2025版新教材高中物理第一章動(dòng)量與動(dòng)量守恒定律微點(diǎn)10反沖現(xiàn)象火箭課時(shí)作業(yè)教科版選擇性必修第一冊(cè)

微點(diǎn)10反沖現(xiàn)象火箭eq\a\vs4\al(過基礎(chǔ))1．(多選)下列圖片所描述的事例或應(yīng)用中，利用反沖原理的是()eq\o(\s\up7(),\s\do5(\a\vs4\al(A.噴灌裝置的自動(dòng)旋轉(zhuǎn))))eq\o(\s\up7(),\s\do5(\a\vs4\al(B.烏賊在水中前行和轉(zhuǎn)向)))eq\o(\s\up7(),\s\do5(\a\vs4\al(C.吹足氣的氣球由靜止釋放后氣球運(yùn)動(dòng))))eq\o(\s\up7(),\s\do5(\a\vs4\al(D.碼頭邊輪胎的愛護(hù)作用)))2．運(yùn)輸人造地球衛(wèi)星的火箭起先工作后，火箭做加速運(yùn)動(dòng)的緣由是()A．燃料燃燒推動(dòng)空氣，空氣的反作用力推動(dòng)火箭B．火箭發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出，氣體的反作用力推動(dòng)火箭C．火箭吸入空氣，然后向后推出，空氣對(duì)火箭的反作用力推動(dòng)火箭D．火箭燃料燃燒發(fā)熱，加熱四周空氣，空氣膨脹推動(dòng)火箭3．關(guān)于火箭的放射，下列說法正確的是()A．火箭放射過程中機(jī)械能守恒，動(dòng)量也守恒B．影響火箭速度大小的因素只有噴出氣流的速度C．影響火箭速度大小的因素包括噴氣的質(zhì)量與火箭本身質(zhì)量之比D．噴出氣流對(duì)火箭的沖量與火箭對(duì)噴出氣流的沖量相同4．近幾年來，火箭軍各部累計(jì)放射數(shù)百枚多型導(dǎo)彈，是最具打擊力和威懾力的戰(zhàn)略部隊(duì)．將放射導(dǎo)彈看成如下模型：靜止的試驗(yàn)導(dǎo)彈總質(zhì)量M＝3300g，當(dāng)它以相對(duì)地面的速度v0＝120m/s噴出質(zhì)量Δm＝300g的高溫氣體后，導(dǎo)彈的速度為(噴出氣體過程中重力和空氣阻力可忽視)()A．12m/sB．－12m/sC．10m/sD．－10m/s5．帶子彈的步槍質(zhì)量為5kg，一顆子彈的質(zhì)量為10g，子彈從槍口飛出時(shí)的速度為900m/s，則第一發(fā)子彈射出后步槍的反沖速度約為()A．2m/sB．1.8m/sC．3m/sD．4m/s6．如圖所示，甲、乙兩人靜止在光滑的冰面上，甲推乙后，兩人向相反的方向滑去，已知甲的質(zhì)量為45kg，乙的質(zhì)量為50kg.關(guān)于分開后兩人的動(dòng)量和速率，下列說法正確的是()A．兩人的總動(dòng)量增加B．甲與乙兩人的速率之比為10∶9C．質(zhì)量大的人動(dòng)量數(shù)值大D．甲與乙兩人的速率之比為1∶17.如圖是勞動(dòng)者拋沙袋入車的情境圖．一排人站在平直的軌道旁，分別標(biāo)記為1，2，3，…，已知車的質(zhì)量為40kg，每個(gè)沙袋的質(zhì)量為5kg.當(dāng)車經(jīng)過一人身旁時(shí)，此人將一個(gè)沙袋沿與車前進(jìn)方向相反的方向以4m/s的速度投入到車內(nèi)，沙袋與車瞬間就獲得共同速度．已知車原來的速度大小為10m/s，當(dāng)車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，一共拋入的沙袋有()A．20個(gè)B．25個(gè)C．30個(gè)D．40個(gè)8.如圖，2024年9月2日凌晨，神舟十四號(hào)航天員乘組圓滿完成第一次出艙活動(dòng)，中國(guó)宇航員此次出艙活動(dòng)也向世界呈現(xiàn)了中國(guó)的最前沿科技—空間站核心艙機(jī)械臂；假設(shè)一個(gè)連同裝備共90kg的航天員，離開空間站太空行走，在離飛船12m的位置與空間站處于相對(duì)靜止的狀態(tài)．裝備中有一個(gè)高壓氣源，能以60m/s的速度噴出氣體．航天員為了能在2min內(nèi)返回空間站，他須要在起先返回的瞬間至少一次性向后噴出氣體的質(zhì)量是(不計(jì)噴出氣體后航天員和裝備質(zhì)量的改變)()A．0.1kgB．0.13kgC．0.15kgD．0.16kg9.(多選)一個(gè)連同裝備總質(zhì)量M＝100kg的航天員，脫離飛船進(jìn)行太空行走后(如圖所示)，在與飛船相距d＝45m的位置與飛船保持相對(duì)靜止．所帶氧氣筒中還剩有m0＝0.5kg氧氣，氧氣除了供他呼吸外，還需向與飛船相反方向噴出一部分氧氣以獲得使他回到飛船的反沖速度v′，為此，氧氣筒上有可使氧氣以v＝50m/s速度噴出的噴嘴．依據(jù)物理原理：假如一次性噴出氧氣質(zhì)量為m，噴氣速度為v，則其獲得反沖速度v′＝eq\f(mv,M)，已知耗氧率為Q＝2.5×10－4kg/s(即每秒呼吸消耗氧氣量為2.5×10－4kg).為保證他平安返回飛船，一次性噴出氧氣的質(zhì)量m可能為()A．0.04kgB．0.25kgC．0.35kgD．0.46kg10.反沖小車靜止放在水平光滑玻璃上，點(diǎn)燃酒精，水蒸氣將橡皮塞水平噴出，小車沿相反方向運(yùn)動(dòng)．假如小車運(yùn)動(dòng)前的總質(zhì)量M＝3kg，水平噴出的橡皮塞的質(zhì)量m＝0.1kg.(1)若橡皮塞噴出時(shí)獲得的水平速度v＝2.9m/s，求小車的反沖速度；(2)若橡皮塞噴出時(shí)速度大小仍為v＝2.9m/s，方向與水平方向成60°角，求小車的反沖速度(小車始終在水平方向上運(yùn)動(dòng))11．一輛平板車停在水平光滑的軌道上，平板車上有一人從固定在車上的貨廂邊沿沿著軌道方向水平跳出，落在平板車上的A點(diǎn)，距貨廂水平距離為l＝4m，如圖所示．人的質(zhì)量為m，車連同貨廂的質(zhì)量為M＝4m，貨廂高度為h＝1.25m．(g取10m/s2)(1)求車在人跳出后到人落到A點(diǎn)期間的反沖速度．(2)人落在A點(diǎn)并站定以后，車還運(yùn)動(dòng)嗎？車在地面上移動(dòng)的位移是多少？微點(diǎn)10反沖現(xiàn)象火箭1．答案：ABC解析：噴灌裝置的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)是利用水流噴出時(shí)的反沖作用，故屬于利用反沖原理；烏賊在水中前行和轉(zhuǎn)向是利用噴出的水的反沖作用；吹足氣的氣球由靜止釋放后氣球運(yùn)動(dòng)是利用噴氣的方式而獲得動(dòng)力，利用了反沖原理；碼頭邊的輪胎的作用是延長(zhǎng)碰撞時(shí)間，從而減小作用力，不是利用反沖原理．故選A、B、C.2．答案：B解析：火箭工作的原理是利用反沖運(yùn)動(dòng)，火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽芸焖賴姵鰰r(shí)，使火箭獲得反沖速度，故選項(xiàng)B正確．3．答案：C解析：火箭放射過程中動(dòng)能和重力勢(shì)能均增加，則機(jī)械能不守恒，速度增大，則動(dòng)量增大，動(dòng)量也不守恒，A錯(cuò)誤；設(shè)噴出氣流質(zhì)量為m，火箭質(zhì)量為M，則依據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv＝Mv′，解得v′＝eq\f(m,M)v，故影響火箭速度大小的因素是噴出氣流速度和質(zhì)量之比，B錯(cuò)誤，C正確；噴出氣流對(duì)火箭的沖量與火箭對(duì)噴出氣流的沖量大小相等，方向相反，D錯(cuò)誤．4．答案：B解析：以噴出氣體的速度的方向?yàn)檎较?，依?jù)動(dòng)量守恒定律得Δmv0＋(M－Δm)v＝0，代入數(shù)據(jù)解得v＝－12m/s，故選項(xiàng)B正確．方法總結(jié)：火箭類反沖問題解題要點(diǎn)：(1)兩部分物體初、末狀態(tài)的速度的參考系必需是同一參考系，且一般以地面為參考系．(2)要特殊留意反沖前、后各物體質(zhì)量的改變．(3)列方程時(shí)要留意初、末狀態(tài)物體動(dòng)量的方向，一般而言，反沖物體速度的方向與拋出物體的運(yùn)動(dòng)方向是相反．5．答案：B解析：設(shè)子彈和槍的總質(zhì)量為M，子彈質(zhì)量為m，以子彈從槍口飛出時(shí)速度的反方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得(M－m)v1－mv2＝0，得v1＝eq\f(mv2,M－m)＝eq\f(10×10－3×900,5－0.01)m/s≈1.8m/s，故B正確．6．答案：B解析：甲、乙組成的系統(tǒng)，初狀態(tài)總動(dòng)量為零，由于推動(dòng)過程中動(dòng)量守恒，所以甲、乙的總動(dòng)量始終為零，故A、C錯(cuò)誤；甲、乙兩人組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以兩人組成的系統(tǒng)為探討對(duì)象，以甲的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得m甲v甲－m乙v乙＝0，解得eq\f(v甲,v乙)＝eq\f(m乙,m甲)＝eq\f(50,45)＝eq\f(10,9)，B正確，D錯(cuò)誤．7．答案：A解析：設(shè)一共拋入n個(gè)沙袋，這些沙袋拋入車的過程，滿意動(dòng)量守恒，以車原來的速度方向?yàn)檎较颍蠱v0－n·mv＝0，解得n＝eq\f(Mv0,mv)＝20，即一共拋入20個(gè)沙袋，車恰好停止運(yùn)動(dòng)，故選A.8．答案：C解析：設(shè)噴出氣體后宇航員及裝備獲得的反沖速度大小為u，則u＝eq\f(x,t)＝eq\f(12,2×60)m/s＝0.1m/s，設(shè)裝備和宇航員的總質(zhì)量為M，一次性向后噴出氣體的質(zhì)量是m.噴出的氣體速度大小為v，對(duì)于噴氣過程，取噴出的氣體速度方向?yàn)檎较?，依?jù)動(dòng)量守恒定律有0＝mv－Mu，解得m＝0.15kg，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．9．答案：BC解析：設(shè)噴出氧氣質(zhì)量為m，返回時(shí)間為t，則返回速度v′＝eq\f(mv,M)＝eq\f(m×50,100)＝0.5m，依據(jù)v＝eq\f(s,t)可得：t＝eq\f(d,v′)＝eq\f(45,0.5m)＝eq\f(90,m).航天員耗氧：Qt≤m0－m，即2.5×10－4×t≤0.5－m，t≤4000×(0.5－m).聯(lián)立兩式：4000×(0.5－m)≥eq\f(90,m)，即400m2－200m＋9≤0，由400m2－200m＋9＝0，解得：m1＝0.05kg，m2＝0.45kg，所以0.05kg≤m≤0.45kg.可知選項(xiàng)B、C正確．10．答案：(1)0.1m/s，方向與橡皮塞運(yùn)動(dòng)的方向相反(2)0.05m/s，方向與橡皮塞運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)方向相反解析：(1)小車和橡皮塞組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．以橡皮塞運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，依?jù)動(dòng)量守恒定律有mv＋(M－m)v′＝0，解得v′＝－eq\f(m,M－m)v＝－eq\f(0.1,3－0.1)×2.9m/s＝－0.1m/s，負(fù)號(hào)表示小車運(yùn)動(dòng)的方向與橡皮塞運(yùn)動(dòng)的方向相反，反沖速度大小是0.1m/s.(2)小車和橡皮塞組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，以橡皮塞運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍衜vcos60°＋(M－m)v″＝0，解得v″＝－eq\f(mvcos60°,M－m)＝－eq\f(0.1×2.9×0.5,3－0.1)m/s＝－0.05m/s，負(fù)號(hào)表示小車運(yùn)動(dòng)的方向與橡皮塞運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)方向相反，反沖速度大小是0.05m/s.11．答案：(1)1.6m/s(2)不動(dòng)0.8m解析：(1)人從貨廂邊跳離的過程，系統(tǒng)(人、車和貨廂)在水平方向上動(dòng)量守恒．設(shè)人的水平速度是v1，車的反沖速度是v2，則mv1－Mv2＝0，得v2＝eq\f(1,4)v1人跳離貨廂后做平拋運(yùn)動(dòng)，車以v2做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝eq\r(\f(2h,g))＝0.5s，在