《2022届高三物理二轮常见模型与方法综合特训专练》专题15 有关动量的流体模型和人船模型（原卷版）

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2022 届高三物理二轮常见模型与方法综合特训专练

专题 15 有关动量的流体模型和人船模型

专练目标专练内容

目标 1流体模型（1T—8T）

目标 2人船模型（9T—15T）

【典例专练】

一、流体模型

1．11 月18 日14 时02 分，某市消防救援指挥中心接到报警称：某区某街道某路某号 4楼起火。14 时17

分，70 名指战员到达现场，经侦查，起火建筑为 5层钢筋混凝土建筑，4楼起火向 3楼和 5楼蔓延，15 时

10 分火势得到有效控制，15 时48 分火势被扑灭，如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击着火物时；

设水柱直径为 D，以水平水流速度 v垂直射向着火物，水柱冲击着火物后速度为零。高压水枪的质量为

M，消防员手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度忽略不计，水的密度为，下列说法正确的是（　

　）

A．水枪的流量为

B．水枪的功率为

C．水柱对着火物的冲击力为

D．向前水平喷水时，消防员对水枪的作用力方向向后且斜向上方

2．“水上飞人运动”是一项新兴运动形式。操控者借助“喷射式悬浮飞行器”向下喷射高压水柱的方式

实现在水面上方或悬停或急速升降等动作。假设某玩家（含设备）质量为 M，底部两个喷口的总面积为

S，忽略空气阻力和管道（含装置）对人的作用，下列说法正确的是（　　）

A．当装置向下喷水时，人将沿着喷水的反方向做直线运动

B．若要悬停在空中，向下喷水的水速应为

C．当人匀速上升时，人所受的合外力做的总功为 0

D．若要实现向上以加速度 a加速运动，向下喷水的水速应为

3．2021 年7月4日，神舟十二号航天员刘伯明、汤洪波从空间站天和核心舱节点舱成功出舱，身上穿着

我国自主研制的“飞天”舱外航天服，航天服内置微型喷气发动机和操纵系统，相当于微型载人航天器，

未来有一天，航天员登陆月球，在月球表面悬停。已知航天服连同人和装备的总质量为 m，喷气口的横截

面积为 S，气体的密度为，且气体喷出前的速度为零，月球的质量为 M，月球的半径为 R，引力常量为

G。要使航天员能在月球表面悬停，则单位时间内喷射的气体的质量为（　　）

A．B．C．D．

4．我国“天问一号”着陆器在距离火星表面100 米高度的地方处于悬停状态。质量为 M的着陆器悬停时

发动机要持续向下喷气，喷出的气体速度为 u，之后适时下落，刚着地时的速度为 v，此刻关闭发动机，这

个最终速度采用着陆腿的缓冲机构来克服。已知，火星的质量和半径分别为地球的十分之一和二分之一，

地球表面的重力加速度为 g，不考虑火星表面大气阻力，忽略着陆器的质量变化。则下列说法正确的是（

）

A．火星表面的重力加速度为 0.2g

B．着陆器处于悬停时，单位时间内喷出的气体质量为

C．若悬停时间为 t，则喷气发动机所做的功为

D．若着陆器接触地面到最后停稳的时间为，则着陆器对地面的平均压力为

5．卫星在一定高度绕地心做圆周运动时，由于极其微弱的阻力等因素的影响，在若干年的运行时间中，

卫星高度会发生变化（可达15km 之多），利用离子推进器可以对卫星进行轨道高度、姿态的调整。推进

剂从图中处注入，在处电离出正离子，已知、之间加有恒定电压，正离子进入时的速度忽略

不计，经加速形成电流为的离子束后喷出推进器，单位时间内喷出的离子质量为。为研究问题方便，

假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。则推进器获得的推力大小为（　

　）

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