2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习-反冲问题专题（含解析）

反冲问题专题

一、单选题

1. 一只质量为的乌贼吸入的水后，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，以大小为的速度向前逃窜。下列说法正确的是

A. 在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为
B. 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
C. 乌贼喷出的水的速度大小为
D. 在乌贼喷水的过程中，有的生物能转化成机械能

2. 2020年11月24日4时30分，我国用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器，“嫦娥五号”已完成月球采样任务成功返回。由于“嫦娥五号”较重，在被月球捕获过程中需要进行两次“刹车”“刹车”点均在P点，P为轨道切点，才能进入距离月球表面较近的圆轨道运行。若已知“刹车”前“嫦娥五号”的总质量为M，运行速度大小为相对于月心，推进器每次刹车要喷出的气体，喷出气体的速度大小为相对于月心，那么“嫦娥五号”被月球捕获以后的速度大小是

A.  B.
C.  D.

3. 人和气球离地高为h，恰好悬浮在空中，气球质量为M，人的质量为人要从气球下拴着的软绳上安全到达地面，软绳的长度至少为

A.  B.  C.  D.

4. 一质量为M的航天器正以速度在太空中飞行，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，加速后航天器的速度大小，则喷出气体的质量m为

A.  B.  C.  D.

5. 在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为、，则下列说法正确的是

A. 原子核可能发生衰变，也可能发生衰变
B. 径迹2可能是衰变后新核的径迹
C. 若衰变方程是，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为
D. 若衰变方程是，则

6. 如图所示，长度为L、质量为M的平板车静止在地面上，一个质量为m的人可视为质点站在平板车右端．某时刻人向左跳出，恰好落到车的左端，此过程中车相对地面的位移大小为车与水平地面间的摩擦不计 

A.  B.  C.  D. L

7. “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. 火箭所受的推力来源于空气对它的反作用力
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

8. 如图所示，小船静止于水面上，站在船尾的人不断将船尾舱的鱼抛向左方船头的舱内，将一定质量的鱼抛完后，关于小船的速度和位移，下列说法正确的是

A. 向左运动，船向左移动了一些
B. 小船静止，船向左移动了一些
C. 小船静止，船向右移动了一些
D. 小船静止，船不移动

二、多选题

9. 小车静止在光滑水平面上，站在车上右端的人练习打靶，靶装在车上的左端，如图所示。已知车、人、枪和靶的总质量为不含子弹，每发子弹质量为m，共n发，打靶时，枪口到靶的距离为d。若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发。以下说法正确的是     

A. 待打完n发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动
B. 待打完n发子弹后，小车应停在射击之前位置的右方
C. 在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同，大小均为
D. 在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移不相同

10. 如图所示，在光滑的水平地面上静止着一个斜面体，斜面是一个光滑的曲面，斜面体高为h，底边长为a。现有一个小球从斜面体的顶端由静止开始下滑，小球滑离斜面体的下端时速度沿水平方向，已知小球的质量为，斜面体的质量为，且，重力加速度为g，则下列说法正确的是

A. 小球在下滑中，两者的水平动量总是大小相等、方向相反
B. 两者分开时斜面体向左移动的距离为
C. 分开时小球和斜面体的速度大小分别为和
D. 小球在下滑中斜面体对它做的功为

11. 如图所示，质量为2m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，现将质量为m的小球从距A点正上方高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为处不计空气阻力，小球可视为质点，则

A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做斜上抛运动
C. 小车向左运动的最大距离为
D. 小球第二次在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度大于

12. 水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面静止在冰面上，他把一质量为的静止物块以大小为的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为

A.  B.  C.  D.

13. 火箭是利用反冲原理工作的重要航天运输工具．当燃料在火箭发动机中燃烧，生成的高温高压燃气从喷口迅速喷出，火箭便获得相反方向的动力．长征五号系列运载火箭是中国新一代运载能力最大的运载火箭．一火箭准备发射时质量为M，正以速度v竖直向下喷出燃气，这时火箭恰好静止在发射平台上．由此可知 

A. 此时火箭和喷出的气体总动量守恒
B. 发动机单位时间内喷出气体的质量为
C. 单位时间内火箭获得的冲量大小等于Mv
D. 此时发动机的喷射功率

14. 如图所示，光滑水平面上静止着一辆质量为M的小车，小车上带有一半径为R的光滑圆弧轨道。现有一质量为m的小球从圆弧轨道的上端由静止释放，下列说法正确的是   

A. 小球下滑的过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒
B. 小球下滑的过程中，小车和小球组成的系统机械能守恒
C. 小球离开小车时，小车的位移大小
D. 小球离开小车时，小车的动量大小

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】

【分析】
本题主要考查了冲量、动量守恒和能量守恒定律的直接应用，难度不大，属于基础题。
乌贼喷水过程，时间较短，内力远大于外力，系统动量守恒；根据动量守恒定律可求出乌贼喷出的水的速度；根据能量守恒可得乌贼在这一次逃窜过程中能量的转化。
【解答】
A.根据动量定理，在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小，选项A错误；
乌贼喷水过程所用时间极短，内力远大于外力，乌贼和喷出的水组成的系统动量守恒，有，解得乌贼喷出水的速度大小，选项B错误、C正确；
D.根据能量守恒定律，在乌贼喷水的过程中，转化为机械能的生物能，选项D错误．
故选C。
2.【答案】B
 

【解析】

【分析】
本题考查动量守恒的应用反冲运动，基础题。
解题时主要是抓住动量守恒定律的应用，注意定律的适用条件以及公式中各个物理量的含义。
【解答】
推进器每次刹车要喷出的气体过程中，系统动量守恒，
刹车”前“总动量为，
两次喷出的气体后系统的动量之和为，
则由动量守恒定律可得：，
解得，故B正确、ACD错误。
故选B。
3.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题考查动量守恒定律的应用。以人和气球的系统为研究对象，系统所受的合外力为零，动量守恒。
用绳梯的长度和高度h表示人和气球的速度大小，根据动量守恒定律求出绳梯的长度。解题的关键是知道人船模型的类别，关键要找出人和气球的速度关系和绳子长度与运动路程的关系。
【解答】

设人沿软绳滑至地面，软绳长度至少为L，以人和气球的系统为研究对象，竖直方向动量守恒，规定竖直向下为正方向，
由动量守恒定律得：     
人沿绳梯滑至地面时，气球上升的高度为，速度大小：     
人相对于地面下降的高度为h，速度大小为：       
将代入得：，故D正确，ABC错误。
故选D。
4.【答案】C
 

【解析】

【分析】
以航天器与气体为系统，系统动量守恒，则由动量守恒定律列式求解即可。
本题考查了动量守恒定律。本题为动量守恒定律的直接应用，但解题时注意质量关系及各速度的方向，能用正确的符号表示出来。
【解答】
规定航天器的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得：
1
解得：。故ABD错误，C正确。
故选C。
5.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题意在考查对带电粒子在匀强磁场中的运动、核衰变等所学知识的识记能力和综合应用能力，及熟记和理解基础知识是解答此题的关键。
静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后的粒子的运动的方向相反，在根据粒子在磁场中运动的轨迹可以判断粒子的电荷的性质；衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得半径公式，结合轨迹图分析。
知道原子核衰变过程动量守恒是本题解题的前提与关键，分析清楚图示运动轨迹、应用动量守恒定律与牛顿第二定律即可解题。
【解答】
A.原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则知：若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生的是衰变，但不是衰变，故A错误；
B.核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变后生成的两核动量P大小相等、方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由于P、B都相同，则粒子电荷量q越大，其轨道半径r越小，由于新核的电荷量大于粒子的电荷量，则新核的轨道半径小于粒子的轨道半径，则半径为的圆为放出新核的运动轨迹，半径为的圆为粒子的运动轨迹，故B错误；
C.根据动量守恒定律知，新核TH和粒子的动量大小相等，则动能，所以动能之比等于质量之反比，为2：117，故C错误；
D.由B选项的分析知：：：：45，故D正确。
故选D。
6.【答案】B
 

【解析】

【分析】
本题考查了人船模型，其系统总动量为0，人与船动量大小相等方向相反，有人走船走，人停船停的特点。
【解答】
人与平板车构成的系统水平方向动量守恒，且总动量为0，人跳起后，设人的速度为v，平板车速度为V，规定车运动方向为正方向，则有：
即
而在整个过程中有：
故有：
又 
解得：
故B正确，ACD错误。
故选B。
7.【答案】C
 

【解析】

【分析】
火箭的推力来源于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，在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备火箭含燃料、椅子、风筝等为系统，动量守恒，喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动。
本题解题的关键是在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备火箭含燃料、椅子、风筝等为系统，动量守恒；在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒。

【解答】
A.火箭点火获得向上的推力，推力来自于燃料气体的反作用力，不是空气的反作用力，故A错误；
B.喷气过程动量守恒，由，得，故B错误；
C.火箭做竖直上抛运动，上升的最大高度，故C正确；
D.喷气过程火箭机械能增加，故D错误。
8.【答案】C
 

【解析】

【分析】
船、人、鱼组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律分析答题。
解决本题的关键是掌握动量守恒定律的条件，以及知道在运用动量守恒定律时，速度必须相对于地面为参考系。
【解答】
人、船、鱼组成的系统动量守恒，开始时系统静止，动量为零，由动量守恒定律可知，最终，船是静止的；
在人将鱼向左抛出的而鱼没有落入船舱的过程中，鱼具有向左的动量，由动量守恒定律可知，船包括渔夫具有向右的动量，船要想右移动，鱼落入船舱后船即停止运动，如此反复，在抛鱼的过程中船要向右运动，最终船要向右移一些；故ACD错误，B正确；
故选C。
9.【答案】BC
 

【解析】

【分析】
本题的关键是根据动量守恒定律求解出从发射一颗子弹到击中靶过程小车后退的距离，要找到子弹与小车位移关系是解答本题的关键。
子弹、枪、人、车组成的系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，由此分析速度和位移；
设子弹出口速度为v，根据动量守恒定律求解出车后退速度，计算出子弹飞到靶需要的时间和后退位移即可。
【解答】
解：AB、子弹、枪、人、车系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，子弹射击前系统的总动量为零，子弹射入靶后总动量也为零，故小车仍然是静止的。在子弹射出枪口到打入靶中的过程中，小车向右运动，所以第n发子弹打入靶中后，小车应停在原来位置的右方。待打完n发子弹后，小车将静止不动，故A错误、B正确；
CD、设子弹出口速度为v，车后退速度大小为，以向左为正，根据动量守恒定律，有：
有：，
子弹匀速向左运动的同时，车匀速向右运动，故：，
联立解得，，
故车向右运动的距离为：，
每颗子弹从发射到击中靶过程，小车均向右运动，均相同，故D错误，C正确。
故选BC。
10.【答案】AC
 

【解析】

【试题解析】

【分析】
小球下滑过程中，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒；根据系统水平方向动量守恒和机械能守恒求解。
本题关键要掌握小球下滑过程中，水平方向不受外力，由动量守恒进行分析。
【解答】
A.对于小球和斜面体组成的系统，由于水平方向不受外力，所以系统水平方向动量守恒，故A正确；
B.至于各自的位移，由于两者共同走完a的路程，故，得，这样得斜面体的位移方向向右，而，故B错误；
C.由于系统水平方向动量守恒，则，得又由于系统没有能量损失，所以系统机械能守恒，即，结合速度关系得， ，故C正确；
D.至于弹力对小球所做的功，由动能定理得，得弹力的功为，故D错误。
故选AC。 

11.【答案】CD
 

【解析】

【分析】
水平地面光滑，系统水平方向动量守恒，则小球离开小车后做竖直上抛运动，下来时还会落回小车中，根据动能定理求出小球在小车中滚动时摩擦力做功，第二次小球在小车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功变小，据此分析答题。
本题考查动量守恒定律和动能定理的综合应用，系统水平方向动量守恒是本题的关键，摩擦力做功使得机械能转化成内能。
【解答】
A.小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，水平方向系统动量守恒，但系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；
B.小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故B错误；
C.设小车在水平方向上运动的最大距离为x，系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：，，解得小车的位移：，故C正确；
D.小球第一次在小车中运动过程中，
由动能定理得：，为小球克服摩擦力做功大小，解得：，
即小球第一次在车中滚动损失的机械能为，
由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，
因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于，
机械能损失小于，
因此小球再次离开小车时，
能上升的高度大于：，而小于，故D正确。
故选CD。
12.【答案】BC
 

【解析】略
13.【答案】BD
 

【解析】

【分析】

根据动量守恒定律的条件判断动量是否守恒，根据动量定理和力的平衡求出发动机单位时间内喷出气体的质量；根据动量定理求出单位时间内火箭获得的冲量大小；根据功率的公式求出此时发动机的喷射功率。

【解答】

A.火箭恰好静止在发射平台上，火箭仍然静止，而气体正在向下喷气，其合外力不为零，火箭和喷出的气体总动量不守恒，故A错误；

B.火箭恰好静止在发射平台上，有，由动量定理得：，则发动机单位时间内喷出气体的质量为，故B正确；

C.单位时间内火箭获得的冲量大小等于 ，故C错误；

D.此时发动机的喷射功率 ，故D正确。

故选BD。

14.【答案】BC
 

【解析】

【分析】
、由动量守恒和机械能守恒条件判断即可；
在水平方向应用平均f动量守恒求解即可；
根据机械能守恒定律和水平方向动量守恒求解即可。
在解答本题时，要注意动量守恒和机械能守恒条件的区别。
【解答】
小球下滑的过程中，小车和小球组成的系统所受合外力不为零，总动量不守恒；但由于只有小球的重力对系统做功，所以机械能守恒，故A错误，B正确；
C.由于在小球下滑的过程中，小车和小球组成的系统水平方向不受外力作用，所以系统在水平方向遵守动量守恒定律，由平均动量守恒得：，解得：，故C正确；
D.设小球离开小车时，小车的速度大小为v1、小球的速度大小为v2，则由动量守恒定律和机械能守恒定律得：，，解得：，故D错误。
故选BC。