【名師一號(hào)】2021年人教版物理雙基限時(shí)練-選修3-5：第十六章《動(dòng)量守恒定律》5

雙基限時(shí)練(五)反沖運(yùn)動(dòng)火箭1．(多選題)下列屬于反沖運(yùn)動(dòng)的是()A．噴氣式飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)B．直升機(jī)的運(yùn)動(dòng)C．火箭的運(yùn)動(dòng)D．反擊式水輪機(jī)的運(yùn)動(dòng)解析A、C、D三者都是自身的一部分向某一方向運(yùn)動(dòng)，而剩余部分向相反的方向運(yùn)動(dòng)；而直升機(jī)是靠外界空氣的反作用力作動(dòng)力，所以A、C、D選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案ACD2．(多選題)A、B兩船的質(zhì)量均為M，它們都靜止在安靜的湖面上，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?gòu)腂船跳回A船．設(shè)水的阻力不計(jì)，經(jīng)多次跳動(dòng)后，人最終跳到B船，則()A．A、B兩船的速度大小之比為3:2B.A、B(包括人)動(dòng)量大小之比為1:1C.A、B(包括人)動(dòng)量之和為零D.因跳動(dòng)次數(shù)未知，故以上答案均無(wú)法確定解析A、B兩船包括人總動(dòng)量守恒，人從A船跳到B船，再由B船跳回A船，無(wú)論跳動(dòng)多少次，系統(tǒng)總動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得0＝(M＋eq\f(M,2))vB＋MvA得vB＝－eq\f(2,3)vA故A、B、C三個(gè)選項(xiàng)正確．答案ABC3．一個(gè)質(zhì)量為M的玩具槍，放在光滑的水平桌面上，當(dāng)從它里面射出一個(gè)質(zhì)量為m、速度為v的彈丸后，槍的反沖速度為()A．－v B.eq\f(－mv,M)C.eq\f(mv,M) D.eq\f(－mv,M－m)答案D4．(多選題)放在光滑水平面上的A、B兩小車中間夾著一個(gè)壓縮輕質(zhì)彈簧，用兩手分別把握小車使小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說(shuō)法中正確的是()A．兩手同時(shí)放開后，兩車總動(dòng)量為零B．先放開右手，后放開左手，兩車總動(dòng)量為零C．先放開左手，后放開右手，兩車總動(dòng)量為零D．兩手先后放開后，兩車總動(dòng)量不守恒解析當(dāng)兩手同時(shí)釋放時(shí)系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故A選項(xiàng)正確；假如兩手先后放手后系統(tǒng)所受合外力不為零，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故D選項(xiàng)正確．答案AD5．(多選題)一氣球由地面勻速上升，當(dāng)氣球下的吊梯上站著的人沿梯子上爬時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．氣球可能勻速上升B．氣球可能相對(duì)地面靜止C．氣球可能下降D．氣球運(yùn)動(dòng)速度不發(fā)生變化解析設(shè)氣球質(zhì)量為M，人的質(zhì)量為m，由于氣球勻速上升，系統(tǒng)所受合外力為零，當(dāng)人沿繩梯向上爬時(shí)，由動(dòng)量守恒定律得(M＋m)v0＝mv1＋Mv2，得v2＝eq\f(M＋mv0－mv1,M).當(dāng)v2＞0且v1恒定時(shí)，氣球可能勻速上升；當(dāng)v2＝0時(shí)，氣球靜止；當(dāng)v2＜0時(shí)，氣球下降，故A、B、C選項(xiàng)正確．D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案ABC6．(多選題)一只青蛙，蹲在置于水平地面上的長(zhǎng)木板一端，并沿板的方向朝另一端跳，在下列狀況下，青蛙肯定不能跳過長(zhǎng)木板的是()A．木板上表面光滑而下表面粗糙B．木板上表面粗糙而底面光滑C．木板上、下表面都粗糙D．木板上、下表面都光滑解析只要上表面光滑，則青蛙肯定不能跳過長(zhǎng)木板，故A、D選項(xiàng)正確．答案AD7．(多選題)假設(shè)一個(gè)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(yùn)動(dòng)，假如飛船沿其速度相反的方向拋出一個(gè)質(zhì)量不行忽視的物體Q，則下列說(shuō)法正確的是()A．Q與飛船都可能沿原軌道運(yùn)動(dòng)B．Q與飛船都不行能沿原軌道運(yùn)動(dòng)C．Q運(yùn)動(dòng)的軌道半徑可能減小，而飛船的運(yùn)行半徑肯定增加D．Q可能沿地球半徑方向豎直下落，而飛船運(yùn)行的軌道半徑將增大解析依據(jù)反沖，飛船的速度肯定增大，做離心運(yùn)動(dòng)，軌道半徑變大；而Q的速率有三種可能，比原來(lái)的大、比原來(lái)的小、與原來(lái)的相等，由此Q的軌道半徑比原來(lái)的大、比原來(lái)的小、與原來(lái)的相同，都有可能；另外，若對(duì)地速度為零，則會(huì)豎直下落，選項(xiàng)C、D正確．答案CD8．(多選題)某人站在靜浮于水面的船上，從某時(shí)刻開頭人從船頭走向船尾，設(shè)水的阻力不計(jì)，那么在這段時(shí)間內(nèi)人和船的運(yùn)動(dòng)狀況是()A．人勻速走動(dòng)，船則勻速后退，且兩者的速度大小與他們的質(zhì)量成反比B．人勻加速走動(dòng)，船則勻加速后退，且兩者的速度大小肯定相等C．不管人如何走動(dòng)，在任意時(shí)刻兩者的速度總是方向相反，大小與他們的質(zhì)量成正比D．人走到船尾不再走動(dòng)，船則停下解析人和船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，總動(dòng)量為0；不管人如何走動(dòng)，在任意時(shí)刻兩者的動(dòng)量大小相等，方向相反，且兩者的速度大小與他們的質(zhì)量成反比；若人停止運(yùn)動(dòng)則船也停止運(yùn)動(dòng)．答案AD9．(多選題)一機(jī)槍架在湖中小船上，船正以1m/s的速度前進(jìn)，總質(zhì)量M＝200kg，每顆子彈質(zhì)量為m＝20g，在水平方向機(jī)槍以v＝600m/s的對(duì)地速度射出子彈，打出5顆子彈后船的速度可能為()A．1.3m/s B．0.7m/sC．1m/s D．0.5m/s解析子彈和機(jī)槍、小船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有Mv0＝5mv＋(M－5m)v′，因M?m估算時(shí)M－5m近似為M，因射出子彈的方向未知，若向行進(jìn)的方向射出，反沖作用使船速減小，v1′＝eq\f(Mv0－5mv,M－5m)＝0.7m/s，若向行進(jìn)的反方向射出，v2′＝eq\f(Mv0＋5mv,M－5m)＝1.3m/s，可見船速應(yīng)在0.7m/s至1.3m/s之間．答案ABC10．(多選題)一個(gè)運(yùn)動(dòng)員在地面上跳遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)可跳l，假如他立在船頭，船頭離河岸距離為l，船面與河岸表面平齊，他若從船頭向岸上跳，下列說(shuō)法正確的是()A．他不行能跳到岸上B．他有可能跳到岸上C．他先從船頭跑到船尾，再返身跑回船頭起跳，就可以跳到岸上D．接受C中的方法也無(wú)法跳到岸上解析立定跳遠(yuǎn)相當(dāng)于斜拋運(yùn)動(dòng)，在地面上跳時(shí)，能跳l的距離，水平分速度為vx，在船上跳時(shí)，設(shè)人相當(dāng)于船的水平速度為vx，船對(duì)地的速度為v2，則人相對(duì)于地的速度為v1＝vx－v2，由于人和船系統(tǒng)動(dòng)量守恒，因此mv1＝Mv2，所以人在船上跳時(shí)，人相對(duì)船的水平速度也為vx，但人相對(duì)于地的水平速度為v1＝vx－v2<vx，故人不行能跳上岸來(lái)．答案AD11．總質(zhì)量為m的一顆返回式人造地球衛(wèi)星沿半徑為R的圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，接到地面指揮中心返回地面的指令，于是馬上打開制動(dòng)火箭向原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向噴出燃?xì)猓顾俣冉禐樵瓉?lái)的eq\f(8,9)，則衛(wèi)星在P處應(yīng)將質(zhì)量為Δm的燃?xì)庖远啻蟮膶?duì)地速度向前噴出？(將連續(xù)噴氣等效為一次性噴氣，地球半徑為R0，地面重力加速度為g)解析衛(wèi)星繞地球做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)線速度為v，由萬(wàn)有引力供應(yīng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力得eq\f(GMm,R2)＝eq\f(mv2,R).在地球四周eq\f(GMm,R\o\al(2,0))＝mg，由以上兩式得v＝eq\r(\f(gR\o\al(2,0),R))，設(shè)衛(wèi)星在P點(diǎn)噴出氣體對(duì)地的速度為v1，此時(shí)衛(wèi)星速度為v2，由題意v2＝eq\f(8,9)v＝eq\f(8,9)eq\r(\f(gR\o\al(2,0),R))衛(wèi)星和燃?xì)饨M成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則mv＝Δmv1＋(m－Δm)v2得v1＝eq\f(mv－m－Δmv2,Δm)＝eq\f(m＋8Δm,9Δm)·eq\r(\f(gR\o\al(2,0),R)).答案eq\f(m＋8Δm,9Δm)·eq\r(\f(gR\o\al(2,0),R))12．如圖所示，一質(zhì)量為m的玩具蛙蹲在質(zhì)量為M的小車的細(xì)桿上，小車放在光滑的水平面上，若車長(zhǎng)為L(zhǎng)，細(xì)桿高為h且位于小車的中心，試問玩具蛙對(duì)地最小以多大的水平速度跳出才能落到地面上？解析蛙和車組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，則Mv′－mv＝0①蛙下落時(shí)間t＝eq\r(\f(2h,g))②若蛙恰好落地，則有v′t＋vt＝eq\f(L,2)③解①②③得：v＝eq\f(ML,2M＋m)eq\r(\f(g,2h)).答案eq\f(ML,2M＋m)eq\r(\f(g,2h))13．一個(gè)宇航員連同裝備的總質(zhì)量為100kg，在空間跟飛船相距45m處相對(duì)飛船處于靜止?fàn)顟B(tài)，他帶有一個(gè)裝有0.5kg氧氣的貯氧筒，貯氧筒上有一個(gè)可以使氧氣以50m/s的速度噴出的噴嘴．宇航員必需向著跟返回飛船方向相反的方向釋放氧氣，才能回到飛船上，同時(shí)又必需保留一部分氧氣供他在返回飛船的途中呼吸，已知宇航員呼吸的耗氧率為2.5×10－4kg解析宇航員使用氧氣噴嘴噴出一部分氧氣后，因反沖運(yùn)動(dòng)而返回，遵從動(dòng)量守恒