1.6 反冲现象 火箭期末测试卷(解析版).doc

第一单元 动量守恒定律 第6课 反冲现象 火箭 一、基础巩固 1．—质量为M的小船静止在平静的湖面上，船头和船尾各站一位质量均为m的游泳爱好者．两人分别从船头和船尾沿相反的方向跃入水中，则下列说法中正确的有 A．若两人同时以相等的速率跃入水中，则船仍保持静止 B．若两人先后以相等的相对水的速率跃入水中，则船速等于零 C．若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中，则船速等于零 D．无论两人如何跃入水中，船始终保持静止 【答案】AB 【解析】两个人和船组成的系统在水平方向上动量守恒，开始总动量为零，不管谁先跃入水中，若两人相对水的速率相等，则有：0=mv-mv+Mv′，可知v′=0，故A正确，B正确．若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中，可知两人相对水的速度大小不等，根据动量守恒知，船速不为零，故CD错误．故选AB． 2．如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中（　　） A．小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统水平方向动量守恒 B．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统水平方向动量守恒 C．小球向左摆到最高点时，小球的速度为零而小车速度不为零 D．小球摆到最低点时，小车的速度达最大 【答案】BD 【解析】小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，故系统只在在水平方向动量守恒，则小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反，则小球向左摆动时，小车向右运动，故A错误，B正确；小球向左摆到最高点，竖直方向速度为零，水平速度小球与车等大反向，则小球的速度为零时小车的速度也为零，故C错误；小球摆到最低点之前，小车受绳子拉力的分力一直使小车加速，摆过最低点之后，小车所受绳子拉力水平方向的分力与运动方向相反，小车减速，故最低点时具有最大速度，故D正确。选BD。 3．甲乙两位同学面对面站在光滑的水平冰面上，两人都处于静止状态，某时刻甲同学沿水平方向用力推了乙同学一下，结果两人向相反方向滑去。已知m甲﹥m乙。则下列说法正确的是（　　） A．甲同学受到的冲量较大 B．乙同学受到的冲量较大 C．甲同学运动的速率较大 D．乙同学运动的速率较大 【答案】D 【解析】两人组成的系统，初状态总动量为零，根据动量守恒，可知两人的动量变化量大小相等，方向相反，根据△P=mv-0=mv,可知质量小的速度大，故D正确，C错误；根据动理定理I=△P，可知两人的冲量大小相等，故AB错误；故选D。 4．质量m＝100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝40 kg、m乙＝60 kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为 （ ） A．0.6 m/s，向左 B．3 m/s，向左 C．0.6 m/s，向右 D．3 m/s，向右 【答案】A 【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＝-0.6 m/s，负号说明小船的速度方向向左；故选A． 5．如图所示是一种弹射装置，弹丸质量为m，底座质量为3m，开始时均处于静止状态，当弹簧释放将弹丸以相对地面v的速度发射出去后，底座的反冲速度大小是（　） A．3v/4 B．v/4 C．v/3 D．0 【答案】C 【解析】在水平方向上，弹丸和底座组成的系统动量守恒，设水平向右为正，由动量守恒可得，得，负号表示速度方向水平向左，故C正确． 6．质量为的小车以的速度在光滑的水平面上前进,如图所示,上面站着一个质量为的人,现在人用相对于小车为的速度水平向后跳出后,车速增加了多少? 【答案】 【解析】假设分离时的车速为，则车速的增大量为,人与车组成的系统所受合外力为零． 由动量守恒定律有： 所以 解得： 7．一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】 【解析】乌贼喷水过程，时间较短，内力远大于外力；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 8．如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1m/s，A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2m/s，求此时B的速度大小和方向。 【答案】0.02m/s，远离空间站。 【解析】两宇航员组成的系统动量守恒，以远离空间站的方向为正方向，A和B开始的速度为v0=0.1m/s，方向远离空间站，推开后，A的速度vA=0.2m/s，此时B的速度为vB， 由动量守恒定律得（mA+mB）v0=mAvA+mBvB 即（80+100）×0.1=80×0.2+100vB 解得：vB=0.02m/s B的速度方向沿远离空间站方向； 9．如图所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口号目标靶之间的距离s=100m，子弹射出的水平速度v=200m/s，子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放，不计空气阻力，取重力加速度g为10m/s2，求： （1）目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h为多少？ （2）若子弹质量m=10g，射击枪质鼍M=5kg，子弹被击发后，子弹壳内的弹药爆炸，至少要释放多少能量？ 【答案】（1）1.25m （2）200.4J 【解析】（1）子弹做平抛运动，它在水平方向的分运动是匀速直线运动，设子弹经t时间击中目标靶，则 目标靶做自由落体运动，则，代入数据得 （2）取子弹射出的速度方向为正方向，由动量守恒定律得 联立解得，子弹壳内的弹药爆炸要释放的能量 10．一支实验用的小火箭，所带燃烧物质的质量是50g，这些物质燃烧后所产生的气体从火箭的喷嘴喷出的速度（以地面为参考系）是600m/s，已知火箭除去燃料后的质量是1kg，求火箭燃料产生的气体喷完后的速度． 【答案】30m/s 【解析】以火箭为研究对象，由动量守恒定律可以求出火箭的速度． 取向下为正方向，由动量守恒定律得： 代入数据解得火箭速度：，负号表示方向向上 11．如图所示，A和B两小车静止在光滑的水平面上，质量分别为、, A车上有一质量为的人，相对地面以水平速度v0向右跳上B车，并与B车相对静止．若不考虑空气阻力．求： (1)人跳离A车后，A车的速度大小和方向； (2)人跳上B车后，B两车的速度大小． 【答案】（1），负号表示A车的速度方向向左．（2） 【解析】（1）设人跳离A车后，A车的速度为 ，研究A车和人组成的系统，以向右为正方向 由动量守恒定律有 解得 负号表示A车的速度方向向左． (2)研究人和B车，由动量守恒定律有 解得 B 速度大小为： 12．如图所示，一个质量为m的玩具蛙，蹲在质量为M的小车的细杆上，小车放在光滑的水平桌面上，若车长为L，细杆高为h且位于小车的中点，试求：当玩具蛙至少以多大的水平速度v跳出，才能落到桌面上． 【答案】 【解析】蛙跳出后做平抛运动，运动时间为t＝，蛙与车组成的系统水平方向动量守恒 由动量守恒定律得：Mv′－mv＝0， 若蛙恰好落在桌面上，则有：v′t＋vt＝， 联立解得：v＝ 二、拓展提升 1．一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面 成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下说 法正确的是（　　） A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B．探测器匀速运动时，不需要喷气 C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D．探测器获得动力的原因是受到了喷出的气流的反作用力，气流来自探测器吸入的大气 【答案】C 【解析】航天器除收到推动力外，还受到竖直向下的重力，要想沿着与月球表面成一倾角的直线加速飞行，合外力与运动方向相同，推进力不在速度直线上，故A错误；匀速运动合外力为零，故推进力向上，应竖直向下喷气，故B错误，C正确；气流来自航天器燃料，故D错误。故选C。 2．一艘小船静止在平静的湖面上，船前舱有一抽水机，抽水机把前舱的水均匀的抽往后舱，不计水的阻力。在船的前后舱隔开和不隔开两种情况下，船的运动情况分别为（　　） A．向前匀速，不动 B．向后匀速，不动 C．不动，向后匀速 D．不动，向前匀速 【答案】A 【解析】不计水的阻力，则系统动量守恒，系统总动量为零，用一水泵把前舱的水抽往后舱，水的速度向后，水的动量向后，前后舱隔开时，由于系统总动量为零，则船的动量向前，在抽水过程中，船的速度向前，船向前匀速运动；前后舱不隔开的时候，系统初状态动量为零，由动量守恒定律可知，抽水过程船的速度为零，船静止不动，故A正确，BCD错误。故选A。 3．一个质量为M，长为L的小车静止在光滑水平路面上，一个质量为m的人站在小车的一端，当人从车的一端走到另一端时，小车移动的距离为（　　） A．L B． C． D． 【答案】C 【解析】设该过程人相对地面的位移为，小车的对地位移为，由人船模型可得,又 联立解得小车移动的距离，故ABD错误，C正确。故选C。 4．平静水面上停着一只小船，船头站立着一个人，船的质量是人的质量的8倍．从某时刻起，人向船尾走去，走到船中部时他突然停止走动．不计水对船的阻力，下列说法正确的是（　　） A．人在船上走动过程中，人的动能是船的动能的8倍 B．人在船上走动过程中，人的位移是船的位移的9倍 C．人走动时，它相对水面的速度大于小船相对水面的速度 D．人突然停止走动后，船由于惯性还会继续运动一小段时间 【答案】AC 【解析】不计水的阻力，人与船组成的系统动量守恒，以人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得： mv-Mv船=0；v=8v船，人与船的动能之比：，故AC正确；人与船组成的系统动量守恒，以人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv-Mv船=0，v=8v船；vt=8v船t； s人=8s船，故B错误；人与船组成的系统动量守恒，人突然停止走动后，人的动量为零，则小船的动量也为零，速度为零，即人停止走动后，船立即停止运动，故D错误；故选AC． 5．如图所示，质量分别为m1=1.0 kg和m2=2.0 kg的甲、乙两物体之间夹有少量炸药，两物体一起沿水平地面向右做直线运动，当速度v0=1m/s时夹在两物体间的炸药爆炸，之后甲物体以7 m/s的速度仍沿原方向运动．已知两物体均可视为质点，甲物体与地面间的动摩擦因数为0.35，乙物体与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g=10m/s2求： (1)爆炸使甲、乙两物体增加的总动能； (2)乙两物体分离2s后两者之间的距离． 【答案】(1)(2) 【解析】(1)爆炸瞬间系统动量守恒,以向右为正方向,设爆炸后甲物体的速度为功,乙物体的速度为,由动量守恒定律得 将代入解得 负号表示速度方向与正方向相反 由能量守恒定律得 代人数据解得 (2)甲、乙两物体分离后,甲物体向右匀减速滑行,乙物体向左匀减速滑行，根据牛顿第二定律得甲物体滑行的加速度大小a1 乙物体滑行的加速度大小 从分离到甲物体停止运动,经过的时间 甲物体运动的位移为 从分离到乙物体停止运动,经过的时间 乙物体运动的位移为 故甲、乙两物体分离2 s后两者之间的距离