人教版2019必修第二冊高一物理同步練習5.2運動的合成與分解(二)(原卷版+解析)

5.2運動的合成與分解（二）一、單選題1．某渡船在橫渡閩江時從江岸邊的P位置出發(fā)，保持船頭方向始終與對岸垂直，已知船在靜水中的速度大小恒定，江水的流速不變。該渡船渡江的軌跡可能是圖中的（）A．① B．② C．③ D．④2．如圖所示，有一條寬為100m的河道，一小船從岸邊的某點渡河，渡河過程中保持船頭指向與河岸始終垂直。已知小船在靜水中的速度大小為4m/s，水流速度大小為3m/s。下列說法正確的是（）A．小船渡河過程中的位移大小為100m B．小船渡河的時間是25sC．小船在河水中航行的軌跡是曲線 D．小船在河水中的速度是7m/s3．小船保持船頭始終垂直于對岸方向渡河。若船相對于水面的速率恒定，河水流速變化對其渡河產(chǎn)生的影響是（）A．流速越小，渡河位移越大 B．流速越小，渡河位移越小C．流速越大，渡河時間越短 D．流速越大，渡河時間越長4．一小船在靜水中的速度為，它在一條河寬150m，流速為的河流中渡河，則下列說正確的是（）A．小船渡河時間不少于60sB．小船以最短時間渡河時，它沿水流方向的位移大小為150mC．小船以最短位移渡河時，位移大小為250mD．小船以最短位移渡河時，時間為60s5．如圖所示，AB桿以恒定角速度繞A點轉動，并帶動套在水平桿OC上的小環(huán)M運動，運動開始時，AB桿在豎直位置，則小環(huán)M的加速度將（）A．逐漸增大 B．先減小后增大C．先增大后減小 D．逐漸減小6．曲柄連桿結構是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)、完成能量轉化的主要運動零件。如圖所示，連桿下端連接活塞，上端連接曲軸。在工作過程中，活塞在汽缸內上下做直線運動，帶動曲軸繞圓心旋轉，若做線速度大小為的勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）A．當與垂直時，活塞運動的速度等于B．當與垂直時，活塞運動的速度大于C．當、、在同一直線時，活塞運動的速度等于D．當、、在同一直線時，活塞運動的速度大于7．一艘船過河時，船頭始終與船實際運動的方向垂直，水速恒為v1，船相對于水的速度大小恒為v2，船過河的時間為t，則（）A．v1有可能等于v2B．船的實際速度大小為C．船頭方向與河岸上游的夾角θ大小滿足cosθ=D．河寬為8．如圖所示，機械裝置可以將圓周運動轉化為直線上的往復運動。連桿AB，OB可繞圖中A、B、O三處的轉軸轉動，連桿OB長為R，連桿AB長為L（），當OB桿以角速度ω逆時針勻速轉動時，滑塊在水平橫桿上左右滑動，連桿AB與水平方向夾角為α，AB桿與OB桿的夾角為β。在滑塊向左滑動過程中（）A．滑塊先勻加速運動，后勻減速運動B．當OB桿與OA垂直時，滑塊的速度最大C．當OB桿與OA垂直時，滑塊的速度大小為D．當時，滑塊的速度大小為9．已知某船在靜水中的最大速度為5m/s，現(xiàn)讓該船渡過某條河，假設河的兩岸是平行線，河水流速恒定，河寬d＝100m，船以最短時間渡河，航線與岸的夾角為60°，則（）A．渡河時間為10sB．河水流速為C．實際渡河位移為D．無論如何調整船頭方向，船都無法到達正對岸10．在一次抗洪搶險演習中如圖所示，河水由西向東流，河寬為800m，河中各點的水流速度大小為，各點到較近河岸的距離為x，與x的關系為（x的單位為m）。小船在靜水中速度大小恒為，當小船船頭垂直河岸由南向北渡河時，下列說法中正確的是（）A．小船渡河的時間最短，且小船渡河的最短時間為200sB．小船渡河的時間最短，且小船渡河的最短時間為160sC．小船運動的航程為800m，且在河水中的最大速度是D．小船在距南岸300m處的速度小于在距北岸300m處的速度二、解答題11．某條河寬度為x=700m，河水均勻流動，流速為v2=2m/s。若小船在靜水中的運動速度為v1=4m/s，則小船的船頭指向哪個方向才能恰好到達河的正對岸？渡河時間為多少？12．一條河寬為，水的流速為，并在下游形成壯觀的瀑布。一艘從距瀑布為的上游渡河，求：（1）若一艘游艇恰好能以最短時間安全渡河，游艇的靜水速度是多少？（2）為了不被沖進瀑布，游艇應如何航行速度最??？最小值為多少？此時游艇在河中航行的時間為多少？5.2運動的合成與分解（二）一、單選題1．某渡船在橫渡閩江時從江岸邊的P位置出發(fā)，保持船頭方向始終與對岸垂直，已知船在靜水中的速度大小恒定，江水的流速不變。該渡船渡江的軌跡可能是圖中的（）A．① B．② C．③ D．④【答案】C【詳解】依題意，渡船參與兩個分運動，沿船頭方向的勻速直線運動和沿水流方向的勻速直線運動，根據(jù)運動的合成與分解可知，其合運動為勻速直線運動，所以渡江的軌跡可能為圖中的③。故選C。2．如圖所示，有一條寬為100m的河道，一小船從岸邊的某點渡河，渡河過程中保持船頭指向與河岸始終垂直。已知小船在靜水中的速度大小為4m/s，水流速度大小為3m/s。下列說法正確的是（）A．小船渡河過程中的位移大小為100m B．小船渡河的時間是25sC．小船在河水中航行的軌跡是曲線 D．小船在河水中的速度是7m/s【答案】B【詳解】ABD．根據(jù)分運動和合運動的等時性，小船渡河的時間為小船在河水中的速度為小船渡河過程中的位移大小為故AD錯誤，B正確；C．兩個不在同一條直線上的勻速直線運動的合運動為勻速直線運動，故C錯誤。故選B。3．小船保持船頭始終垂直于對岸方向渡河。若船相對于水面的速率恒定，河水流速變化對其渡河產(chǎn)生的影響是（）A．流速越小，渡河位移越大 B．流速越小，渡河位移越小C．流速越大，渡河時間越短 D．流速越大，渡河時間越長【答案】B【詳解】CD．船頭垂直河岸行駛時渡河時間只與河寬d和小船的速度v0有關，不受河水流速影響，CD錯誤；AB．船實際的速度實際位移河水流速越小，渡河位移越小，A錯誤，B正確。故選B。4．一小船在靜水中的速度為，它在一條河寬150m，流速為的河流中渡河，則下列說正確的是（）A．小船渡河時間不少于60sB．小船以最短時間渡河時，它沿水流方向的位移大小為150mC．小船以最短位移渡河時，位移大小為250mD．小船以最短位移渡河時，時間為60s【答案】C【詳解】A．當船的靜水中的速度垂直河岸時渡河時間最短故A錯誤；B．船以最短時間50s渡河時沿河岸的位移即它沿水流方向的位移大小為250m，故B錯誤；C．因為水流速度大于船的靜水速度，所以船不能垂直渡河，如圖所示當合速度與靜水速度的方向垂直時，合速度與水流速度的夾角最大，渡河位移最小，則則渡河的最小位移故C正確；D．若船以最短位移渡河時，時間為故D錯誤。故選C。5．如圖所示，AB桿以恒定角速度繞A點轉動，并帶動套在水平桿OC上的小環(huán)M運動，運動開始時，AB桿在豎直位置，則小環(huán)M的加速度將（）A．逐漸增大 B．先減小后增大C．先增大后減小 D．逐漸減小【答案】A【詳解】如圖所示環(huán)沿OC向右運動，其速度v可分為垂直AB的速度，沿AB方向的，則故環(huán)的速度環(huán)的加速度即因為變小，則a變大。故選A。6．曲柄連桿結構是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)、完成能量轉化的主要運動零件。如圖所示，連桿下端連接活塞，上端連接曲軸。在工作過程中，活塞在汽缸內上下做直線運動，帶動曲軸繞圓心旋轉，若做線速度大小為的勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）A．當與垂直時，活塞運動的速度等于B．當與垂直時，活塞運動的速度大于C．當、、在同一直線時，活塞運動的速度等于D．當、、在同一直線時，活塞運動的速度大于【答案】A【詳解】AB．當與垂直時，點速度的大小為，此時桿整體運動的方向是相同的，方向沿平行的方向，所以活塞運動的速度等于點的速度，都是，故A正確，B錯誤；CD．當、、在同一直線上時，點的速度方向與垂直，沿的分速度為0，所以活塞運動的速度等于0，故CD錯誤。故選A。7．一艘船過河時，船頭始終與船實際運動的方向垂直，水速恒為v1，船相對于水的速度大小恒為v2，船過河的時間為t，則（）A．v1有可能等于v2B．船的實際速度大小為C．船頭方向與河岸上游的夾角θ大小滿足cosθ=D．河寬為【答案】C【詳解】A．運動如圖由于船相對于水的速度始終與船實際運動的方向垂直，即船相對于水的速度始終與船實際速度v垂直，由幾何關系可知，v1大于v2，A錯誤；B．根據(jù)題意，可得船的實際速度大小為，B錯誤；C．由速度分解可知根據(jù)關系可得船頭方向與河岸上游的夾角θ大小滿足C正確；D．根據(jù)題意，可得河寬為D項錯誤。故選C。8．如圖所示，機械裝置可以將圓周運動轉化為直線上的往復運動。連桿AB，OB可繞圖中A、B、O三處的轉軸轉動，連桿OB長為R，連桿AB長為L（），當OB桿以角速度ω逆時針勻速轉動時，滑塊在水平橫桿上左右滑動，連桿AB與水平方向夾角為α，AB桿與OB桿的夾角為β。在滑塊向左滑動過程中（）A．滑塊先勻加速運動，后勻減速運動B．當OB桿與OA垂直時，滑塊的速度最大C．當OB桿與OA垂直時，滑塊的速度大小為D．當時，滑塊的速度大小為【答案】D【詳解】設滑塊的水平速度大小為v，A點的速度的方向沿水平方向，如圖將A點的速度分根據(jù)運動的合成與分解可知，沿桿方向的分速度=vcosαB點做圓周運動，實際速度是圓周運動的線速度，可以分解為沿桿方向的分速度和垂直于桿方向的分速度，如圖設B的線速度為v′，則=v′?cosθ=v′cos(90°?β)=v′sinβv′=ωR又二者沿桿方向的分速度是相等的，即聯(lián)立可得A．滑塊的速度隨角度變化而不均勻變化，則滑塊加速和減速不是勻加速和勻減速，故A錯誤；B．當OB桿與AB垂直時，沿桿的速度最大，則滑塊的速度最大，故B錯誤；C．當OB桿與OA垂直時，有則滑塊的速度為故C錯誤；D．當時，滑塊的速度大小為故D正確。故選D。9．已知某船在靜水中的最大速度為5m/s，現(xiàn)讓該船渡過某條河，假設河的兩岸是平行線，河水流速恒定，河寬d＝100m，船以最短時間渡河，航線與岸的夾角為60°，則（）A．渡河時間為10sB．河水流速為C．實際渡河位移為D．無論如何調整船頭方向，船都無法到達正對岸【答案】B【詳解】A．當船頭垂直于河岸渡河時，時間最短，則最短渡河時間A錯誤；C．由幾何關系知實際渡河的位移為C錯誤；B．船沿著河岸方向的位移則河水的速度B正確；D．因為v船>v水，調整船頭斜向上游方向，船可以到達正對岸，D錯誤。故選B。10．在一次抗洪搶險演習中如圖所示，河水由西向東流，河寬為800m，河中各點的水流速度大小為，各點到較近河岸的距離為x，與x的關系為（x的單位為m）。小船在靜水中速度大小恒為，當小船船頭垂直河岸由南向北渡河時，下列說法中正確的是（）A．小船渡河的時間最短，且小船渡河的最短時間為200sB．小船渡河的時間最短，且小船渡河的最短時間為160sC．小船運動的航程為800m，且在河水中的最大速度是D．小船在距南岸300m處的速度小于在距北岸300m處的速度【答案】A【詳解】AB．當小船船頭垂直河岸渡河時所用時間最短，為故A正確，B錯誤；C．小船在沿河岸方向存在位移，所以總的航程大于800m。當小船在河中央時，水流的速度最大，為此時小船的合速度最大，為故C錯誤；D．小船在距南岸300m處時和在距北岸300m處時，水流的速度大小相同，所以在這兩個位置小船的速度相等，故D錯誤。故選A。二、解答題11．某條河寬度為x=700m，河水均勻流動，流速為v2=2m/s。若小船在靜水中的運動速度為v1=4m/s，則小船的船頭指向哪個方向才能恰好到達河的正對岸？渡河時間為多少？【答案】偏向上游與河岸的夾角為60°的方向，200s【詳解】如下圖所示，為了使小船恰好到達河的正對岸，必須使船的合速度v的方向與河岸垂直由圖可知即小船應偏向上游與河岸的夾角為60°的方向行駛；由圖還可以得到合速度的大小為渡河時間為12．一條河寬為，水的流速為，并在下游形成壯觀的瀑布。一艘從距瀑布為的上游渡河，求：（1）若一艘游艇恰好能以最短時間安全渡河，游艇的靜水速度是多少？（2）為了不被沖進瀑布，