2025版新教材高中物理第1章动量守恒定律6反冲现象火箭达标检测新人教版选择性必修第一册

6．反冲现象火箭一、反冲现象1．一个士兵在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量为M，这个士兵用自动步枪沿水平方向射出一发质量为m的子弹，子弹离开枪口时相对步枪的速度大小为v，射击前皮划艇是静止的，则射出子弹后皮划艇的速度大小为(B)A.eq\f(mv,M－m) B．eq\f(mv,M)C.eq\f(mv,M＋m) D．eq\f(M－mv,M)解析：士兵船子弹组成的系统动量守恒，P总＝0。假设船速大小为v1，由动量守恒可知：(M－m)v1＝mv2，其中子弹相对地面速度为v2＝v－v1，所以v1＝eq\f(mv,M)，故选B。2．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(D)A.eq\f(m2,m1)v0 B．eq\f(m2v0,m1－m2)C.eq\f(m2v0cosθ,m1) D．eq\f(m2v0cosθ,m1－m2)解析：火炮放射炮弹的过程中水平方向动量守恒，以向右为正方向，依据动量守恒定律得m2v0cosθ－(m1－m2)v＝0，解得v＝eq\f(m2v0cosθ,m1－m2)，选项D正确。二、火箭3．运输人造地球卫星的火箭起先工作后，火箭做加速运动的缘由是(B)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，加热四周空气，空气膨胀推动火箭解析：火箭工作的原理是利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管快速喷出时，使火箭获得反冲速度，故选项B正确。4.如图所示，一个质量为m1＝50kg的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为m2＝20kg，长绳的下端刚好和地面接触。静止时人离地面的高度为h＝5m。假如这个人起先沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地面高度是(可以把人看作质点)(B)A．5m B．3.6mC．2.6m D．8m解析：当人滑到绳下端时，如图所示，由动量守恒，得m1eq\f(h1,t)＝m2eq\f(h2,t)，且h1＋h2＝h。解得h2≈3.6m；所以他离地高度H＝h2＝3.6m，故选项B正确。5．运载火箭是人类进行太空探究的重要工具，一般接受多级结构来提高其运载实力。某爱好小组制作了两种火箭模型来探究火箭多级结构的优越性，模型甲内部装有质量为Δm＝100g的压缩气体，总质量为M＝1kg，启动后全部压缩气体以v0＝570m/s的速度从底部喷口在极短的时间内竖直向下喷出；模型乙分为两级，两级内部各装有质量为eq\f(Δm,2)的压缩气体，每级总质量均为eq\f(M,2)，启动后模型乙第一级内的全部压缩气体以速度v0从底部喷口在极短时间内竖直向下喷出，喷出后经过2s时第一级脱离，同时其次级内全部压缩气体仍以速度v0从其次级底部喷口在极短时间内竖直向下喷出。喷气过程中的重力和整个过程中的空气阻力忽视不计，g取10m/s2，求两种模型上升的最大高度之差。答案：116.5m解析：对模型甲，由动量守恒有0＝(M－Δm)v甲－Δmv0，解得v甲＝eq\f(190,3)m/s，由运动学公式有h甲＝eq\f(v\o\al(2,甲),2g)≈200.6m，对模型乙第一级喷气，由动量守恒有0＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(M－\f(Δm,2)))v乙1－eq\f(Δm,2)v0，解得v乙1＝30m/s，则2s末有v乙1′＝v乙1－gt＝10m/s，h乙1＝eq\f(v\o\al(2,乙1)－v乙1′2,2g)＝40m，对模型乙其次级喷气，由动量守恒有eq\f(M,2)v乙1′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(M,2)－\f(Δm,2)))v乙2－eq\f(Δm