正确率60.0%中国已成功发射可重复使用试验航天器。某实验小组仿照航天器的发射原理,在地球表面竖直向上发射了一质量为$${{M}}$$(含燃料)火箭,当火箭以大小为$${{v}_{0}}$$的速度竖直向上飞行时,火箭接到加速的指令瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为$${{v}_{1}}$$,加速后航天器的速度大小为$${{v}_{2}}$$,不计喷气过程重力的影响,所有速度均为对地速度。则喷出气体的质量为()
B
A.$$\frac{M v_{2}} {v_{1}}$$
B.$$\frac{M \left( v_{2}-v_{0} \right)} {v_{1}+v_{2}}$$
C.$$\frac{M \left( v_{2}-v_{0} \right)} {v_{1}-v_{2}}$$
D.$$\frac{M v_{1}} {v_{2}}$$
4、['平抛运动基本规律及推论的应用', '动量守恒-系统内力远大于外力或作用时间极短', '反冲与爆炸']正确率40.0%向空中发射一物体,不计空气阻力.当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成$${{a}{、}{b}}$$两块,若质量较大的$${{a}}$$块的速度方向仍沿原来的方向,则()
D
A.$${{b}}$$的速度方向一定与原速度方向相反
B.从炸裂到落地的这段时间里,$${{a}}$$飞行的水平距离一定比$${{b}}$$的大
C.$${{a}}$$一定比$${{b}}$$先到达水平地面
D.在炸裂过程中,$${{a}{、}{b}}$$受到的爆炸力的冲量大小一定相等
6、['动量守恒-系统内力远大于外力或作用时间极短']正确率60.0%$${{1}{9}{2}{8}}$$年,德国物理学家玻特用$${{α}}$$粒子$${({H}{e}{)}}$$轰击轻金属铍$$\langle~_{4}^{9} B e )$$时.发现有一种贯穿能力很强的中性射线.查德威克对该粒子进行研究,进而发现了新的粒子$${{−}}$$中子.若中子以速度$${{v}_{0}}$$与一质量为$${{m}_{N}}$$的静止氮核发生碰撞,测得中子反向弹回的速率为$${{v}_{1}}$$,氮核碰后的速率为$${{v}_{2}}$$,则中子的质量等于()
B
A.$$\frac{v_{2}} {v_{0}-v_{1}} m_{N}$$
B.$$\frac{v_{2}} {v_{0}+v_{1}} m_{N}$$
C.$${\frac{v_{0}+v_{1}} {v_{2}}} m_{N}$$
D.$${\frac{v_{0}-v_{1}} {v_{2}}} m_{N}$$
7、['动量守恒-系统内力远大于外力或作用时间极短', '向心力', '离心与向心运动', '牛顿第二定律的内容及理解']正确率40.0%一个航天飞行器甲在高空绕地球做匀速圆周运动,若它沿与运动方向相反的方向发射一枚火箭乙,则$${{(}{)}}$$
D
A.甲和乙都可能在原高度绕地球做匀速圆周运动
B.甲可能在原高度绕地球做匀速圆周运动,乙不可能在原高度做匀速圆周运动
C.甲和乙都不可能在原高度绕地球做匀速圆周运动
D.乙可能在原高度绕地球做匀速圆周运动,甲不可能在原高度做匀速圆周运动
第3题解析:
根据动量守恒定律,火箭喷气前后的总动量应相等。设喷出气体质量为 $$m$$,喷气后火箭质量为 $$M - m$$。初始动量为 $$M v_0$$,喷气后火箭动量为 $$(M - m) v_2$$,喷出气体动量为 $$m (v_2 - v_1)$$(因为气体相对火箭速度为 $$v_1$$,对地速度为 $$v_2 - v_1$$)。动量守恒方程为:
$$M v_0 = (M - m) v_2 + m (v_2 - v_1)$$
化简得:
$$M v_0 = M v_2 - m v_1$$
解得喷出气体质量:
$$m = \frac{M (v_2 - v_0)}{v_1}$$
但选项中无此答案,需重新分析气体对地速度。若喷出气体速度为 $$v_1$$(对地),则方程为:
$$M v_0 = (M - m) v_2 + m (-v_1)$$
解得:
$$m = \frac{M (v_2 - v_0)}{v_1 + v_2}$$
故正确答案为 B。
第4题解析:
爆炸过程动量守恒,设物体质量为 $$m$$,爆炸前速度为 $$v$$,爆炸后 $$a$$ 块质量为 $$m_a$$,速度为 $$v_a$$;$$b$$ 块质量为 $$m_b$$,速度为 $$v_b$$。根据动量守恒:
$$m v = m_a v_a + m_b v_b$$
由于 $$a$$ 块速度方向不变,$$b$$ 块速度方向可能相同或相反,取决于质量分配,故选项 A 错误。爆炸后两块的平抛时间相同(高度一致),水平距离取决于水平速度,但 $$a$$ 的速度不一定更大,选项 B 错误。两块同时落地,选项 C 错误。爆炸力为相互作用力,冲量大小相等,选项 D 正确。
故正确答案为 D。
第6题解析:
设中子质量为 $$m$$,碰撞过程动量守恒:
$$m v_0 = m (-v_1) + m_N v_2$$
化简得:
$$m (v_0 + v_1) = m_N v_2$$
解得中子质量:
$$m = \frac{m_N v_2}{v_0 + v_1}$$
故正确答案为 B。
第7题解析:
甲在原轨道运行需满足速度 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$。发射乙后,甲速度减小,若仍要维持圆周运动,需满足新速度 $$v' = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$,但发射后甲速度通常不足,故甲无法维持原高度。乙若以适当速度发射,可能进入另一圆轨道,但需精确匹配速度,题目未明确条件,故一般结论是乙可能,甲不可能。
故正确答案为 D。