2017年秋人教版高中物理教案：第五节 反冲运动 火箭

第五节反冲运动火箭

教学目标：

（一）知识与技能

1、知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用。

2、了解航天技术的发展和应用。

（­）过程与方法

理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。

（三）情感、态度与价值观

培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。

教学重点：

运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质。

教学难点：

动量守恒定律的应用。

教学方法：

教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：

铝箔纸，火柴和支架，反击式水轮机转轮的原理模型，礼花，有关航天发射、空间站等

的录像带剪辑，投影片，多媒体辅助教学设备。

教学过程：

（一）引入新课

用实验方法引入新课：

演示实验1：老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生

飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围。

演示实验2：用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴

头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，

生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。

演示实验3：把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来。

提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢？实验3中，细管为什么会旋转起

来呢？

看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫

星的上天等。应该如何去解释这些现象呢？这节课我们就学习有关此类的问题。

（二）新课教学

1、反冲运动

（1）分析：细管为什么会向后退？

教师引导学生自学书本，展开讨论，得出结论：

当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。

（2）分析：反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转,

这是利用反冲来造福人类，象这样的情况还很多。

学生交流、举例，并说明其工作原理。如：喷气式飞机、我国人民引以为荣的运载火箭

等。

教师：为了使学生对反冲运动有更深刻的印象，此时再做一个发射礼花炮的实验。

学生：分析，礼花为什么会上天？

教师总结：在学生回答的基础上进行小结一一火箭就是根据这个原理制成的。

2、火箭

教师：指导学生看书，对照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理。

播放课前准备的有关卫星发射、''和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神

舟号”飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知

道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情。

（三）课堂小结

让学生自己概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结,

然后请同学评价黑板上的小结内容。

（四）布置作业：

完成”问题与练习”1〜3题。

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清

楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答

题无效。

4.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1.如图所示，两个宽度均为L的匀强磁场垂直于光滑水平桌面，方向相反，磁感应强度大小相等.高为

L上底和下底长度分别为L和2L的等腰梯形金属框水平放置，现使其匀速向右穿过磁场区域，速度垂直

梯形底边，从图示位置开始x=0,以逆时针方向为电流的正方向，下列四幅图中能够反映线框中电流I随

金属框向右移动距离x关系的是（）

C.

2.半径为R的某均匀球形天体上，两“极点”处的重力加速度大小为g,“赤道”处的重力加速度大小

为‘'极点”处的工。已知引力常量为G,则下列说法正确的是

k

A.该天体的质量为对

kG

B.该天体的平均密度为」£_

37VGR

C.该天体的第一宇宙速度为

D.该天体的自转周期为2开3

3.如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底

端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法错误的是（）

A.在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒

B.在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒

C.物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为v=2

D.物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能

4.实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿

散射，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律。如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有

能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实。关于上述逆康普顿散射,

下列说法正确的是（）

A.相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度变大

B.若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则散射光照射该金属时，光电子的最大初动能

将变大

C.散射后电子的速度一定变大

D.散射后电子的能量一定变大

5.在地面上以初速度V。竖直向上抛出一小球，经过2t。时间小球落回抛出点，其速率为V”已知小球在

空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比，则小球在空中运动时速率随时间的变化规律可能是

6.研究光电效应的实验规律的电路如图所示，加正向电压时，图中光电管的极接电源正极，极接电源

负极；加反向电压时，反之。当有光照射、极时，下列说法正确的是（）

A.K极中有无光电子射出与入射光频率无关

B.光电子的最大初动能与入射光频率成正比

C.只有光电管加正向电压时，才会有光电流

D.光电管加正向电压越大，光电流强度不一定增大

二、多项选择题

7.下列说法正确的是-（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5

分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A.热量能够自发地从内能多的物体传递到内能少的物体

B.同一时刻，教室内空气中氮气和氧气的分子平均动能是相同的

C.当水中两个水分子间的分子力为零时，它们具有的分子势能一定最小

D.液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力

E.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体

8.如图所示，甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P是平衡位置在x=l.0m处的质点，Q是平衡位置

在x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是（）

A.在t=0时，质点Q向y轴负方向运动

B.从t=0.1s到t=0.25s,该波沿x轴正方向传播了6m

C.从t=0.1s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm

D.质点Q简谐运动的表达式为了=0.10sinl0加（m）

9.带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，两个电荷P和Q以相同的速率分别从极板M边缘和两

板中间沿水平方向进入板问电场，恰好从极板N边缘射出电场，如图所示。若不考虑电荷的重力和它们之

间的相互作用，下列说法正确的是

N

A.两电荷的电荷量可能相等B.两电荷在电场中运动的时间相等

C.两电荷在电场中运动的加速度相等D.两电荷离开电场时的动能相等

10.图甲中S、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表，矩

形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴00'匀速转动，矩形线圈通过滑环接理想变压器，滑片P上下移动时

可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R。从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交

变电动势随时间变化的图像如图乙所示，忽略线圈、电刷与导线的电阻，下列说法正确的是（）

B.t=0.005时电压表的示数为10V

C.保持R的大小不变，P的位置向上移动，电流表读数增大

D.保持R的大小及P的位置不变，发电机线的转速增大一倍，变压器的输入功率增大到原来的2倍

三、实验题

11.如图斜面，AB段粗糙，BC段长为1.2m且光滑。滑块以初速度v°=9m/s由A沿斜面开始向上滑行，经

过B处速度为VB=3m/s,到达C处速度恰好为零。滑块在AB、BC滑行时间相等。求：

（1）滑块从B滑到C的时间及加速度大小；

（2）滑块从A滑到B的加速度大小；

（3）滑块从C点回到A点的速度大小。

12.如图1所示是某质谱仪的模型简化图，P点为质子源，初速度不计的质子经电压加速后从0点垂直磁

场边界射入，在边界0S的上方有足够大的垂直纸面的匀强磁场区域，B=0.2T。a、b间放有一个宽度为

以=0.1cm的粒子接收器S,oa长度为2m。质子的比荷,,一，质子经电场、磁场后正好打在

接收器上。

T亮度

（1）磁场的方向是垂直纸面向里还是向外？

（2）质子进入磁场的角度范围如图2所示，向左向右最大偏角，s,所有的质子要打在接收板上，求加

速电压的范围（结果保留三位有效数字，取cos8°=0.99,.31）。

cos8

（3）将质子源P换成气态的碳L与碳14原子单体，气体在P点电离后均帚一个单位正电（初速度不计）,

碳12的比荷'r'、&C/kg,碳14的比荷;：J一保持磁感应强度不变，从0点入射的角度

范围，、不变，加速电压可以在足够大的范围内改变。要使在任一电压下接收器上最多只能接收到一种

粒子，求oa的最小值（结果保留三位有效数字，取IGS）

（4）第（3）问中的电离体经电压加速后，单位时间内从0点进入的粒子数保持不变，其中碳12占80%、

碳14占20%。通过控制加速电压，使碳14在磁场中做圆周运动的半径与时间的关系R14=0.9+0.lt（cm）„

请在图3中描绘出接收器上的亮度随时间的变化的图像（每毫秒内接收到的粒子越多越亮，1表示在这一

过程中最亮时的亮度）。

四、解答题

13.一根玻璃丝的折射率为n=l.6,直径为d=L5mm,其形状刚好和四分之一个圆相同，内侧圆弧的半径

为R,如图所示。一束光垂直射到玻璃丝的端面，如果要使整条光束都能被全反射，R的最小值为多少？

1.5mm

14.如图，M、N是电压U=10V的平行板电容器两极板，与绝缘水平轨道CF相接，其中CD段光滑，DF段

粗糙、长度x=1.0m。F点紧邻半径为R的绝缘圆筒(图示为圆筒的横截面)，圆筒上开一小孔与圆心0在同

一水平面上，圆筒内存在磁感应强度B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场和方向竖直向下的匀强电场E。

一质量m=0.01kg、电荷量q=-0.02C的小球a从C点静止释放，运动到F点时与质量为2m、不带电的静

止小球b发生碰撞，碰撞后a球恰好返回D点，b球进入圆筒后在竖直面内做圆周运动。不计空气阻力，

小球a、b均视为质点，碰时两球电量平分，小球a在DF段与轨道的动摩因数u=0.2,重力加速度大小

g=10m/s2o求

⑴圆筒内电场强度的大小；

(2)两球碰撞时损失的能量；

(3)若b球进入圆筒后，与筒壁发生弹性碰撞，并从N点射出，则圆筒的半径。

【参考答案】

一、单项选择题

题号123456

答案cDDBAD

二、多项选择题

7.BCE

8.BD

9.AB

10.BC

三、实验题

11.⑴a=3.75m/sa；Z=0.8s（2）7.5m/s2（3）3m/s

12.（1）垂直纸面向外（2）二。4Vt221\（3）|45cm

(4)如图所示：

稿亮度

匚…n.

四、解答题

13.5mm

氏一上(

14.(D20N/C；(2)0J；(3)一开n》3的整数)

tan—

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清

楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答

题无效。

4.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1.一辆小汽车以18m/s的速度直线行驶，通过某路段时，发现正前方浓雾中一辆卡车，卡车正以6m/s的

速度匀速行驶，小汽车立即减速，两车恰好没有追尾，该过程用时3s且视小汽车做匀减速直线运动，在

这3s内

A.小汽车平均速度为9m/s

B.小汽车的平均速度为12m/s

C.小汽车的加速度大小为6m/s

D.小汽车的加速度大小为8m/s2

2.如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢地从底部爬到a处，下列说法正确的是（）

A.在a点碗对蚂蚁的作用力大于在b点碗对蚂蚁的作用力

B.在a点碗对蚂蚁的作用力和在b点碗对蚂蚁的作用力都指向半球形碗的球心

C.在a点碗对蚂蚁的作用力等于在b点碗对蚂蚁的作用力

D.蚂蚁在a点受到的合力大于在b点受到的合力

3.如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abed,固定在水平面内且处于方向竖

直向下的匀强磁场B中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、de以速度v匀速滑

动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦.在PQ从靠近ad处向be滑动的过程中（）

A.PQ中电流先增大后减小

B.PQ两端电压先减小后增大

C.PQ上拉力的功率先减小后增大

D.线框消耗的电功率先减小后增大

4.采用图甲所示的装置研究光电效应现象，电流表和电压表的零刻度均在表盘的正中间.分别用横截面

积相同的单色光风反c照射光电管的阴极K,得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示.下

列说法正确的是

A.a光的强度比c光的大

B.a光的光子能量比3光的小

C.c光照射时光电子的最大初动能比a光照射时的大

D.测量遏止电压时开关S应扳向1

5.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R和Rs均为定值电阻，Rz为滑动变阻器。当艮

的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表4、A2和V的示数分别为L、L和U。现将R?的滑动触点

向b端移动，则三个电表示数的变化情况是

A.L增大,L不变,U增大

B.L减小,L增大,U减小

C.L增大,L减小,U增大

D.L减小,L不变,U减小

6.如图所示，边长为d的等边三角形abc所在平面与一匀强电场（图中未画出）平行。将一电荷量为q

（q>0）的甲粒子分别从a、c两点移到b点，电场力均做正功W。乙粒子以初速度V。从a点沿ac方向射

入，仅在电场力作用下运动到b点，不计粒子间相互作用，则（）

b

A.乙粒子带负电

B.乙粒子的比荷为2qv02/w

C.乙粒子从a运动到b的时间为d/2vo

D.乙粒子运动到b点时的速度大小为2v0

二、多项选择题

7.如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿P0方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面,

得到三束光线I、II、III,若平面镜的上下表面足够宽，不考虑光线由玻璃砖内射向上表面时的反射。

下列说法正确的是o

A.光束I仍为复色光，光束II、III为单色光

B.玻璃对光束II的折射率小于对光束III的折射率，当，角减小为某一值时，光束II先消失了，光束

III还存在

c.改变，角，光线I、口、m仍保持平行

D.通过相同的双缝干涉装置，光束II产生的条纹宽度要大于光束III的

E.在玻璃中，光束II的速度要小于光束III的速度

8.如图所示是两个横截面分别为圆和正方形但磁感应强度均相同的匀强磁场，圆的直径D等于正方形的

边长，两个电子分别以相同的速度飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场区域的

速度方向对准了圆心，进入正方形磁场区域的方向是沿一边的中点且垂直于边界线，则下列判断正确的是

XXXX

xr.xXX

XXXX

XXXX

A.两电子在两磁场中运动时，其轨迹圆对应的圆心角一定不相同

B.两电子在两磁场中运动的时间一定不相同

C.进入圆形磁场区域的电子一定先飞离磁场

D.进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞出磁场

9.通常一次闪电过程历时约0.2〜0.3s,它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40〜

80us,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0X10、，云

地间距离约为1km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C,闪击持续时间约为6011s。假定闪

电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是

A.闪电电流的瞬时值可达到IXio」A

B.整个闪电过程的平均功率约为IXIO"w

C.闪电前云地间的电场强度约为lXl（）6v/m

D.整个闪电过程向外释放的能量约为6X1（）6j

10.空间中存在着竖直方向的磁场，一圆形金属框水平放在磁场中，规定磁感应强度方向和线圈中感应电

流方向如图甲所示时为正.某时刻开始计时线圈中产生了如图乙所示的感应电流，则磁感应强度随时间变

化的图线可能是

三、实验题

11.如图（甲）所示，地面上有一长为l=lm,高为h=0.8m,质量M=2kg的木板，木板的右侧放置一个质

量为m=lkg的木块（可视为质点），已知木板与木块之间的动摩擦因数为UF0.4,木板与地面之间的动摩

擦因数为U2=0.6,初始时两者均静止。现对木板施加一水平向右的拉力F,拉力F随时间的变化如图（乙）

所示，取g=10m/s2o求：

（甲）（乙）

（1）前2s木板的加速度;

（2）木块落地时距离木板左侧的水平距离V。

12.（1）在“利用沙摆描绘振动图象”的实验中,将细沙倒在漏斗中，当细沙漏出的同时，让沙摆摆动起

图3

图1图2

①如果在沙摆摆动的同时匀速拉动下方纸板（纸板上的虚线OQ位于沙漏静止时的正下方），则一段时间

后，形成如图2所示的曲线沙堆。分析可知，曲线沙堆在与虚线00垂直距离.（选填“近”

或“远”）的位置低且细。

②图3为图2中纸板上曲线沙堆的俯视图，沿沙摆振动方向建立x轴，沿OU方向建立t轴，就利用沙堆

曲线得到了沙摆的振动图象。请说明为什么要匀速拉动下方纸板。

（2）用如图4所示的装置验证牛顿第二定律。

①除了图4中所给器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是

（选填正确选项的字母）。

A.秒表

B.天平（含祛码）

C.弹簧测力计

D.刻度尺

②实验前平衡小车与木板间摩擦力的做法是：把实验器材安装好，先不挂重物，将小车放在木板上，后面

固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿

木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做运动。

③为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，需满足的条件是砂桶及砂的总质量

小车的总质量。（选填“远大于"''远小于”或“近似等于"）

④实验中打出的一条纸带的一部分如图5所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C,相邻计数点之

间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速

度VB=m/s。多测几个点的速度做出v-t图像，就可以算出小车的加速度。

川川川:小妹................................益川““四］

（IIIl|llIIIIII|lllIllill|IlliIIIl|llIIIIlli|lllIIII1Il|Illi|llll|lIIIIlli|llIllilll|IIIIllill|IlliIIIl|llII1111111|1||2

（3456,7b9101121314cm1SJ

图5

⑤为研究加速度和力的关系，要保证______________的总质量不变，改变砂桶内砂的质量，重复做几次实

验，通过实验数据来研究加速度和力的关系。

⑥在研究加速度与质量的关系时，要保证的砂和砂桶的质量不变。若砂和砂桶的质量m与小车的总质量M

1

间的关系不满足第③问中的条件，由实验数据作出a