高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 反冲现象 火箭当堂检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 反冲现象 火箭当堂检测题，共6页。试卷主要包含了判断下列说法正确的是，下列关于火箭的描述正确的是，将质量为1等内容，欢迎下载使用。
题组一 反冲运动及应用
1.(多选)(2024湖北荆门高二月考)判断下列说法正确的是( )
A.反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果
B.只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析
C.反冲运动的原理既适用于宏观物体,也适用于微观粒子
D.在没有空气的宇宙空间,火箭仍可加速前行
2.(2024湖南岳阳高二月考)下列图片所描述的事例或应用没有利用反冲运动原理的是( )
3.(2024广东韶关高二月考)一航天探测器完成对月球的探测后,离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行,先加速运动后匀速运动。探测器通过喷气而获得动力,下列关于喷气方向的说法正确的是( )
A.探测器加速运动时,向后喷气
B.探测器加速运动时,竖直向下喷气
C.探测器匀速运动时,竖直向下喷气
D.探测器匀速运动时,不需要喷气
4.(2024河南开封高二月考)如图所示,装有炮弹的火炮总质量为m1,炮弹的质量为m2,炮弹射出炮口时对地的速率为v0,若炮管与水平地面的夹角为θ,则火炮后退的速度大小为(设水平地面光滑)( )
A.v0B.
C.D.
题组二 火箭
5.(2024河南洛阳高二月考)运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是( )
A.燃料燃烧推动空气,空气的反作用力推动火箭
B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出,气体的反作用力推动火箭
C.火箭吸入空气,然后向后推出,空气对火箭的反作用力推动火箭
D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭
6.(多选)(2024天津高二期末)下列关于火箭的描述正确的是( )
A.增加单位时间的燃气喷射量可以增大火箭的推力
B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力
C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速
D.火箭发射时获得的推力来自喷出的燃气与发射台之间的相互作用
7.(2024浙江杭州高二月考)一质量为m'的航天器,正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v1,加速后航天器的速度大小为v2,则喷出气体的质量m为( )
A.m'B.m'
C.m'D.m'
8.(2024安徽合肥高二月考)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 kg·m/sB.5.7×102 kg·m/s
C.6.0×102 kg·m/sD.6.3×102 kg·m/s
B组关键能力提升练
9.(2024浙江宁波高二期末)如图所示,火炮车连同炮弹的总质量为m',当炮管水平,火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶时,发射一枚质量为m的炮弹后,火炮车的速度变为v2,仍向右行驶,则炮弹相对炮筒的发射速度v0为( )
A.
B.
C.
D.
10.(多选)(2024福建福州高二期末)如图所示,质量m=400 kg的小船静止在平静的水面上,船两端载着质量为m甲=40 kg、m乙=60 kg的游泳者,甲向左、乙向右同时以2 m/s(相对于岸)的水平速度跃入水中,不计水对船的阻力,下列说法正确的是( )
A.小船获得的速度大小为0.5 m/s
B.小船获得的速度大小为0.1 m/s
C.小船受到的合外力冲量大小为40 kg·m/s
D.若乙跃出的水平速度为3 m/s,则小船获得的速度为零
11.(2024山东聊城高二期末)平板车停在水平光滑的轨道上,平板车上有一人从固定在车上的货厢边沿水平方向顺着轨道方向跳出,落在平板车地板上的A点,距货厢水平距离为l=4 m,如图所示,人的质量为m,车连同货厢的质量为m0=4m,货厢高度为h=1.25 m。
(1)求人跳出后到落到地板期间车的反冲速度大小。
(2)人落在平板车上并站定以后,车还运动吗?车在地面上移动的位移是多少?
C组核心素养拔高练
12.(2024江苏宿迁高二月考)设有一质量m=5 t的小型火箭,架设于发射台上,其喷出气体对地的速度为1 000 m/s,g取10 m/s2。请估算它每秒喷出质量不少于多少的气体,才能让火箭开始上升。如果要使火箭以2 m/s2的加速度上升,请估算它每秒应喷出多少气体。
参考答案
分层作业10 反冲现象 火箭
1.ACD 解析 反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果,选项A正确;系统某一方向上合外力为零的反冲运动也可以用动量守恒定律来分析,选项B错误;反冲运动的原理既适用于宏观物体,也适用于微观粒子,选项C正确;在没有空气的宇宙空间,火箭向下喷气时,由于反冲作用,火箭仍可加速前行,选项D正确。
2.D 解析 喷灌装置是利用水流喷出时的反冲作用而运动的,章鱼在水中前行和转向利用了喷出的水的反冲作用,火箭发射是利用喷气的方式而获得动力的,利用了反冲运动,故A、B、C不符合题意;码头边轮胎的作用是延长碰撞时间,从而减小作用力,没有利用反冲作用,故D符合题意。
3.C 解析 探测器在加速运动时,因为受月球引力的作用,喷气所产生的推力一方面要平衡月球的引力,另一方面还要提供加速的动力,则沿着后下方某一个方向喷气,选项A、B错误;探测器在匀速运动时,因为受月球引力的作用,喷气产生的推力只需要平衡月球的引力即可,即竖直向下喷气,选项C正确,D错误。
4.C 解析 炮弹和火炮组成的系统水平方向动量守恒,0=m2v0csθ-(m1-m2)v,得v=,选项C正确。
5.B 解析 火箭的工作原理是反冲运动,火箭燃料燃烧产生的高温高压气体从尾部迅速喷出时,气体的反作用力推动火箭,使火箭获得反冲速度,故B正确。
6.AB 解析 根据FΔt=Δmv可知,增加单位时间的燃气喷射量或增大燃气相对于火箭的喷射速度,都可以增大火箭的推力,故A、B正确;当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时,燃气相对火箭的速度不为零,且与火箭的运动方向相反,火箭仍然受推力作用,做加速运动,故C错误;燃气被喷出的瞬间,燃气对火箭的反冲力作用在火箭上,使火箭获得推力,故D错误。
7.C 解析 规定航天器的速度方向为正方向,发动机喷气过程中系统动量守恒,故由动量守恒定律可得m'v0=(m'-m)v2-mv1,解得m=m',故C正确,A、B、D错误。
8.A 解析 由于喷出燃气过程中重力和空气阻力可忽略,则模型火箭与燃气组成的系统动量守恒。燃气喷出前系统静止,总动量为零,故喷出后瞬间火箭的动量与喷出燃气的动量大小相等,方向相反,可得火箭的动量大小等于燃气的动量大小,则|p火|=|p气|=m气v气=0.05kg×600m/s=30kg·m/s,A正确。
9.B 解析 火炮车与炮弹组成的系统动量守恒,以火炮车的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得m'v1=(m'-m)v2+m(v0+v2),解得v0=,故B正确。
10.BC 解析 甲、乙和船组成的系统动量守恒,以水平向右为正方向,开始时总动量为零,根据动量守恒定律有0=-m甲v甲+m乙v乙+mv,代入数据解得v=-0.1m/s,负号说明小船的速度方向水平向左,故A错误,B正确;根据动量定理可得,小船获得的动量为p=mv=400×0.1kg·m/s=40kg·m/s,方向水平向左,故C正确;根据动量守恒定律有0=-m甲v甲+m乙v乙'+mv',代入数据解得v'=-0.25m/s,故D错误。
11.解析 (1)人从货厢边跳离的过程,系统(人、车和货厢)的动量守恒,设人的水平速度是v1,车的反冲速度是v2,取v1方向为正方向,则mv1-m0v2=0,解得v2=v1,人跳离货厢后做平抛运动,车以v2做匀速运动,运动时间为t=s=0.5s,在这段时间内人的水平位移x1和车的位移x2分别为x1=v1t,x2=v2t。
由图可知x1+x2=l
即v1t+v2t=l,则v2=m/s=1.6m/s。
(2)人落到车上A点的过程,系统水平方向的动量守恒,人落到车上前人的水平速度仍为v1,车的速度为v2,落到车上后设人与车的共同速度为v,根据水平方向动量守恒得0=(m0+m)v,则v=0。故人落到车上A点站定后车的速度为零。
车的水平位移为x2=v2t=1.6×0.5m=0.8m。
答案 (1)1.6 m/s (2)不运动 0.8 m
12.解析 设喷出气体的质量为Δm,以Δm为研究对象,它在Δt时间内速度从0增至v=1000m/s,设火箭对它的作用力为F,由动量定理有
FΔt=Δmv-0
得F=v
若要使火箭开始上升,则要求
F>mg
即v>mg
kg/s=50kg/s
即要使火箭开始上升,它每秒要喷出不少于50kg的气体。
若要使火箭以加速度a=2m/s2上升,取火箭为研究对象,由牛顿第二定律得
F-mg=ma
再取喷出的气体为研究对象,有
FΔt=Δmv-0
可得kg/s=60kg/s。
答案 50 kg 60 kg