高中物理 第16章 第5節(jié)反沖運動　火箭檢測試題 新人教版選修3-5

"【成才之路】-學(xué)年高中物理第16章第5節(jié)反沖運動火箭檢測試題新人教版選修3-5"基礎(chǔ)夯實一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．下列不屬于反沖運動的是()A．噴氣式飛機的運動 B．直升機的運動C．火箭的運動 D．反擊式水輪機的運動答案：B解析：直升機運動是飛機螺旋槳與外部空氣作用的結(jié)果，不屬于反沖運動。2．小車上裝有一桶水，靜止在光滑水平地面上，如圖所示，桶的前、后、底及側(cè)面各裝有一個閥門，分別為S1、S2、S3、S4(圖中未畫出)，要使小車向前運動，可采用的方法是()A．打開閥門S1 B．打開閥門S2C．打開閥門S3 D．打開閥門S4答案：B解析：據(jù)水和車系統(tǒng)動量守恒，原來系統(tǒng)動量為0，由0＝m水v水＋m車v車知，車的運動方向與水的運動方向相反，故水應(yīng)向后噴出。3．運送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后，火箭做加速運動的原因是()A．燃料燃燒推動空氣，空氣反作用力推動火箭B．火箭發(fā)動機將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出，氣體的反作用力推動火箭C．火箭吸入空氣，然后向后推出，空氣對火箭的反作用力推動火箭D．火箭燃料燃燒發(fā)熱，加熱周圍空氣，空氣膨脹推動火箭答案：B解析：火箭工作的原理是利用反沖運動，是火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出時，使火箭獲得的反沖速度，故正確答案為選項B。4．假定冰面是光滑的，某人站在冰凍河面的中央，他想到達岸邊，則不可行的辦法是()A．步行B．揮動雙臂C．在冰面上滾動D．脫去外衣拋向岸的反方向答案：ABC解析：由于冰面光滑，無法行走或滾動，由動量守恒定律可知，只有拋出物體獲得反沖速度才能到達岸邊。5．假設(shè)一個小型宇宙飛船沿人造地球衛(wèi)星的軌道在高空中繞地球做勻速圓周運動，如果飛船沿其速度相反的方向拋出一個質(zhì)量不可忽略的物體A，則下列說法正確的是()A．A與飛船都可能沿原軌道運動B．A與飛船都不可能沿原軌道運動C．A運動的軌道半徑可能減小，也可能增加D．A可能沿地球半徑方向豎直下落，而飛船運行的軌道半徑將增大答案：BCD解析：拋出物體A后，由反沖原理知飛船速度變大，所需向心力變大，從而飛船做離心運動離開原來軌道，半徑增大；物體A的速率可能比原來的速率大，也可比原來的速率小或相等，也可能等于零從而豎直下落。二、非選擇題6.某學(xué)習(xí)小組在探究反沖運動時，將質(zhì)量為m1的一個小液化氣瓶固定在質(zhì)量為m2的小玩具船上，利用液化氣瓶向外噴射氣體作為船的動力?，F(xiàn)在整個裝置靜止放在平靜的水面上，已知打開瓶后向外噴射氣體的對地速度為v1，如果在Δt的時間內(nèi)向后噴射的氣體的質(zhì)量為Δm，忽略水的阻力，則噴射出質(zhì)量為Δm的氣體后，小船的速度是多少？答案：eq\f(Δmv1,m1＋m2－Δm)解析：由動量守恒定律得：(m1＋m2－Δm)v船－Δmv1＝0得：v船＝eq\f(Δmv1,m1＋m2－Δm)。7.小車靜置在光滑水平面上，站在車上的人練習(xí)打靶，人站在車的一端，靶固定在車的另一端，槍離靶的距離為d，如圖所示。已知車、人、靶和槍的總質(zhì)量為M(不包括子彈)，每顆子彈質(zhì)量為m，共n發(fā)，每顆子彈擊中靶后，就留在靶內(nèi)，且待前一發(fā)擊中靶后，再打下一發(fā)。打完n發(fā)后，小車移動的距離為多少？答案：s＝eq\f(nmd,M＋nm)解析：由題意知系統(tǒng)動量守恒，前一發(fā)擊中靶后，再打下一發(fā)，說明發(fā)射后一顆子彈時，車已經(jīng)停止運動。每發(fā)射一顆子彈，車后退一段距離。每發(fā)射一顆子彈時，子彈動量為mv，由動量守恒定律有：0＝mv－[M＋(n－1)m]Vmv＝[M＋(n－1)m]V設(shè)每發(fā)射一顆子彈車后退x，則子彈相對于地面運動的距離是(d－x)，由動量守恒定律有：m(eq\f(d－x,t))＝[M＋(n－1)m]eq\f(x,t)解得：x＝eq\f(md,M＋nm)，則打完n發(fā)后車共后退s＝eq\f(nmd,M＋nm)。能力提升一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題)1．裝有炮彈的大炮總質(zhì)量為M，炮彈的質(zhì)量為m，炮筒水平放置，炮彈水平射出時相對炮口的速度為v0，則炮車后退的速度大小為()A.eq\f(m,M)v0 B.eq\f(mv0,M＋m)C.eq\f(mv0,M－m) D．v0答案：A解析：設(shè)炮車后退速度大小為v1，則炮彈對地的水平速度大小為(v0－v1)，根據(jù)動量守恒定律，(M－m)v1＝m(v0－v1)，所以v1＝eq\f(m,M)v0。故正確答案為A。2.質(zhì)量為m、半徑為R的小球，放在半徑為2R、質(zhì)量為2mA.eq\f(R,2) B.eq\f(R,3)C.eq\f(R,4) D.eq\f(R,6)答案：B解析：由水平方向平均動量守恒有：mx小球＝2mx大球，又x小球＋x大球＝R，所以x大球＝eq\f(1,3)R。3．一航天探測器完成對月球的探測后，離開月球的過程中，由靜止開始沿著與月球表面成一定傾角的直線飛行，先加速運動后勻速運動。探測器通過噴氣而獲得動力，以下關(guān)于噴氣方向的說法正確的是()A．探測器加速運動時，向后噴射B．探測器加速運動時，豎直向下噴射C．探測器勻速運動時，豎直向下噴射D．探測器勻速運動時，不需要噴射答案：C解析：探測器加速運動時，重力與噴氣獲得的反作用力的合力應(yīng)向前，所以A、B錯，探測器勻速運動時，所受合力應(yīng)為零，C對D錯。4.如圖所示，裝有炮彈的火炮總質(zhì)量為m1，炮彈的質(zhì)量為m2，炮彈射出炮口時對地的速率為v0，若炮管與水平地面的夾角為θ，則火炮后退的速度大小為(設(shè)水平面光滑)()A.eq\f(m2,m1)v0 B.eq\f(m2v0,m1－m2)C.eq\f(m2v0cosθ,m1－m2) D．eq\f(m2v0cosθ,m1)答案：C解析：炮彈和火炮組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，0＝m2v0cosθ－(m1－m2)v得v＝eq\f(m2v0cosθ,m1－m2)，故選項C正確。5．A、B兩船的質(zhì)量均為M，它們都靜止在平靜的湖面上，當(dāng)A船上質(zhì)量為eq\f(M,2)的人以水平速度v從A船跳到B船，再從B船跳回A船。設(shè)水對船的阻力不計，經(jīng)多次跳躍后，人最終跳到B船上，則()A．A、B兩船的速度大小之比為32B．A、B(包括人)動量大小之比為11C．A、B(包括人)動量之和為零D．因跳躍次數(shù)未知，故以上答案均無法確定答案：ABC解析：選A船、B船和人這三個物體為一系統(tǒng)，則它們的初始總動量為0。由動量守恒定律可知，系統(tǒng)以后的總動量將一直為0。選最終B船的運動方向為正方向，則由動量守恒定律可得：0＝(M＋eq\f(M,2))vB＋MvA解得：vB＝－eq\f(2,3)vA所以A、B兩船的速度大小之比為32，選項A正確。A和B(包括人)的動量大小相等，方向相反，動量大小之比為11，選項B正確。由于系統(tǒng)的總動量始終守恒為零，故A、B(包括人)動量之和也始終為零，選項C正確。二、非選擇題6．課外科技小組制作一只“水火箭”，用壓縮空氣壓出水流使火箭運動。假如噴出的水流流量保持為2×10－4m3/s，噴出速度保持為對地10m/s。啟動前火箭總質(zhì)量為1.4kg，則啟動2s末火箭的速度可以達到多少？已知火箭沿水平軌道運動阻力不計，水的密度是103答案：4m/s解析：“水火箭”噴出水流做反沖運動，設(shè)火箭原來總質(zhì)量為M，噴出水流的流量為Q，水的密度為ρ，水流的噴出速度為v，火箭的反沖速度為v′，由動量守恒定律得(M－ρQt)v′＝ρQtv火箭啟動后2s末的速度為v′＝eq\f(ρQtv,M－ρQt)＝eq\f(103×2×10－4×2×10,1.4－103×2×10－4×2)m/s＝4m/s7．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箱邊緣沿水平方向順著軌道方向跳出，落在平板車地板上的A點，距貨箱水平距離為l＝4m，如圖所示。人的質(zhì)量為m，車連同貨箱的質(zhì)量為M＝4m，貨箱高度為h＝1.25m答案：1.6m/s解析：人從貨箱邊跳離的過程，系統(tǒng)(人、車和貨箱)水平方向動量守恒，設(shè)人的水平速度是v1，車的反沖速度是v2，取向右為正方向，則mv1－Mv2＝0，解得v2＝eq\f(1,4)