高考物理二轮考点精练专题4.3《运动合成和分解》（含答案解析）

这是一份高考物理二轮考点精练专题4.3《运动合成和分解》（含答案解析），共15页。试卷主要包含了7×103m/s等内容，欢迎下载使用。
1.[2018·山东青岛一模]如图所示，光滑水平面内的xOy直角坐标系中，一质量为1 kg的小球沿x轴正方向匀速运动，速度大小为1 m/s，经过坐标原点O时，小球受到的一沿y轴负方向、大小为1 N的恒力F突然撤去，其他力不变，则关于小球的运动，下列说法正确的是( )
A．做变加速曲线运动
B．任意两段时间内速度变化大小都相等
C．经过x、y坐标相等的位置时所用时间为1 s
D．1 s末小球的速度大小为eq \r(2) m/s
【参考答案】D
2．（2018中原名校联盟质检）在长约1m的一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个适当的圆柱形的红蜡块，玻璃管的开口端用胶塞塞紧，将其迅速竖直倒置，红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底．现将此玻璃管倒置安装在置手粗糙水平桌面上的小车上，小车从位置A以初速度v0开始滑行，同时红蜡块沿玻璃管匀速上升．经过一段时间后，小车运动到图中虚线位置B．按照图建立的坐标系，在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是哪个图示所示
【参考答案】A
3. (2018·山东临沂检测)有一个质量为4 kg的质点在x－y平面内运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是( )
A．质点做匀变速直线运动
B．质点所受的合外力为22 N
C．2 s时质点的速度为6 m/s
D．0时刻质点的速度为5 m/s
【参考答案】D
【名师解析】由图可知质点在x轴方向上做匀加速直线运动，在y轴方向做匀速直线运动，合力的方向沿x轴方向。在x轴方向上的初速度为3 m/s，在y轴方向上的速度为4 m/s。则初速度v0＝eq \r(32＋42) m/s＝5 m/s，初速度方向不沿x轴方向，所以质点做匀变速曲线运动，故A错误，D正确；质点在x轴方向上的加速度为ax＝1.5 m/s2，y轴方向上的加速度为零，则合加速度为a＝1.5 m/s2，所以合力为F＝ma＝4×1.5 N＝6 N，B错误；2 s末在x轴方向上的速度为vx＝6 m/s，在y轴方向上的速度为vy＝4 m/s，则合速度v＝eq \r(62＋42) m/s＞6 m/s，C错误。
4. 如图4所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R(R视为质点)。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0＝3 cm/s 匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α。则红蜡块R的( )
图4
A.分位移y与x成正比
B.分位移y的平方与x成正比
C.合速度v的大小与时间t成正比
D.tan α与时间t成正比
【参考答案】BD
5.如图4所示，竖直放置的玻璃管内有一蜡块，当蜡块从玻璃管的底端匀速上升时，玻璃管水平向右匀速运动，直至蜡块上升到玻璃管的顶端．关于蜡块的运动，下列说法正确的是( )
图4
A．蜡块的轨迹是曲线
B．蜡块的轨迹是直线
C．若在运动中增大玻璃管的水平速度，蜡块上升的时间将变短
D．若在运动中增大玻璃管的水平速度，蜡块上升的时间将变长
【参考答案】B
6. (2018·江苏八校联考)一个质量为m的质点以速度v0做匀速运动，某一时刻开始受到恒力F的作用，质点的速度先减小后增大，其最小值为eq \f(v0,2).质点从开始受到恒力作用到速度减至最小的过程中( )
A．经历的时间为eq \f(\r(3)mv0,2F) B．经历的时间为eq \f(mv0,2F)
C．发生的位移为eq \f(\r(6)mveq \\al(2,0),8F) D．发生的位移为eq \f(\r(21)mveq \\al(2,0),8F)
【参考答案】AD
【名师解析】质点减速运动的最小速度不为0，说明质点不是做直线运动，而是做匀变速曲线运动．分析可知初速度方向与恒力方向的夹角为150°，在恒力方向上有v0cs 30°－eq \f(F,m)t＝0，x＝eq \f(v0cs 30°,2)t，在垂直恒力方向上有y＝eq \f(v0,2)t，质点的位移s＝eq \r(x2＋y2)，联立解得经历时间为t＝eq \f(\r(3)mv0,2F)，发生的位移为s＝eq \f(\r(21)mveq \\al(2,0),8F)，选项AD正确．
7．如图所示，民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上沿跑道AB运动，拉弓放箭射向他左侧的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的箭的速度为v2，跑道离固定目标的最近距离OA＝d。若不计空气阻力的影响，要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则( )
A．运动员放箭处离目标的距离为eq \f(v1,v2)d
B．运动员放箭处离目标的距离为eq \f(\r(v\\al(2,1)＋v\\al(2,2)),v2)d
C．箭射到靶的最短时间为eq \f(d,v2)
D．箭射到靶的最短时间为eq \f(d,\r(v\\al(2,2)－v\\al(2,1)))
【参考答案】BC
8. (2016·前黄中学)如图所示,某同学在研究运动的合成时做了如图所示活动:用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动,运动中保持直尺水平,同时,用右手沿直尺向右移动笔尖.若该同学左手的运动为匀速运动,右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动,则关于笔尖的实际运动,下列说法中正确的是( )
[来源:ZX]
A. 笔尖做匀速直线运动
B. 笔尖做匀变速直线运动
C. 笔尖做匀变速曲线运动
D. 笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小
【参考答案】 CD
【名师解析】由题意知,笔尖的初速度竖直向上,水平向右的加速度恒定,故做类平抛运动,选项A、B错误,C正确;由于竖直方向速度大小恒定,水平方向速度大小逐渐增大,故笔尖的速度方向与水平方向的夹角逐渐变小,，选项D正确.
9．(2016·山东临沂高三检测)有一个质量为4 kg的质点在x－y平面内运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是( )
A．质点做匀变速直线运动
B．质点所受的合外力为22 N
C．2 s时质点的速度为6 m/s
D．0时刻质点的速度为5 m/s
【参考答案】D
10．（2016辽宁大连名校联考）信息技术的高速发展，网络购物已经普及到人们的生活中。在某物流公司的货物常常用到如图所示的装置，两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上放一均匀木板，木板的重心与两 圆柱等距，其中圆柱的半径 r=2cm，木板质量 m=5kg，木板与圆柱间的动摩擦因数 μ=0.2，两圆柱以 角速度 ω 绕轴线作相反方向的转动．现施加一过木板重心且平行圆柱轴线的拉力 F 于木板上，使其以速度 v=0.6m/s 沿圆柱表面做匀速运动．取 g=10m/s ．下列说法中正确的是（ ）
A．若 ω=0，则水平拉力 F=20N
B．若 ω=40rad/s，则水平拉力 F=6N
C．若 ω=40rad/s，木板移动距离 x=0.5m，则拉力所做的功为 4J
D．不论 ω 为多大，所需水平拉力恒为 10N
【参考答案】B
11．（2016洛阳一模）在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图8所示。关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（ ）
A．相对地面的运动轨迹为直线
B．相对地面做匀加速曲线运动
C．t时刻猴子对地速度的大小为v0+at
D．t时间内猴子对地的位移大小为
【参考答案】BD
12．(2015·江苏八校联考)一个质量为m的质点以速度v0做匀速运动，某一时刻开始受到恒力F的作用，质点的速度先减小后增大，其最小值为eq \f(v0,2).质点从开始受到恒力作用到速度减至最小的过程中( )
A．经历的时间为eq \f(\r(3)mv0,2F) B．经历的时间为eq \f(mv0,2F)
C．发生的位移为eq \f(\r(6)mveq \\al(2,0),8F) D．发生的位移为eq \f(\r(21)mveq \\al(2,0),8F)
【参考答案】AD
【名师解析】质点减速运动的最小速度不为0，说明质点不是做直线运动，而是做匀变速曲线运动．分析可知初速度方向与恒力方向的夹角为150°，在恒力方向上有v0cs 30°－eq \f(F,m)t＝0，x＝eq \f(v0cs 30°,2)t，在垂直恒力方向上有y＝eq \f(v0,2)t，质点的位移s＝eq \r(x2＋y2)，联立解得经历时间为t＝eq \f(\r(3)mv0,2F)，发生的位移为s＝eq \f(\r(21)mveq \\al(2,0),8F)，选项AD正确．
13.（2016衡水中学四调）如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，乙的宽度足够大，速度为v1，则
A、在地面参考系中，工件做类平抛运动
B、在乙参考系中，工件在乙上滑动的轨迹是直线
C、工件在乙上滑动时，受到乙的摩擦力方向不变
D、工件沿垂直于乙的速度减小为0时，工件的速度等于v1
【参考答案】BCD

14．（2015·全国新课标II）由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为（ ）
A．西偏北方向，1.9×103m/s
B．东偏南方向，1.9×103m/s
C．西偏北方向，2.7×103m/s
D．东偏南方向，2.7×103m/s
【参考答案】B
15. （2015·广东）如图4所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物（ ）
A．帆船朝正东方向航行，速度大小为v
B．帆船朝正西方向航行，速度大小为v
C．帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为 v
D．帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v
【参考答案】D
【名师解析】根据运动的合成，以帆板为参照物，帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v，选项D正确。
16（2016洛阳联考）如图示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用钉子靠着线的左侧，沿与水平方向成角的斜面向右上以速度匀速运动，运动中始终保持悬线竖直，橡皮的速度方向与水平方向的夹角为，则（ ）
A、若，则随钉尖的速度的增大而增大
B、若，则随钉尖的速度的增大而减小
C、若，钉尖的速度为，则橡皮速度为
D、若，钉尖的速度为，则橡皮速度为
【参考答案】D
17.(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图8所示，当运动员从直升飞机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是( )
A.风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作
B.风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害
C.运动员下落时间与风力无关
D.运动员着地速度与风力无关
【参考答案】BC
18.(2016山东淄博模拟)如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R(R视为质点)。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在红蜡块R从坐标原点匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为。则红蜡块R的
A．分位移y与分位移x成正比
B．合速度v的大小与时间t成正比
C．分位移y的平方与分位移x成正比
D．tan与时间t成正比
【参考答案】CD
19．(2016安徽合肥一模)在长约一米的一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个适当的圆柱形的红蜡块，玻璃管的开口端用胶塞塞紧，将其迅速竖直倒置，红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底。现将此玻璃管倒置安装在置于粗糙桌面上的小车上，小车从A位置以初速度v0开始运动，同时红蜡块沿玻璃管匀速上升。经过一段时间后，小车运动到虚线表示的B位置。按照图甲建立的坐标系，在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是图乙中的（ ）
图乙
y
O
x
A
O
y
x
B
O
y
x
C
O
y
x
D
【参考答案】C
【名师解析】根据物体做曲线运动的条件，当初速度的方向与合力（和加速度的方向不在同一直线上时，物体将做曲线运动，且轨迹夹在初速度方向和合力方向之间，轨迹向合力方向弯曲。此题中蜡块初速度方向竖直向上，合加速度方向水平向右，所以在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是图乙中的C。
二．计算题
1.（2016·上海七校联考）如图甲所示，在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡烛做的蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。然后将这个玻璃管倒罩，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动。假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm，玻璃管向右匀加速平移，每1s通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm。图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t＝0时蜡块位于坐标原点。
（1）请在图乙中描绘出蜡块4s内的轨迹。
（2）求出玻璃管向右平移的加速度a。
（3）求t＝3s时蜡块的速度大小及方向。
【名师解析】（10分）（1）描绘出蜡块4s内的轨迹如图所示。
2．(17分)如图所示，在竖直平面的xOy坐标系中，Oy竖直向上，Ox水平。设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力。一小球从坐标原点沿Oy方向竖直向上抛出，初速度为v0＝4 m/s，不计空气阻力，到达最高点的位置如图中M点所示(坐标格为正方形，g＝10 m/s2)求：
(1)小球在M点的速度v1；
(2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N；
(3)小球到达N点的速度v2的大小。
参考答案 (1)6 m/s (2)图见解析 (3)4eq \r(10) m/s

(2)由竖直方向的对称性可知，小球再经过t1到x轴，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，所以回到x轴时落到x＝12处，位置N的坐标为(12,0)。
(3)到N点时竖直分速度大小为
v0＝4 m/s，
水平分速度vx＝a水平tN＝2v1＝12 m/s，
故v2＝eq \r(v\\al(2,0)＋v\\al(2,x))＝4eq \r(10) m/s。
[来源:Zx.Cm]