高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 反冲现象 火箭测试题

1.5课 弹性碰撞和非弹性碰撞

解题要点梳理：

“人船模型”问题解题技巧

1.解题前画出人、船位移草图

2.运动分析情况：人走、船行；人停船停；人加速船加速；人减速船减速。

3.利用原理：动量守恒定律

4.人船速度关系：0=mv1-Mv2. 

（m--人的质量；M--船的质量，v1--人的速度，v2--人的速度）  

则v1/v2=M/m,任意时刻速度与质量成反比。

5.人船位移关系：

mx1-Mx2=0,  则x1/x2=M/m。（x1--人的位移，x2--船的位移）

x1+x2=L   则：x1=ML/(m+M), x2=mL/(M+m) （L--船的长度）

基础巩固

1.（2021·陕西渭南·高一期末）下列运动不属于反冲运动的有（　　）

A．乒乓球碰到墙壁后弹回 B．发射炮弹后炮身后退

C．喷气式飞机喷气飞行 D．火箭升空

2.（2022·全国·高二专题练习）（多选）采取下列措施有利于增大喷气式飞机的飞行速度的是（　　）

A．使喷出的气体速度更大       

B．使喷出的气体温度更高

C．使喷出的气体质量更大      

 D．使喷出的气体密度更小

3.（2022·辽宁·营口市第二高级中学高一阶段练习）（多选）“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v0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．火箭的推力来源于燃气对它的反作用力

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．在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒

4.（2022·全国·高三专题练习）（多选）如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为（不计空气阻力）。则下列说法错误的是（　　）

A．小球和小车组成的系统动量守恒

B．小车向左运动的最大距离为R

C．小球从B点离开小车不会再落回轨道内

D．小球从B点离开小车后又会从B点落回轨道，再次恰好到达A点时速度为零不会从A点冲出

5.（2022·云南·普洱一中高二阶段练习）总质量为M的火箭以速度v0飞行，质量为m的燃料相对于火箭以速度v′向后喷出，则火箭的速度大小变为（   ）

A． B．

C． D．

6.（2022·甘肃·玉门油田第一中学高二期中）质量为m的人站在质量为M、长为5米的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边（如图所示），当他向左走到船的左端时，船左端离岸的距离是1.25米，则（　　）

A．M=2m B．M=3m C．M=4m D．M=5m

7.（2022·天津·高三专题练习）如图所示，设质量为M=2kg的炮弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m=0.5kg的弹头以速度v1=100m/s沿v0的方向飞去，另一块以速度v2=20m/s沿v0的反方向飞去．求：

(1) v0的大小

(2)爆炸过程炮弹所增加的动能

8.（2021·全国·高三课时练习）在水平铁轨上放置一门质量为M的炮车（不含炮弹），发射的炮弹质量为m，设铁轨和炮车间摩擦不计，则：

（1）水平发射炮弹时，炮弹速度为，炮车的反冲速度为多大？

（2）炮身与水平方向成角，炮弹速度大小为，炮车的反冲速度是多大？

（3）炮身与水平方向成角，炮弹射出炮口时，相对于炮口速度为，炮车的反冲速度为多大？

能力提升

9.（2023·全国·高三专题练习）神舟十三号载人飞船的返回舱距地面10km时开始启动降落伞装置，速度减至10m/s，并以这个速度开始在大气中降落。在距地面1m时，返回舱的四台缓冲发动机开始竖直向下喷气，舱体再次减速。每次喷气时间极短，返回舱的质量和降落伞提供的阻力可以认为不变。

（1）设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动，并且到达地面时恰好速度为0，求：

a．最后减速阶段的加速度大小；

b．返回舱的总质量大约3吨，根据资料，返回舱发动机对地喷气速度约为3km/s，试估算每秒每个喷嘴喷出的气体质量。

（2）若返回舱总质量为M，当其以速度匀速下落过程中，开动喷气发动机开始竖直向下喷气，每次喷出气体的质量为m，则：

a．如果喷出气体相对地面的速度大小为v，喷气两次后返回舱的速度是多大？

b．如果喷出气体相对喷嘴的速度大小为v，喷气两次后返回舱的速度是多大？

10.（2022·云南·峨山彝族自治县第一中学高二阶段练习）为了发射洲际导弹、人造卫星、宇宙飞船要用三级火箭，发射时先点燃第一级火箭，燃料用完后，空壳自动脱落，然后下级火箭开始工作，三级火箭能及时把空壳抛掉，使总质量减小。已知运载物卫星的质量为m1，每级燃料及空壳质量均为m2，燃料燃气喷出相对运载物的速度大小为v0，试通过计算说明。

（1）如果一次把三级的燃气喷完，运载物获得的速度是多少？

（2）若三级火箭逐渐向后喷气，运载物最后获得的速度是多少？火箭一次把燃气喷完与逐渐向后三次喷气哪一种情况获得更大反冲速度？

11.（2022·全国·高二专题练习）如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，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，小球处于最右端。将小球由静止释放，求：

（1）小球摆到最低点时小球速度大小；

（2）小球摆到最低点时小车向右移动的距离；

（3）小球摆到最低点时轻绳对小车的拉力。

12.（2022·安徽马鞍山·三模）如图所示，光滑水平面上静止放置质量均为、半径均为的四分之一光滑圆弧槽A和B，两圆弧底部距离地面高度均为，初始时A、B紧靠在一起锁定为一半则弧槽。现将一质量为的小球C由A槽上方处静止释放，恰能沿切线方向进入圆弧槽A，当小球C刚滑上B槽时立即解除锁定，重力加速度为，求：

（1）小球C运动到两槽连接处时速度的大小；

（2）两槽解除锁定后，小球C能上升的最大高度；

（3）已知小球C从开始运动至落地过程，槽B发生的位移为，那么该过程中小球C的水平位移为多大?