高考物理一輪復(fù)習(xí)第4章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力定律第10講曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解練習(xí)(含解析)

PAGEPAGE7第10講曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解[解密考綱]考查曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡的判斷、運(yùn)動(dòng)的合成與分解和關(guān)聯(lián)速度問題．1．(2019·黃岡高三質(zhì)檢)(多選)初速度不為零的小球只受到一個(gè)大小不變的力的作用，下列說法正確的是()A．小球可能做曲線運(yùn)動(dòng)B．小球的位置可能保持不變C．小球的速度大小可能保持不變D．小球的加速度一定保持不變AC解析當(dāng)物體的速度方向與力F不共線時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；物體所受合力不為零，一定會(huì)運(yùn)動(dòng)，則小球的位置不可能保持不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若力F與速度垂直，因力F大小不變，方向不斷變化，可知物體能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度的大小保持不變，選項(xiàng)C正確；物體受的合外力不為零，但是方向不確定，則加速度不一定保持不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．(2019·四川外國語大學(xué)附屬外國語學(xué)校高三月考)關(guān)于物體的受力和運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．物體在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不變B．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，某點(diǎn)的加速度方向就是通過這一點(diǎn)的曲線的切線方向C．物體受到變化的合力作用時(shí)，它的速度大小一定改變D．受到恒力作用而做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度方向與合外力方向之間的夾角一定越來越小D解析物體在不垂直于速度方向的合力作用下，由于合力在速度方向上有分力，產(chǎn)生加速度，所以速度大小一定變化，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，某點(diǎn)的速度方向就是通過這一點(diǎn)的曲線的切線方向，而不是加速度方向，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體受到變化的合力作用時(shí)，它的速度大小可以不改變，比如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；受到恒力作用而做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，由于恒力的作用，速度的方向應(yīng)該越來越接近恒力的方向，所以速度方向與合外力方向之間的夾角一定越來越小，故選項(xiàng)D正確．3．(2019·南京程橋高級(jí)中學(xué)高三月考)如圖所示，紅蠟塊能在玻璃管的水中勻速上升．若紅蠟塊在A點(diǎn)勻速上升的同時(shí)，使玻璃管水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡是圖中的()A．直線PB．曲線QC．曲線RD．無法確定B解析紅蠟塊參與了豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，由于它在任一點(diǎn)的合速度方向都是斜向右上方的，而合加速度是水平向右的，它與速度不在一條直線上，又因物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)曲線總向加速度方向偏折，故選項(xiàng)B正確．4．(2019·皖中名校聯(lián)盟高三聯(lián)考)如圖所示，在一張白紙上，用手平推直尺沿縱向勻速移動(dòng)，同時(shí)讓鉛筆尖靠著直尺沿橫向勻加速移動(dòng)，則筆尖畫出的軌跡應(yīng)為()C解析筆尖沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合合力指向曲線運(yùn)動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè)可知，選項(xiàng)C正確．5．(2019·溫嶺中學(xué)高三考前沖刺)一小球在水平面上移動(dòng)，每隔0.02s小球的位置如圖所示．每一段運(yùn)動(dòng)過程分別以甲、乙、丙、丁和戊標(biāo)示．試問在哪一段，小球所受的合力為零()A．甲B．乙C．丙D．戊C解析小球所受的合力為零時(shí)，物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)圖象可知，甲階段做減速直線運(yùn)動(dòng)，乙階段做曲線運(yùn)動(dòng)，丙階段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，丁階段做曲線運(yùn)動(dòng)，戊階段做加速直線運(yùn)動(dòng)，故丙階段小球所受的合力為零，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤．6．(2019·重慶高三診斷)(多選)跳傘運(yùn)動(dòng)員從直升飛機(jī)上由靜止跳下后，在下落過程中受到水平風(fēng)力的作用，下列說法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間與風(fēng)力無關(guān)B．運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間與風(fēng)力有關(guān)C．運(yùn)動(dòng)員著地速度與風(fēng)力無關(guān)D．運(yùn)動(dòng)員著地速度與風(fēng)力有關(guān)AD解析運(yùn)動(dòng)員同時(shí)參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，豎直方向向下的自由落體運(yùn)動(dòng)和水平方向隨風(fēng)飄動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生，相互獨(dú)立；所以落地的時(shí)間t＝eq\r(\f(2h,g))不變；水平方向風(fēng)速越大，落地的合速度越大，故選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤．7．(2019·宜賓高三診斷)(多選)一質(zhì)量為m的小球，在光滑的水平桌面上以速度v0勻速直線運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)小球受到水平恒力F的作用，速度大小先減小后增大，其最小值為v＝0.5v0，由此可判斷()A．小球受力F作用后一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B．小球受力F作用后可能做圓周運(yùn)動(dòng)C．t＝0時(shí)恒力F與速度v0方向間的夾角為120°D．t＝eq\f(\r(3)mv0,2F)時(shí)，小球速度最小AD解析在t＝0時(shí)開始受到恒力F作用，加速度不變，做勻變速運(yùn)動(dòng)，若做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則最小速度可以為零，所以質(zhì)點(diǎn)受力F作用后一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A正確；物體在恒力作用下不可能做圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)恒力與初速度之間的夾角是θ，最小速度v1＝v0sinθ＝0.5v0，可知初速度與恒力的夾角為鈍角，所以是150°，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在沿恒力方向上有v0cos30°－eq\f(F,m)t＝0，解得t＝eq\f(\r(3)mv0,2F)，故選項(xiàng)D正確．8．(2019·佛山南海區(qū)七校聯(lián)合體高考沖刺)(多選)如圖所示，水平光滑長桿上套有一物塊Q，跨過懸掛于O點(diǎn)的輕小光滑圓環(huán)的細(xì)線一端連接Q，另一端懸掛一物塊P.設(shè)細(xì)線的左邊部分與水平方向的夾角為θ，初始時(shí)θ很?。F(xiàn)將P、Q由靜止同時(shí)釋放．關(guān)于P、Q以后的運(yùn)動(dòng)下列說法正確的是()A．當(dāng)θ＝60°時(shí)，P、Q的速度之比1∶2B．當(dāng)θ＝90°時(shí)，Q的速度最大C．當(dāng)θ＝90°時(shí)，Q的速度為零D．當(dāng)θ向90°增大的過程中Q的合力一直增大AB解析物塊Q沿水平桿的速度為合速度，對(duì)其按沿繩方向和垂直繩方向分解，P、Q用同一根繩連接，則Q沿繩子方向的分速度與P的速度相等，則當(dāng)θ＝60°時(shí)，有vQcos60°＝vP，解得eq\f(vP,vQ)＝eq\f(1,2)，選項(xiàng)A正確；P的機(jī)械能最小時(shí)，即為Q到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí)，此時(shí)Q的速度最大，即當(dāng)θ＝90°時(shí)，Q的速度最大，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)θ較大且向90°增大的過程中Q的合力逐漸減小，當(dāng)θ＝90°時(shí)，Q的速度最大，加速度最小，合力最小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．9．(2019·肇慶高三一模)(多選)在民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上，運(yùn)動(dòng)員彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)．假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1，運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的弓箭速度為v2.跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d.下列說法正確的是()A．要想命中目標(biāo)且箭在空中飛行時(shí)間最短，運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為eq\f(dv2,v1)B．只要擊中側(cè)向的固定目標(biāo)，箭在空中運(yùn)動(dòng)合速度的大小一定是v＝eq\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2))C．要想命中目標(biāo)且箭在空中飛行時(shí)間最短，運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為eq\f(d\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2)),v2)D．箭射到靶的最短時(shí)間為eq\f(d,v2)CD解析當(dāng)垂直于馬運(yùn)行方向放箭時(shí)，此時(shí)運(yùn)行時(shí)間最短，最短時(shí)間t＝eq\f(d,v2)，則箭在沿馬運(yùn)行方向上的位移為x＝v1t＝eq\f(v1d,v2)，所以放箭處距離目標(biāo)的距離為s＝eq\r(d2＋\f(v1d,v2)2)＝eq\f(d\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2)),v2)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C、D正確；只有垂直于馬運(yùn)行方向放箭時(shí)，擊中側(cè)向的固定目標(biāo)，箭在空中運(yùn)動(dòng)合速度的大小才是v＝eq\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2))，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．10．(2019·四川高三診斷性測試)(多選)一小船在勻速流動(dòng)的河水中以船身始終垂直于河岸方向過河，已知河寬為64m，河水的流速大小為3m/s，小船初速度為零，過河過程中小船先以1m/s2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)河的中心后再以1m/s2的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)，則()A．小船過河的平均速度大小為4m/sB．小船過河過程中垂直河岸的最大速度為8m/sC．小船過河的時(shí)間為16sD．小船到達(dá)河對(duì)岸時(shí)的位移大小為112mBC解析小船到達(dá)河中心時(shí)，沿垂直河岸的速度為vy＝eq\r(2a·\f(d,2))＝8m/s，沿垂直于河岸方向的平均速度為eq\x\to(vy)＝eq\f(vy,2)＝4m/s，因除此之外小船在沿平行河岸方向勻速運(yùn)動(dòng)，則小船過河的平均速度大于4m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小船過河過程中垂直河岸的最大速度為8m/s，選項(xiàng)B正確；小船過河的時(shí)間為t＝2×eq\f(vy,a)＝16s，選項(xiàng)C正確；小船到達(dá)河對(duì)岸時(shí)沿河岸方向的位移為x＝vxt＝48m，則合位移大小為s＝eq\r(x2＋d2)＝eq\r(482＋642)m＝80m，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．11．(2019·合肥高三質(zhì)檢)如圖所示，在寬為H的河流中，甲、乙兩船從相距eq\f(\r(3),3)H的A、B兩個(gè)碼頭同時(shí)開始渡河，船頭與河岸均成60°角，兩船在靜水中的速度大小相等，且乙船恰能沿BC到達(dá)正對(duì)岸的C點(diǎn)．則下列說法正確的是()A．兩船不會(huì)相遇B．兩船在C點(diǎn)相遇C．兩船在AC的中點(diǎn)相遇D．兩船在BC的中點(diǎn)相遇D解析將兩船的運(yùn)動(dòng)分解為垂直于河岸方向和沿河岸方向，在垂直于河岸方向上，兩船的分速度相等，河寬一定，所以兩船渡河的時(shí)間相等．設(shè)河水流速為v0，船在靜水中速度均為v，乙船的合速度垂直于河岸，有vcos60°＝v0，所以有v＝2v0，兩船渡河的時(shí)間為t＝eq\f(H,vsin60°)，則甲船在沿河岸方向上的位移為x＝(v0＋vcos60°)＝2v0×eq\f(H,vsin60°)＝eq\f(2\r(3),\a\vs4\al\co1(3))H，知甲船能到達(dá)C點(diǎn)右側(cè)距離C點(diǎn)eq\f(\r(3),\a\vs4\al\co1(3))H的位置，因兩船均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則兩船恰好在BC的中點(diǎn)相遇，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤．12．(2019·阜陽三中高三模擬)將一物體由坐標(biāo)原點(diǎn)O以初速度v0拋出，在恒力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，A為軌跡最高點(diǎn)，B為軌跡與水平x軸的交點(diǎn)，假設(shè)物體到B點(diǎn)時(shí)的速度為vB，v0與x軸夾角為α，vB與x軸夾角為β，已知OA水平距離x1小于AB水平距離x2，則()A．物體從O到A的時(shí)間大于從A到B的時(shí)間B．物體在B點(diǎn)的速度vB大于v0C．物體在O點(diǎn)所受合力方向指向第一象限D(zhuǎn)．α可能等于βB解析物體在恒力作用下運(yùn)動(dòng)，故可將物體運(yùn)動(dòng)分解為水平和豎直方向上的勻變速運(yùn)動(dòng)；又有A為軌跡最高點(diǎn)，所以，A點(diǎn)的豎直速度為零，O點(diǎn)和B點(diǎn)的豎直高度一致，由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，物體從O到A的時(shí)間等于從A到B的時(shí)間，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；已知OA水平距離x1小于AB水平距離x2，且物體從O到A的時(shí)間等于從A到B的時(shí)間，那么物體在AB上的平均速度大于在OA上的，所以，由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知物體在水平方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向右，所以物體在B點(diǎn)的速度vB大于v0，故選項(xiàng)B正確；由圖可知，恒力在豎直方向上的分量方向向下，由A可知，恒力在水平方向上的分量方向向右，所以，恒力方向指向第四象限，則物體在O點(diǎn)所受合力方向指向第四象限，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由B可知物體在豎直方向上做勻變速運(yùn)動(dòng)，在O點(diǎn)和在B點(diǎn)時(shí)豎直方向上的分速度大小相等，方向相反；由A可知，物體在O點(diǎn)和在B點(diǎn)時(shí)水平方向上的分速度方向相同，vB＞v0，所以，α大于β，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．13．(2019·廣東“六校聯(lián)盟”高三二模)質(zhì)量為m的物體P置于傾角為θ1的固定光滑斜面上，斜面足夠長，輕細(xì)繩跨過光滑定滑輪分別連接著P與動(dòng)力小車，P與滑輪間的細(xì)繩平行于斜面，小車帶動(dòng)物體P以速率v沿斜面勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是()A．小車的速率為vB．小車的速率為vcosθ1C．小車速率始終大于物體速率D．小車做勻變速運(yùn)動(dòng)C解析將小車的速度v車進(jìn)行分解如圖所示，則v＝v車cosθ2，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由速度的分解圖可知v車>v，選項(xiàng)C正確；小車帶動(dòng)物體P以速率v沿斜面勻速直線運(yùn)動(dòng)v車＝eq\f(v,cosθ2)，小車不是勻變速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．14．(2019·濮陽高三二模)(多選)在光滑的水平面上，一滑塊的質(zhì)量m＝2kg，在水平面上恒定外力F＝4N(方向未知)作用下運(yùn)動(dòng)，如圖所示為滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的一段軌跡，滑塊過P、Q兩點(diǎn)時(shí)速度大小均為v＝5m/s，滑塊在P點(diǎn)的速度方向與PQ連線夾角α＝37°，sin37°＝0.6，則下列說法正確的是()A．水平恒力F的方向與PQ連線成53°夾角B．滑塊從P到Q的時(shí)間為3sC．滑塊從P到Q的過程中速度最小值為4m/sD．P、Q兩點(diǎn)連線的距離為10mBC解析由P