上飞行的火箭在极短时间内向下喷出质量为的气体,喷出气体相对喷气前火箭所处的惯性参考系的速度大小为,喷出气体后火箭的质量是,则火箭喷气后相对喷气前增加的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】设向上为正方向。喷气前,火箭质量为
速度为,总动量为
喷气后,火箭质量为,速度为,喷出气体质量为。喷出气体相对喷气前火箭的速度大小为,方向向下,故其绝对速度为
根据动量守恒定律,则有
化简、移项得
故火箭喷气后相对喷气前增加的速度大小为
故选A。
9.(26-27高二上·安徽阜阳临泉田家炳实验·阶段检测)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.
【答案】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。
10.(25-26高二上·河北沧州·阶段检测)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.
【答案】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。
四、反冲的连续作用与多级推进
11.(24-25高一下·广东肇庆·期末)我国研制的新型爆震发动机性能优越。在一次测试中,一台装备了该发动机的飞行器的总质量为M(含燃料),每次爆震均喷出质量为m、速度为v(相对地面)的气体,喷气方向始终与飞行器的运动方向相反(喷气时间极短,忽略空气阻力及每次喷出气体的重力)。假设飞行器最初在空中以速度v0匀速飞行,则相继进行了n次爆震后飞行器最终获得的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】设飞行器飞行的方向为正方向,因每次爆震均喷出质量为m、速度为v(相对地面)的气体,设相继进行了n次爆震后飞行器的速度大小为v1,根据动量守恒有
解得
故选D。
12.火箭向后喷气后自身获得向前的速度。某一火箭在喷气前的质量为,间断性完成了多次向后喷气,每秒钟可完成5次喷气。设每一次喷气均喷出气体,气体喷出后的速度为,则第三次喷气后火箭的速度为(题中涉及各速度均以地面为参考系)( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】取喷气前的火箭整体为研究对象,喷气过程动量守恒。设每次喷出气体的速度为v,三次喷气后火箭的速度为,由动量守恒定律得
解得
故ABC错误,D正确。
故选D。
13.(24-25高一下·河北张家口与石家庄地区·月考)某校科技小组发射水火箭如图所示,已知水火箭初始总质量为0.3kg。在极短时间内分两次喷射水流:第一次喷出质量为0.1kg的水,以10m/s的对地速度向下喷出;紧接着第二次喷出质量也为0.1kg的水,以12m/s的对地速度向下喷出。喷出过程中重力可忽略,重力加速度g取,空气阻力不计。水火箭上升的最大高度为( )
A. 6.2m B. 12.1m C. 24.2m D. 48.2m
【答案】C
【详解】水火箭靠压出的水给的反作用力加速,以水火箭运动的方向为正方向,在极短时间内喷水两次,均动量守恒,设两次喷水后水火箭的速度为,由动量守恒定律得
可得喷水后水火箭获得的速度为
水火箭上升的最大高度约为
故选C。
14.(24-25高二上·河南商丘·期末)2025年1月3日消息,过去的一年西昌卫星发射中心发射次数再创新高,西昌发射场19次、文昌发射场8次。某校科技小组发射水火箭如图所示,已知水火箭总质量为,在极短时间内将的水以对地的速度喷出。喷出过程中重力可忽略,重力加速度取,空气阻力不计,喷水后水火箭获得的速度大小和水火箭上升的最大高度分别为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】C
【详解】水火箭靠压出的水给的反作用力加速,以水火箭运动的方向为正方向,由动量守恒定律有
可得喷水后水火箭获得的速度为
水火箭上升的最大高度约为
故选C。
15.“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户,他把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝,设想利用火箭的推力,飞上天空,然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备[火箭(含燃料)、椅子、风筝等]总质量为M,点燃火箭后在极短的时间内,质量为m的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 火箭的推力来自空气对它的作用力
B. 在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为
C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D. 在燃气喷出后上升过程中,万户及所携设备动量守恒
【答案】B
【详解】A.火箭的推力是燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力,故A错误;
B.在燃气喷出后的瞬间,万户及所携设备组成的系统动量守恒,设火箭的速度大小为v,规定火箭运动方向为正方向,则有
解得火箭的速度大小为
故B正确;
C.喷出燃气后,万户及所携设备做竖直上抛运动,根据运动学公式可得,最大上升高度为
故C错误;
D.在燃气喷出后上升过程中,万户及所携设备因为受重力,系统动量不守恒,故D错误。
故选B。
16.(25-26高二上·山西山大附中、常青藤·联考)火箭加速上升时向下喷出高压气体从而产生向上的推力,若质量为的火箭喷气口的截面积为,喷出气体的密度为,不考虑火箭质量的变化,不计空气阻力,重力加速度为,当火箭向上加速运动的加速度大小为时,喷出气体的速度为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】根据牛顿第二定律,火箭向上加速度为 ,合力大小为 向上。火箭受推力 向上和重力 向下,故
解得
令极短时间内喷出气体的质量为,由动量定理得
其中
代入得
联立方程得
解得
故选A。
17.(25-26高二上·贵州凤冈县·期中)北京时间2025年10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。如图为长征二号F运载火箭刚发射时的情境。则下列说法正确的是( )
A. 火箭受到向下喷射的气体对它的作用而升空
B. 火箭受到周围空气对它的作用而升空
C. 火箭受到地面对它的弹力作用而升空
D. 在没有空气的环境中这类火箭无法升空
【答案】A
【详解】ABC.根据牛顿第三定律可知,火箭向下喷射燃气时,向下喷出的气体会对火箭产生向上的反作用力,推动火箭升空;该动力来源于火箭自身喷射出的气体,不是周围空气、也不是地面对火箭的弹力,故A正确,BC错误;
D.火箭的升空不需要依赖外界空气,在没有空气的环境中,火箭依然可以依靠喷气的反作用力升空,故D错误。
故选A。
【B 能力提升题】
18.(25-26高二上·江苏无锡·期末)一士兵坐在皮划艇上,他连同装备和皮划艇的总质量为,该士兵用自动步枪沿水平方向连续射出发子弹,每发子弹的质量均为,子弹离开枪口时相对步枪的速度为。射击前皮划艇是静止的,不考虑水的阻力。求:
(1)第一次射击后皮划艇的速度大小;
(2)第发子弹射击前后,皮划艇速度改变量的大小;
(3)若,,,,连续射击10发子弹后,皮划艇的速度大小。
【答案】(1) (2) (3)0.667 m/s
【详解】(1)小问详解: 第一次射击
解得
(2)小问详解: 同理,第二次射击有
解得
从而可得
第三次射击有
解得
…
以此类推
(3)小问详解: 连续射击后,有
解得
19.(2026·四川·学情检测)如图所示,实线是一颗人造卫星围绕地球逆时针做匀速圆周运动的轨迹。当它运动到图示圆点位置时,在极短时间内对着地心喷出高速气体,之后卫星的运动轨迹用虚线表示,则以下四幅图能正确描述喷气后卫星运动轨迹的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】对着地心喷出高速气体,气体的速度变化量方向指向地心,喷气过程中动量守恒,卫星的速度变化量背离地心,喷气前卫星速度和速度变化量矢量求和后得到喷气后卫星的速度,如图所示。
喷气后卫星的速度沿变轨后的运动轨迹切线方向。
A.喷气后卫星的速度方向如图所示,故A错误;
B.喷气后卫星的速度方向如图所示,故B错误;
C.喷气后卫星的速度方向如图所示,故C错误;
D.喷气后卫星的速度方向如图所示,故D正确。
故选D。
20.(25-26高二上·福建同安第一中·期末)(多选)2025年11月25日,神舟二十二号成功发射,宣告我国载人航天首次应急救援任务告捷。飞船在由长征二号F火箭送入预定轨道并达到预定速度后,飞船与末级火箭分离。已知飞船质量为,末级火箭的质量为。分离过程极短,分离后末级火箭以速率沿原运动方向飞行。若忽略分离过程中的空气阻力和分离前后系统质量的变化,则( )
A. 分离过程中,末级火箭对飞船的冲量与飞船对末级火箭的冲量相同
B. 分离过程中,飞船动量的增加量等于末级火箭动量的减少量
C. 分离后飞船的速度大小为
D. 分离后飞船的速度大小为
【答案】BC
【详解】A.分离过程中,末级火箭对飞船的冲量与飞船对末级火箭的冲量大小相等,方向相反,故A错误;
BCD.分离过程中,飞船与末级火箭组成的系统满足动量守恒,则飞船动量的增加量等于末级火箭动量的减少量;由动量守恒可得
解得分离后飞船的速度大小为,故BC正确,D错误。
故选BC。
21.(25-26高二下·广东上进·学情检测)(多选)2025年10月31日,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭成功发射。若火箭沿直线加速上升时,在极短时间内喷射燃气的质量为,喷出燃气的速度为(相对于喷气前火箭),喷出燃气后火箭的质量为,下列说法正确的是( )
A. 火箭喷出燃气,燃气的反作用力推动火箭加速上升
B. 喷出燃气后,火箭的动量改变量的大小为
C. 喷出燃气后,火箭的速度增加量为
D. 喷出燃气时,火箭受到的平均推力大小为
【答案】AD
【详解】A.火箭加速的原因:火箭喷出燃气,燃气的反作用力推动火箭,故A正确;
B.喷出燃气前后,火箭和燃气动量守恒,火箭的动量改变量大小等于喷射燃气的动量改变量大小,故B错误;
C.火箭和燃气动量守恒,可知
则火箭的速度增加量为,故C错误;
D.根据动量定理
解得火箭受到的推力为,故D正确。
故选AD。
【C 拓展培优题】
22.(2020·江苏·高考真题)一只质量为的乌贼吸入的水,静止在水中。遇到危险时,它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出,以的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小v。
【答案】
【详解】乌贼喷水过程,时间较短,内力远大于外力,动量守恒;选取乌贼逃窜的方向为正方向,根据动量守恒定律得
解得喷出水的速度大小为
23.(2025·山东·高考真题)轨道舱与返回舱的组合体,绕质量为M的行星做半径为r的圆周运动,轨道舱与返回舱的质量比为。如图所示,轨道舱在P点沿运动方向向前弹射返回舱,分开瞬间返回舱相对行星的速度大小为,G为引力常量,此时轨道舱相对行星的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】轨道舱与返回舱的质量比为,设返回舱的质量为m,则轨道舱的质量为5m,总质量为6m;
根据题意组合体绕行星做圆周运动,根据万有引力定律有
可得做圆周运动的线速度为
弹射返回舱的过程中组合体动量守恒,有
由题意
带入解得
故选C。
24.(2017·全国卷1·高考真题)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A. 30
B. 5.7×102
C. 6.0×102
D. 6.3×102
【答案】A
【详解】【分析】
开始总动量为零,规定气体喷出的方向为正方向,根据动量守恒定律得
解得火箭的动量
负号表示方向,大小为30。
故选A。
25.(2013·福建·高考真题)将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】【分析】
在不考虑重力和空气阻力影响的情况下,火箭及燃料气体系统在点火喷气过程中动量守恒,设喷气后火箭获得的速度为v,并以v的方向为正方向,根据动量守恒定律有
解得
故D正确,ABC错误。
故选D。
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1.6 反冲现象 火箭(分层作业)
目录
【A 基础达标题】
一、反冲现象
二、火箭
三、相对速度与参考系
四、反冲的连续作用与多级推进
【B 能力提升题】
【C 拓展培优题】
【A 基础达标题】
一、反冲现象
1.(25-26高二上·江苏苏州·期中)下列现象中应用了反冲原理的是( )
①发射炮弹后炮身后退②园林的灌溉装置能一边喷水一边旋转
③喷气式飞机和火箭的飞行④用力向后蹬地,人向前运动
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
2.关于火箭、反冲现象,下列说法正确的是( )
A. 火箭、汽车的运动都属于反冲运动
B. 火箭开始工作后做加速运动的原因是燃料燃烧推动空气,空气的反作用力推动火箭
C. 为了减少反冲的影响,用枪射击时要用肩部抵住枪身
D. 在没有空气的宇宙空间,火箭无法利用反冲进行加速
3.反冲现象在生活中很常见,下列情景不属于反冲现象的是( )
A. 体操运动员在落地时总要屈腿
B. 火箭靠喷出气体获得巨大的速度
C. 园林的喷灌装置一边喷水一边旋转
D. 章鱼向某个方向喷出水,身体向相反方向运动
二、火箭
4.(25-26高二上·山东济宁·月考)(多选)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
5.(24-25高二下·甘肃酒泉·期末)乌贼靠自身的漏斗状体管喷射海水推动身体运动,被称为“水中火箭”。如图所示,一只悬浮在水中的乌贼,当外套膜吸满水后,它的总质量为2.5kg,遇到危险时,通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出,从而以35m/s的速度迅速逃窜,喷出水的质量为0.5kg,则喷出水的速度大小为( )
A. 80m/s B. 120m/s C. 140m/s D. 200m/s
6.(24-25高一下·重庆·月考)水火箭是利用反冲原理制作的趣味玩具,瓶内有高压气体和一定量的水。箭体与水的总质量为的水火箭,由静止沿竖直方向发射,在极短的时间内将内部质量为的水以速度向下喷出,剩余箭体上升。重力加速度为,则箭体上升的最大高度为( )
A.
B.
C.
D.
7.(25-26高二·浙江诸暨·期末)如图所示,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的气体约为( )
A.
B.
C.
D.
三、相对速度与参考系
8.以速度大小向上飞行的火箭在极短时间内向下喷出质量为的气体,喷出气体相对喷气前火箭所处的惯性参考系的速度大小为,喷出气体后火箭的质量是,则火箭喷气后相对喷气前增加的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
9.(26-27高二上·安徽阜阳临泉田家炳实验·阶段检测)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.
10.(25-26高二上·河北沧州·阶段检测)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.
四、反冲的连续作用与多级推进
11.(24-25高一下·广东肇庆·期末)我国研制的新型爆震发动机性能优越。在一次测试中,一台装备了该发动机的飞行器的总质量为M(含燃料),每次爆震均喷出质量为m、速度为v(相对地面)的气体,喷气方向始终与飞行器的运动方向相反(喷气时间极短,忽略空气阻力及每次喷出气体的重力)。假设飞行器最初在空中以速度v0匀速飞行,则相继进行了n次爆震后飞行器最终获得的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
12.火箭向后喷气后自身获得向前的速度。某一火箭在喷气前的质量为,间断性完成了多次向后喷气,每秒钟可完成5次喷气。设每一次喷气均喷出气体,气体喷出后的速度为,则第三次喷气后火箭的速度为(题中涉及各速度均以地面为参考系)( )
A.
B.
C.
D.
13.(24-25高一下·河北张家口与石家庄地区·月考)某校科技小组发射水火箭如图所示,已知水火箭初始总质量为0.3kg。在极短时间内分两次喷射水流:第一次喷出质量为0.1kg的水,以10m/s的对地速度向下喷出;紧接着第二次喷出质量也为0.1kg的水,以12m/s的对地速度向下喷出。喷出过程中重力可忽略,重力加速度g取,空气阻力不计。水火箭上升的最大高度为( )
A. 6.2m B. 12.1m C. 24.2m D. 48.2m
14.(24-25高二上·河南商丘·期末)2025年1月3日消息,过去的一年西昌卫星发射中心发射次数再创新高,西昌发射场19次、文昌发射场8次。某校科技小组发射水火箭如图所示,已知水火箭总质量为,在极短时间内将的水以对地的速度喷出。喷出过程中重力可忽略,重力加速度取,空气阻力不计,喷水后水火箭获得的速度大小和水火箭上升的最大高度分别为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
15.“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户,他把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝,设想利用火箭的推力,飞上天空,然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备[火箭(含燃料)、椅子、风筝等]总质量为M,点燃火箭后在极短的时间内,质量为m的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 火箭的推力来自空气对它的作用力
B. 在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为
C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D. 在燃气喷出后上升过程中,万户及所携设备动量守恒
16.(25-26高二上·山西山大附中、常青藤·联考)火箭加速上升时向下喷出高压气体从而产生向上的推力,若质量为的火箭喷气口的截面积为,喷出气体的密度为,不考虑火箭质量的变化,不计空气阻力,重力加速度为,当火箭向上加速运动的加速度大小为时,喷出气体的速度为( )
A.
B.
C.
D.
17.(25-26高二上·贵州凤冈县·期中)北京时间2025年10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。如图为长征二号F运载火箭刚发射时的情境。则下列说法正确的是( )
A. 火箭受到向下喷射的气体对它的作用而升空
B. 火箭受到周围空气对它的作用而升空
C. 火箭受到地面对它的弹力作用而升空
D. 在没有空气的环境中这类火箭无法升空
【B 能力提升题】
18.(25-26高二上·江苏无锡·期末)一士兵坐在皮划艇上,他连同装备和皮划艇的总质量为,该士兵用自动步枪沿水平方向连续射出发子弹,每发子弹的质量均为,子弹离开枪口时相对步枪的速度为。射击前皮划艇是静止的,不考虑水的阻力。求:
(1)第一次射击后皮划艇的速度大小;
(2)第发子弹射击前后,皮划艇速度改变量的大小;
(3)若,,,,连续射击10发子弹后,皮划艇的速度大小。
19.(2026·四川·学情检测)如图所示,实线是一颗人造卫星围绕地球逆时针做匀速圆周运动的轨迹。当它运动到图示圆点位置时,在极短时间内对着地心喷出高速气体,之后卫星的运动轨迹用虚线表示,则以下四幅图能正确描述喷气后卫星运动轨迹的是( )
A.
B.
C.
D.
20.(25-26高二上·福建同安第一中·期末)(多选)2025年11月25日,神舟二十二号成功发射,宣告我国载人航天首次应急救援任务告捷。飞船在由长征二号F火箭送入预定轨道并达到预定速度后,飞船与末级火箭分离。已知飞船质量为,末级火箭的质量为。分离过程极短,分离后末级火箭以速率沿原运动方向飞行。若忽略分离过程中的空气阻力和分离前后系统质量的变化,则( )
A. 分离过程中,末级火箭对飞船的冲量与飞船对末级火箭的冲量相同
B. 分离过程中,飞船动量的增加量等于末级火箭动量的减少量
C. 分离后飞船的速度大小为
D. 分离后飞船的速度大小为
21.(25-26高二下·广东上进·学情检测)(多选)2025年10月31日,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭成功发射。若火箭沿直线加速上升时,在极短时间内喷射燃气的质量为,喷出燃气的速度为(相对于喷气前火箭),喷出燃气后火箭的质量为,下列说法正确的是( )
A. 火箭喷出燃气,燃气的反作用力推动火箭加速上升
B. 喷出燃气后,火箭的动量改变量的大小为
C. 喷出燃气后,火箭的速度增加量为
D. 喷出燃气时,火箭受到的平均推力大小为
【C 拓展培优题】
22.(2020·江苏·高考真题)一只质量为的乌贼吸入的水,静止在水中。遇到危险时,它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出,以的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小v。
23.(2025·山东·高考真题)轨道舱与返回舱的组合体,绕质量为M的行星做半径为r的圆周运动,轨道舱与返回舱的质量比为。如图所示,轨道舱在P点沿运动方向向前弹射返回舱,分开瞬间返回舱相对行星的速度大小为,G为引力常量,此时轨道舱相对行星的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
24.(2017·全国卷1·高考真题)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A. 30
B. 5.7×102
C. 6.0×102
D. 6.3×102
25.(2013·福建·高考真题)将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )
A.
B.
C.
D.
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