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高考物理一轮总复习专题练习10第四章第1讲曲线运动运动的合成与分解含答案
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这是一份高考物理一轮总复习专题练习10第四章第1讲曲线运动运动的合成与分解含答案,共6页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
第四章 曲线运动 万有引力与航天第1讲 曲线运动 运动的合成与分解一、选择题(本题共10小题,1~7题为单选,8~10题为多选)1.(2022·江苏南京调研)2022年冬奥会将在北京市和河北省张家口市联合举行,冰球是冬奥会的一个比赛项目。如图所示,冰球以速度v1在水平冰面上向右运动,运动员沿冰面在垂直v1的方向上快速击打冰球,冰球立即获得沿击打方向的分速度v2。不计冰面摩擦和空气阻力,下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后运动轨迹的是( B )[解析] 本题考查物体运动轨迹与受力的关系。物体所受的合力方向与速度方向不在同一直线上做曲线运动,合力方向与速度方向在同一直线上做直线运动,题中冰球受击打后在整个水平方向上均不受力,故做直线运动,C、D错误;实际运动的速度为合速度,根据平行四边形定则可知,合速度不可能沿击打的方向,A错误,B正确。2.羽毛球运动是我国的传统优势体育项目,在2021年的东京奥运会上,中国羽毛球队获得了2金4银。如图所示,在某次室内比赛中羽毛球正在往右上方飞行,虚线为其飞行轨迹,则此时羽毛球受到的合力可能是图中的( B )A.F1 B.F2C.F3 D.F4[解析] 曲线运动中合力应指向轨迹的“凹”侧,又羽毛球向右上方飞行,速度在减小,所以羽毛球所受合力与速度的夹角大于90°,故F2的方向最合理,故选B。3.(2022·北京市海淀区高三月考)如图所示,在观察小球在桌面上运动轨迹的实验中,在原本的直线路径旁放一磁铁,钢球的运动轨迹不再是一条直线,此过程中磁铁位置不变。下列说法正确的是( A )A.钢球的合外力一定不为零B.钢球受到的摩擦力恒定C.钢球受磁铁的吸引力恒定D.钢球的动能一定增加[解析] 曲线运动的合外力一定不为0,所以A正确;曲线运动的方向时刻改变,摩擦力方向与运动方向相切,所以摩擦力方向也是改变的,则B错误;钢球受磁铁的吸引力为变力,因为小球与磁铁间的距离在变化,吸引力也在变化,所以C错误;钢球的动能先增加后减小,所以D错误。4.(2022·宁夏中卫市高三模拟)如图所示,轻质不可伸长的细绳绕过光滑定滑轮C与质量为m的物体A连接,A放在倾角为θ的光滑斜面上,绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体B连接。现BC连线恰沿水平方向,从当前位置开始B以速度v0匀速下滑。设绳子的张力为FT,在此后的运动过程中,下列说法正确的是( D )A.物体A做减速运动 B.物体A做匀速运动C.FT可能小于mgsin θ D.FT一定大于mgsin θ[解析] 由题意可知,将B的实际运动,分解成两个分运动,如图所示根据平行四边形定则,可有vBsin α=v绳,因B以速度v0匀速下滑,又α在增大,所以绳子速度在增大,则A做加速运动,根据受力分析,结合牛顿第二定律,则有FT>mgsin θ,故D正确,A、B、C错误。5.(2022·广东肇庆市高三模拟)随着科技的进步,2020年,农村和偏远山区也已经开始用无人机配送快递,如图甲所示。无人机在0~5 s内的飞行过程中,其水平、竖直方向速度vx、vy,与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示,规定竖直方向向上为正方向。下列说法正确的是( C )A.0~2 s内,无人机做匀加速直线运动B.2 s~4 s内,无人机做匀减速直线运动C.t=4 s时,无人机运动到最高点D.0~5 s内,无人机的位移大小为9 m[解析] 0~t1时间内,无人机在水平方向做匀加速运动,在竖直方向也做匀加速运动,但初速度沿水平方向,合力与速度方向有夹角,因此无人机做匀变速曲线运动,故选项A错误;2 s~4 s时间内,无人机在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀减速直线运动,则合运动为匀变速曲线运动,故选项B错误;0~4 s时间内,竖直方向速度一直为正,即一直向上运动,则t=4 s时刻,竖直方向速度为0 m·s-1,所以无人机运动到最高点,故选项C正确;0~5 s内,无人机的水平位移为9 m,竖直位移为1.75 m,则合位移为,不等于9 m,选项D错误。6.(2022·安徽省高三月考)如图,一小船以2.0 m/s的速度匀速前行,站在船上的人竖直向上抛出一小球,小球上升的最大高度为0.45 m。当小球再次落入手中时,小船前进的距离为(假定抛接小球时人手的高度不变,不计空气阻力,g取10 m/s2)( B )A.0.6 m B.1.2 mC.1.8 m D.2.4 m[解析] 根据运动的独立性,小球在竖直上抛运动的过程中,小船以1.0 m/s的速度匀速前行,由运动学知识h=gt2,小球上升的时间t=0.3 s,小球上抛到再次落入手中的时间为2t,则小船前进的距离为x=v·2t=2.0×2×0.3 m=1.2 m,故选B。7.(2021·安徽高三专题练习)一河流两岸平行,水流速率恒定为v1,某人划船过河船相对静水的速率为v2,v2>v1,设人以最短的时间t1过河时,渡河的位移为d1;以最短的位移d2过河时,所用的时间为t2。则下列说法正确的是( C )A.=,=B.=,=C.=,=D.=,=[解析] 船头垂直河岸出发时,过河时间最短,即t1=,过河位移d1=,船以最短的位移过河时d2=t2,联立解得=,=,故A、B、D错误,C正确。8.(2021·全国高三一模)篮球无转动加速下落时轨迹如图甲所示,若在篮球释放瞬间给它一个转动速度,轨迹如图乙所示,引起轨迹乙的原因称为马格努斯效应,马格努斯效应在球类运动项目中非常普遍。已知P为甲轨迹上一点,Q为乙轨迹上一点。根据轨迹下列判断正确的是( AD )A.篮球在P点受到空气给它的力不可能水平向左B.篮球在P点受到空气给它的力可能大于篮球重力C.篮球在Q点受到空气给它的力可能水平向左D.篮球在Q点受到空气给它的力可能斜向右上[解析] P做直线运动,垂直于直线方向合力为零,因此篮球水平方向不受空气作用力,篮球加速下落,竖直方向空气作用力小于重力,故A正确,B错误;当篮球做曲线运动时,需要向心力,空气给篮球的作用力和重力的合力指向曲线的凹向,重力竖直向下,所以空气给篮球的作用力可能斜向右上,故C错误,D正确。9.如图所示,在光滑水平面上有两条互相平行的直线l1、l2,AB是两条直线的垂线,其中A点在直线l1上,B、C两点在直线l2上,一个物体沿直线l1以确定的速度匀速向右运动,如果物体要从A点运动到C点,图中1、2、3为其可能的路径,则可以使物体通过A点时( BC )A.获得由A指向B的任意大小的瞬时速度;物体的路径是2B.获得由A指向B的确定大小的瞬时速度;物体的路径是2C.持续受到平行于AB的任意大小的恒力;物体的路径可能是1D.持续受到平行于AB的确定大小的恒力;物体的路径可能是3[解析] 物体获得由A指向B的任意瞬时速度时,由运动的合成可知,物体的运动路径是直线,但不一定是路径2,只有该瞬时速度为某确定值时,物体的路径才是2,故A错误,B正确;物体持续受到平行AB的任意大小的恒力时,物体做曲线运动,且运动路径弯向恒力方向,物体运动的路径可能是1,但路径一定不会是路径3,故C正确,D错误。10.(2021·全国高三专题练习)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( AC )A.分位移y的平方与x成正比B.分位移y的平方与x成反比C.tan α与时间t成正比D.合速度v的大小与时间t成正比[解析] 由题意可知,y轴方向y=v0t ,而x轴方向x=at2,联立可得y2=x,故A正确,B错误;设合速度的方向与y轴夹角为α,则有tan α==t ,故C正确;x轴方向vx=at ,那么合速度的大小v=,则v的大小与时间t不成正比,故D错误。二、非选择题11.如图所示,质量为m=10 kg的物体放在水平传送带C上,与传送带间的动摩擦因数为μ1=0.4。由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动(图为俯视图,导槽与传送带间有空隙)。现传送带以v1=8 m/s的速度向右匀速运动,同时用力F拉动物体(方向沿导槽方向),使物体以v2=6 m/s的速度沿导槽匀速运动,g取10 m/s2,求拉力F大小。[答案] 24 N[解析] 物体有相对于传送带水平向左的速度v1和沿导槽的速度v2,故物体相对于传送带的速度如图所示tan θ===,即θ=53°,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,所以有F=Ffcos θ=μmgcos θ=0.4×10×10×0.6 N=24 N。12.河宽d=60 m,水流速度v1=3 m/s,小船在静水中的速度v2=6 m/s,问:(1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?最短时间是多少?(2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?(3)若水流速度变为v3=10 m/s,要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?最短的航程是多少?[答案] (1)见解析;(2)见解析;(3)见解析[解析] (1)当船速垂直河岸过河的时候渡河时间最短,最短时间为tmin== s=10 s。(2)小船以最短距离过河时,船速需斜向上游,使合速度垂直河岸,设船速与河岸的夹角为θ,如图所示由几何关系可得cos θ==这时船头与河岸夹角为θ=60°,最短航程即河宽,为60 m。(3)因为水流速度大于船在静水中的速度,所以合速度的方向不可能垂直河岸,则小船不可能到达正对岸,当合速度的方向与船速方向垂直时,合速度的方向与河岸的夹角最大,渡河航程最短,如图所示设此时船头方向与河岸的夹角为α,由几何关系可得cos α===0.6解得α=53°,根据几何关系可得s=代入数据可解得最短航程s=100 m。
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