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2024届高考物理一轮复习动量专题精准提升强化 11：动量守恒应用之火箭和反冲模型（中上
难度）
1. （2021天津·7） (多选)一冲九霄,问鼎苍穹.2021年4月29日,长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和
核心舱发射升空,标志着我国空间站建造进入全面实施阶段.下列关于火箭的描述正确的是
A.增加单位时间的燃气喷射量可以增大火箭的推力
B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力
C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速
D.火箭发射时获得的推力来自喷出的燃气与发射台之间的相互作用
2. （2022吉林长春监测）50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出,质量为
1.00 kg的模型火箭成功升空.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽
略)
A.30 kg·m/s
B.5.7×102 kg·m/s
C.6.0×102 kg·m/s
D.6.3×102 kg·m/s
3. (2023·山东省烟台市高三上期中)用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳
体和卫星一起以7.0×103 m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为 500 kg，最后一节火箭
壳体的质量为100 kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，卫星以1.2×103 m/s的速度相对火箭壳体沿轨道切
线方向分离，则分离时卫星的速度为( )
A．6.0×103 m/s B．6.8×103 m/s
C．7.2×103 m/s D．8.0×103 m/s
4. （2022湖南长沙模拟）某烟花弹在点燃后升空到离地h的高度时速度变为零,此时弹中火药爆炸将烟花
ℎ
弹炸裂为质量相等的A、B两部分,A竖直向上运动,B竖直向下运动,A继续上升的最大高度为 .从爆炸
3
之后瞬间开始计时,A、B在空中运动的时间分别为t 和t .不计空气阻力,则t 与t 的比值为
A B A B
A.1.5 B.2 C.3 D.4
5. （2022山东威海测试）(多选)火箭飞行时,在极短时间Δt内喷射燃气的质量是Δm,喷出的燃气相对喷气
前火箭的速度大小是u,喷出燃气后火箭的质量是m,不考虑火箭受到的万有引力,下列说法正确的是
A.火箭的发射利用了反冲原理
mu
B.喷出燃气时,火箭受到的推力为
Δt
C.喷出燃气后,火箭的动量变化量大小为Δmu
D.火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比越小,火箭增加的速度Δv就越大
6. (2022·山东高考)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的
过程中( )
A．火箭的加速度为零时，动能最大
B．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能
C．高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
D．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
7. 如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为M(含水)的自制“水火箭”释放升空，
在极短的时间内，质量为m的水以相对地面为v 的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为g，空气阻
0
力不计，下列说法正确的是( )
A．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B．水喷出的过程中，火箭和水组成的系统机械能守恒
C．火箭获得的最大速度为
m2v2
D．火箭上升的最大高度为 0
2g(M−m) 2
8. 在发射地球卫星时需要运载火箭多次点火，以提高最终的发射速度．某次地球近地卫星发射的过程中，
火箭喷气发动机每次喷出质量为m＝800 g的气体，气体离开发动机时的对地速度v＝1 000 m/s，假设火
箭(含燃料在内)的总质量为M＝600 kg，发动机每秒喷气20次，忽略地球引力的影响，则( )
A．第三次气体喷出后火箭的速度大小约为4 m/s
B．地球卫星要能成功发射，速度大小至少达到11.2 km/s
C．要使火箭能成功发射至少要喷气500次
D．要使火箭能成功发射至少要持续喷气17 s
9. (2020·江苏高考)一只质量为1.4 kg的乌贼吸入0.1 kg的水，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以2 m/s的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小v。
10. 一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1000 m/s(相对地面)。
设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒钟喷气20次。
(1)当第三次喷出气体后，火箭的速度为多大？
(2)运动第1 s末，火箭的速度为多大？
11. (2022·湖南高考)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后，逐一打开引导伞、减速伞、主伞，最后启
动反冲装置，实现软着陆。某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况，将其运动简化为竖直
方向的直线运动，其vt图像如图所示。设该过程中，重力加速度不变，返回舱质量不变，下列说法正
确的是( )
A．在0～t 时间内，返回舱重力的功率随时间减小
1
B．在0～t 时间内，返回舱的加速度不变
1
C．在t～t 时间内，返回舱的动量随时间减小
1 2
D．在t～t 时间内，返回舱的机械能不变
2 3
12. （多选）如图所示，A、B两物体质量之比m∶m ＝3∶2，原来静止在平板车C上，A、B间有
A B
一根被压缩的弹簧，地面光滑。当弹簧突然被释放后，则以下系统动量守恒的是（ ）
A.若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统
B.若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统
C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统
D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统
13. （2022福建福州检测）如图所示,两块小木块A和B,中间夹上轻弹簧,用细线扎在一起,放在光
滑的水平桌面上,烧断细线,弹簧将小木块A、B弹出,最后落到水平地面上,根据图中的有关数据,可以判
断下列说法正确的有(弹簧原长远小于桌面长度)
A.小木块A先落到地面上
B.两小木块质量之比m ∶m =4∶1
A BC.两小木块离开桌面时,动能之比E ∶E =1∶1
kA kB
D.两小木块在空中飞行过程中所受的冲量大小之比I' ∶I' =2∶1
A B
2024届高考物理一轮复习动量专题精准提升强化 11：动量守恒应用之火箭和反冲模型（中上
难度）【解析版】
1. （2021天津·7） (多选)一冲九霄,问鼎苍穹.2021年4月29日,长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和
核心舱发射升空,标志着我国空间站建造进入全面实施阶段.下列关于火箭的描述正确的是
A.增加单位时间的燃气喷射量可以增大火箭的推力
B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力
C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速
D.火箭发射时获得的推力来自喷出的燃气与发射台之间的相互作用
解析：AB 根据FΔt=Δmv可知,增加单位时间的燃气喷射量(即增加单位时间喷射气体的质量Δm)或增大燃
气相对于火箭的喷射速度v,都可以增大火箭的推力,故选项AB正确.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面
为零时,燃气相对火箭的速度不为零,且与火箭的运动方向相反,火箭仍然受推力作用,做加速运动,故C错误;燃
气被喷出的瞬间,燃气对火箭的反冲力作用在火箭上,使火箭获得推力,故D错误.
2. （2022吉林长春监测）50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出,质量为
1.00 kg的模型火箭成功升空.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽
略)
A.30 kg·m/s
B.5.7×102 kg·m/s
C.6.0×102 kg·m/s
D.6.3×102 kg·m/s
解析：A 燃气从火箭喷口喷出的瞬间,火箭和燃气组成的系统动量守恒,设燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大
小为p,根据动量守恒定律,可得p-mv =0,解得p=mv =0.050 kg×600 m/s=30 kg·m/s,选项A正确.
0 0
3. (2023·山东省烟台市高三上期中)用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳
体和卫星一起以7.0×103 m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为 500 kg，最后一节火箭
壳体的质量为100 kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，卫星以1.2×103 m/s的速度相对火箭壳体沿轨道切
线方向分离，则分离时卫星的速度为( )
A．6.0×103 m/s B．6.8×103 m/sC．7.2×103 m/s D．8.0×103 m/s
答案 C
解析 设火箭壳体和卫星分离前绕地球做匀速圆周运动的速度为 v，卫星质量为m ，火箭壳体质量为
1
m ，分离时卫星相对火箭壳体沿轨道切线方向的速度为 u，卫星的速度为v ，取分离前火箭壳体和卫星的
2 卫
速度方向为正方向，根据动量守恒定律得(m ＋m)v＝mv ＋m(v －u)，解得v ＝v＋u＝7.2×103 m/s，故
1 2 1 卫 2 卫 卫
选C。
4. （2022湖南长沙模拟）某烟花弹在点燃后升空到离地h的高度时速度变为零,此时弹中火药爆炸将烟花
ℎ
弹炸裂为质量相等的A、B两部分,A竖直向上运动,B竖直向下运动,A继续上升的最大高度为 .从爆炸
3
之后瞬间开始计时,A、B在空中运动的时间分别为t 和t .不计空气阻力,则t 与t 的比值为
A B A B
A.1.5 B.2 C.3 D.4
解析：C 设爆炸后瞬间A的速度大小为v ,B的速度大小为v .因为爆炸后A、B运动方向相反,根据动量守恒
A B
定律有m v -m v =0,可知v =v ,A爆炸后上升的高度为 ℎ ,根据运动学公式有v2 =2g· ℎ ,解得h=
3v2
A,A从爆炸
A A B B A B 3 A 3 2g
1 3v v 1
后到落地过程中,有-v t + gt2 =h,解得t = A (t =- A不合题意舍去),B从爆炸后到落地过程中,有v t + gt2
AA 2 A A g A g BB 2 B
v 3v
=h,解得t = A (t =- A不合题意舍去),故t 与t 的比值为3,ABD错误,C正确.
B g B g A B
5. （2022山东威海测试）(多选)火箭飞行时,在极短时间Δt内喷射燃气的质量是Δm,喷出的燃气相对喷气
前火箭的速度大小是u,喷出燃气后火箭的质量是m,不考虑火箭受到的万有引力,下列说法正确的是
A.火箭的发射利用了反冲原理
mu
B.喷出燃气时,火箭受到的推力为
Δt
C.喷出燃气后,火箭的动量变化量大小为Δmu
D.火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比越小,火箭增加的速度Δv就越大
解析：AC 火箭的发射利用了反冲原理,选项A正确;设火箭喷气前的速度为v,喷气后火箭的速度v',则喷出的
气体对地的速度为u-v,设火箭运动的方向为正方向,火箭和喷出的气体间的作用力大小为F,则对喷出的气体,
Δmu
根据动量定理有-FΔt= -Δm(u-v)-Δmv,可得火箭受到的推力为 F= ,选项 B 错误;由动量守恒定律有
Δt
(m+Δm)v=-Δm(u-v)+mv',喷出燃气后,火箭的动量变化量大小为Δp=mv'-mv=Δmu,选项C正确;由上式可得v'=
Δm Δm
u+v,故火箭速度的增加量Δv=v'-v= u,即火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比越小,火箭增加的速
m m
度Δv就越小,选项D错误.
6. (2022·山东高考)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射仓
内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的
过程中( )A．火箭的加速度为零时，动能最大
B．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能
C．高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
D．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
答案 A
解析 火箭从发射仓发射的过程，受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力
作用，且推力大小不断减小，刚开始时高压气体向上的推力大于向下的重力和空气阻力之和，火箭向上做
加速度减小的加速运动，当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时，火箭的加速度为零，
接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和，火箭向上做加速度增大的减速运动(高压气体
的推力减为零后仍向上减速运动)，直至速度为零，故当火箭的加速度为零时，速度最大，动能最大，故A
正确；根据能量守恒定律，可知高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能等，故B
错误；由题意可知高压气体对火箭推力的冲量竖直向上且大于零，而火箭的初、末速度均为零，即其动量
的增加量为零，故C错误；根据功能关系，可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械
能的增加量，大于火箭动能的增加量，故D错误。
7. 如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为M(含水)的自制“水火箭”释放升空，
在极短的时间内，质量为m的水以相对地面为v 的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为g，空气阻
0
力不计，下列说法正确的是( )
A．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力B．水喷出的过程中，火箭和水组成的系统机械能守恒
C．火箭获得的最大速度为
m2v2
D．火箭上升的最大高度为 0
2g(M−m) 2
[答案] D
[解析] 火箭的推力来源于向下喷出的水对它的作用力，A错误；水喷出的过程中，火箭内气体做功，
火箭及水组成的系统机械能不守恒，B错误；在水喷出后的瞬间，火箭获得的速度最大，以竖直向上为正方
向，由动量守恒定律有(M－m)v－mv ＝0，解得v＝，C错误；水喷出后，火箭做竖直上抛运动，上升到最
0
m2v2
高点的过程中，有v2＝2gh，解得h＝ 0 ，D正确。
2g(M−m) 2
8. 在发射地球卫星时需要运载火箭多次点火，以提高最终的发射速度．某次地球近地卫星发射的过程中，
火箭喷气发动机每次喷出质量为m＝800 g的气体，气体离开发动机时的对地速度v＝1 000 m/s，假设火
箭(含燃料在内)的总质量为M＝600 kg，发动机每秒喷气20次，忽略地球引力的影响，则( )
A．第三次气体喷出后火箭的速度大小约为4 m/s
B．地球卫星要能成功发射，速度大小至少达到11.2 km/s
C．要使火箭能成功发射至少要喷气500次
D．要使火箭能成功发射至少要持续喷气17 s
答案 A
解析 设喷出三次气体后火箭的速度为v，以火箭和喷出的三次气体为研究对象，以竖直向上为正方向，由
3
动量守恒定律得：(M－3m)v－3mv＝0，解得：v≈4 m/s，故A正确；地球卫星要能成功发射，喷气n次后至
3 3
少要达到第一宇宙速度，即：v＝7.9 km/s，故B错误；以火箭和喷出的n次气体为研究对象，以竖直向上为
n
正方向，由动量守恒定律得：(M－nm)v －nmv＝0，代入数据解得：n≈666，故C错误；至少持续喷气时间
n
为：t＝＝33.3 s，故D错误．
9. (2020·江苏高考)一只质量为1.4 kg的乌贼吸入0.1 kg的水，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内
把吸入的水向后全部喷出，以2 m/s的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小v。
答案 28 m/s
解析 将乌贼与喷出的水作为一个系统，由于乌贼喷水过程时间极短，故乌贼与水所受内力远大于外
力，系统动量守恒。选取乌贼逃窜的方向为正方向，根据动量守恒定律得 0＝Mv －mv，解得喷出的水的速
1
度大小为v＝＝ m/s＝28 m/s。
10. 一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1000 m/s(相对地面)。
设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒钟喷气20次。
(1)当第三次喷出气体后，火箭的速度为多大？
(2)运动第1 s末，火箭的速度为多大？
答案 (1)2 m/s (2)13.5 m/s
解析 (1)设喷出三次气体后火箭的速度为v，
3
以火箭和喷出的三次气体为研究对象，根据动量守恒定律得：(M－3m)v－3mv＝0，故v＝≈2 m/s。
3 3(2)发动机每秒钟喷气20次，以火箭和喷出的20次气体为研究对象，根据动量守恒定律得：(M－
20m)v －20mv＝0，故v ＝≈13.5 m/s。
20 20
11. (2022·湖南高考)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后，逐一打开引导伞、减速伞、主伞，最后启
动反冲装置，实现软着陆。某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况，将其运动简化为竖直
方向的直线运动，其vt图像如图所示。设该过程中，重力加速度不变，返回舱质量不变，下列说法正
确的是( )
A．在0～t 时间内，返回舱重力的功率随时间减小
1
B．在0～t 时间内，返回舱的加速度不变
1
C．在t～t 时间内，返回舱的动量随时间减小
1 2
D．在t～t 时间内，返回舱的机械能不变
2 3
答案 AC
解析 重力的功率为P＝mgv，由图可知，在0～t 时间内，返回舱的速度随时间减小，故重力的功率随
1
时间减小，故A正确；根据vt图像的斜率的绝对值表示加速度的大小可知，在0～t 时间内，返回舱的加速
1
度减小，故B错误；由图可知，在t ～t 时间内，返回舱的速度随时间减小，故动量随时间减小，故 C正确；
1 2
由图可知，在t ～t 时间内，返回舱的速度不变，则动能不变，但由于返回舱高度下降，重力势能减小，故
2 3
机械能减小，故D错误。
12. （多选）如图所示，A、B两物体质量之比m∶m ＝3∶2，原来静止在平板车C上，A、B间有
A B
一根被压缩的弹簧，地面光滑。当弹簧突然被释放后，则以下系统动量守恒的是（ ）
A.若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统
B.若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统
C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统
D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统
解析：BCD 若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，弹簧被释放后，A、B分别相对C向左、向右滑动，
它们所受的滑动摩擦力F 向右，F 向左，由于m∶m ＝3∶2，所以F∶F ＝3∶2，则A、B组成的系统所受
A B A B A B
的外力矢量和不为零，故A、B组成的系统动量不守恒，A错误；对A、B、C组成的系统，A与C、B与C
间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守
恒，和A、B与C间的动摩擦因数或摩擦力大小是否相等无关，B、D正确；若A、B所受的摩擦力大小相等，
则A、B组成的系统所受的外力矢量和为零，故其动量守恒，C正确。13. （2022福建福州检测）如图所示,两块小木块A和B,中间夹上轻弹簧,用细线扎在一起,放在光
滑的水平桌面上,烧断细线,弹簧将小木块A、B弹出,最后落到水平地面上,根据图中的有关数据,可以判
断下列说法正确的有(弹簧原长远小于桌面长度)
A.小木块A先落到地面上
B.两小木块质量之比m ∶m =4∶1
A B
C.两小木块离开桌面时,动能之比E ∶E =1∶1
kA kB
D.两小木块在空中飞行过程中所受的冲量大小之比I' ∶I' =2∶1
A B
解析：D 由于两个小木块做平抛运动的竖直位移相同,根据平抛运动规律h=1gt2、x=vt,可知两小木块在空
2
中的运动时间相同,二者平抛运动的初速度之比为v ∶v =1∶2,A、B两小木块被弹簧弹开后在光滑桌面上运
A B
动时间之比为2∶1,所以小木块A后落到地面上,选项A错误;对两木块被弹簧弹开的过程,由动量守恒定律有
m v =m v ,解得两小木块的质量之比为 m ∶m =v ∶v =2∶1,选项B错误;两小木块离开桌面时,动能之比
A A B B A B B A
E ∶E = m v2∶m v2=1∶2,选项C错误;两小木块在空中飞行过程中所受的冲量大小之比为 I ∶I =m gt
kA kB A A B B A B A
∶m gt=m ∶m =2∶1,选项D正确.
B A B
