【备战2022】高考物理选择题专项练习集：运动的合成和分解(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：运动的合成和分解(成都专栏)，共14页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共22小题；共88分）
1. 如图所示，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 2v
D. 帆船朝北偏东 45∘​ 方向航行，速度大小为 2v

2. 小孩站在岸边向湖面抛石子，三次的轨迹如图所示，最高点在同一水平线上，忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是
A. 沿轨迹 3 运动的石子落水时速度最小
B. 沿轨迹 3 运动的石子在空中运动时间最长
C. 沿轨迹 1 运动的石子加速度最大
D. 三个石子在最高点时速度相等

3. 初始静止在 xOy 坐标原点的某质点，在 0∼4 s 内，沿 x 轴方向分运动的加速度—时间关系如图甲，沿 y 轴方向分运动的速度—时间关系如图乙，则这段时间内，该质点
A. 在 x 轴方向的分运动为匀速运动
B. 在 0∼2 s 内的加速度越来越大
C. 在 t=2 s 时的速度大小为 22 m/s
D. 在 t=1 s 和 t=3 s 时的加速度相同

4. 竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮。如图所示，当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，第一次使玻璃管水平向右匀速运动，测得红蜡块运动到顶端所需时间为 t1；第二次使玻璃管水平向右加速运动，测得红蜡块从下端运动到顶端所需时间为 t2，则
A. t1=t2B. t1>t2C. t1v2），方向可以选择，现让该船开始渡河，则该船
A. 可能的最短渡河时间为 dv2
B. 可能的最短渡河位移为 d
C. 只有当船头垂直河岸渡河时，渡河时间才和水流速度无关
D. 不管船头与河岸夹角是多少，渡河时间和水流流速均无关

27. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后。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

28. 关于运动的合成与分解，以下说法正确的是
A. 两个直线运动的合运动一定是直线运动
B. 运动的合成与分解都遵循平行四边形定则
C. 两个分运动总是同时进行着的
D. 某个分运动的规律会因另一个分运动而改变

29. 如图（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用 v 表示他在竖直方向的速度，其 v−t 图象如图（b）所示，t1 和 t2 是他落在倾斜雪道上的时刻。则
A. 第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小
B. 第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大
C. 第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大
D. 竖直方向速度大小为 v1 时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大

30. 在民族运动上，运动员弯弓放箭射击侧向的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度为 v1，运动员静止时射出的弓箭速度为 v2。跑道离固定目标的最近距离为 d。下列说法中正确的是
A. 要想命中目标且箭在空中飞行时间最短，运动员放箭处离目标的距离为 dv2v1
B. 只要击中侧向的固定目标，箭在空中运动合速度的大小一定是 v=v12+v22
C. 要想命中目标且箭在空中飞行时间最短，运动员放箭处离目标的距离为 dv12+v22v2
D. 箭射到靶的最短时间为 dv2
答案
第一部分
1. D
【解析】以帆板为参照物时，帆船相对于帆板同时具有向正北的速度 v 与向正东的速度 v，故由平行四边形定则可知，帆船对于帆板的速度大小为 2v 方向为北偏东 45∘，D 正确。
2. A
【解析】抛体运动沿竖直和水平方向分解，由于三个轨迹的最高点在同一水平线上，则三次抛出时的竖直分速度大小相等，运动时间相等，又根据最高点的水平位置可知，沿轨迹 3 运动的石子水平位移最小，则水平分速度最小，根据运动的合成与分解，可知沿轨迹 3 运动的石子初速度最小，根据机械能守恒可知，沿轨迹 3 运动的石子落水的速度最小，A正确，B错误；
抛出后石子只受到重力作用，则加速度相同，C错误；
三个石子在最高点时，竖直分速度为零，石子的速度为水平分速度，则沿轨迹 3 运动的石子在最高点时速度最小，D错误。
3. C
4. A
【解析】蜡块在水平方向上都做匀速直线运动，在竖直方向上，t=dv竖，管长不变，竖直方向上的分速度不变，
根据合运动与分运动具有等时性，知蜡块由管口到顶端的时间不变，故A正确，BCD错误。
5. C
【解析】将 A 点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在沿杆子方向上的分速度为 v1ʺ=v1csθ，将 B 点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在沿杆子方向上的分速度 v2ʺ=v2sinθ，由于 v1ʺ=v2ʺ，所以 v1=v2tanθ。
6. B
【解析】小船渡河时间由垂直河岸方向的分运动决定，当船头垂直河岸，渡河时间最短，即为 t=dvc=2004 s=50 s，故ACD错误，B正确。
7. B
【解析】AB．已知物体在 y 方向上做匀速直线运动，由图线可知 x 方向是变速直线运动，因此 p 图线上的点在 y 方向上的距离间隔相等，时间间隔也相等，那么 x 方向距离间隔不相等，据匀变速直线运动中，在连续相等的时间 T 内的位移之差为一恒量，即 Δx=aT2 可通过 p 图线上的点在 x 方向上的相邻间隔的位移差是否相等来验证，A错误，B正确；CD．如果在 x 方向上取距离间隔相等的点，那么时间间隔就不相等，x 方向通过连续相等相邻位移所用时间差也不相等，因 y 方向是匀速直线运动，速度大小不变，y 方向上的距离间隔不相等；y 方向上的相邻间隔位移差也不相等，CD错误。
8. A
【解析】物体曲线运动的条件是合力的方向与运动方向不在一条直线上时，物体做曲线运动。若初速度为零，x 轴和 y 轴同时参与两个加速度不同的匀加速直线运动，但合加速度确定，即合力恒定不变，又初速度为零，相当于做初速度为零的匀加速直线运动，A正确，B错误；
若初速度不为零，当沿 x 轴和 y 轴的两个分力的合力与初速度方向在一条直线上时，做匀加速直线运动，不在一条直线上时做匀加速曲线运动，由于没有确定初速度方向与合力方向关系，因此无法确定物体做曲线运动还是直线运动，CD错误。
9. B
【解析】降落伞参加了竖直方向的分运动和水平方向分运动，水平方向的分运动对竖直分运动无影响，故风速变大时，下落的时间不变，
根据 v=vx2+vy2，若风速越大，水平风速 vx 越大，则降落伞落地时速度越大，故B正确，ACD错误；
10. B
【解析】设汽车向右运动的速度为 v，绳子与水平方向的夹角为 α，物块上升的速度为 vʹ，则 vcsα=vʹ，汽车匀速向右运动，α 减小，vʹ 増大，物块加速上升，A、D错误；物块的加速度向上，处于超重状态，B正确，C错误。
11. D
【解析】人和 A 沿绳方向的分速度相等
可得 v0csα=v1csθ
所以 v1=v0csαcsθ。
12. B
【解析】设绳子与水平方向的夹角为 α，将 B 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于 A 的速度，有 vA=vBcsα。B 向右做匀速直线运动，则 α 减小，则 A 的速度增大，A 做加速运动，故A错误，B正确；
A 向上做加速运动，加速度向上，超重，拉力 F=mg+ma>mg，故CD错误。
13. B
【解析】a 物块做自由落体运动，设运动时间为 ta，b 物块沿圆弧轨道下滑，设运动时间为 tb，b 物块在任一高度竖直方向分运动的加速度都小于重力加速度，而 a 、 b 两物块竖直方向位移相同，所以 tb>ta，即 a 比 b 先到达 S。又到达 S 点时 a 的速度竖直向下，而 b 的速度水平向左，根据 mgh=12mv2 得 v=2gh，故两物块的动量大小相等，方向不相同，初动量相同，末动量不同，故动量的变化不同，故B正确，A、C、D错误。
14. C
【解析】物体一开始做自由落体运动，速度向下，当受到水平向右的风力时，合力的方向右偏下，速度和合力的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动，轨迹应夹在速度方向和合力方向之间。风停止后，物体的合力方向向下，与速度仍然不在同一条直线上，做曲线运动，轨迹向下凹。故C正确，A、B、D错误。
15. B
【解析】体验者在风力作用下漂浮在半空，体验者的合力为零，如果减小风力，则重力大于风力，合力向下，体验者向下做加速运动，加速度向下，处于失重状态；
体验者向下加速运动过程中，除了重力做功外，风力做负功，机械能减少。故ACD错误，B正确。
16. B
17. C
【解析】把小球的速度分解到沿斜面方向和垂直斜面方向，则沿斜面方向的速度小于物块的速度，若斜面光滑，则小球和物块沿斜面方向的加速度相同，则不可能在 P 点相遇，所以斜面不可能是光滑的，故A错误；
当小球的速度方向与斜面平行时，离斜面最远，此时竖直方向速度不为零，不是运动到最高点，故B错误；
物块在斜面上还受摩擦力做功，根据动能定理，在 P 点时，小球的动能应该大于物块的动能，故C正确；
小球和物块初末位移相同，则高度差相等，而重力相等，则重力做功相等，时间又相同，所以小球和物块到达 P 点过程中克服重力做功的平均功率相等，故D错误。
18. D
【解析】滑块 A 和滑块 B 系统机械能守恒，故：
mgRcs30∘=12mvA2+12mvB2，
将 B 的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示：
滑块 A 、 B 沿着绳子的分速度相等，故：
vA=vBcs30∘，
其中：vB=v，
联立解得：
R=7v243g。
19. A
20. D
21. B
【解析】运用运动分解的思想，过河时间只看垂直河岸方向的速度，当轮船以一定的速度垂直河岸向对岸开行时，过河时间不变，与水速无关；由平行四边形定则，当轮船以一定的速度垂直河岸向对岸开行时，水速越大，合速度越大；又时间一定，则轮船通过和路程越大；故B项正确，ACD三项错误。
22. D
第二部分
23. A， C
24. A， C
25. B， C
【解析】小船在垂直河岸方向上做匀速直线运动，在沿河岸方向上做变速运动，合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上，做曲线运动，选项A错误；当小船行驶到河中央时水流速度最大，v水=3400×400 m/s=3 m/s，那么小船在河水中的最大速度 vmax=32+42 m/s=5 m/s，选项B正确；小船船头垂直河岸由南向北渡河，那么小船渡河的时间是 t=dv船=8004 s=200 s，选项C正确；在距南岸 200 m 处的河水速度大小与距北岸 200 m 处的河水速度大小相等，根据矢量的合成法则，则两种情况下小船的合速度大小相等，选项D错误。
26. B， D
【解析】当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，为 dv1，故A错误；
当合速度与河岸垂直时，渡河位移最小为 d，故B正确；
将船的实际运动沿垂直水流方向和水流方向分解，由于各个分运动互不影响，因而渡河时间等于沿船头方向的分运动时间，为 t=x1v1（x1 为沿船头指向的分位移），显然与水流速度无关，故C错误，D正确。
27. B， C
【解析】水平风力不会影响竖直方向的运动，所以运动员下落时间与风力无关，选项A错误，C正确。运动员落地时竖直方向的速度是确定的，水平风力越大，落地时水平分速度越大，运动员着地时的合速度越大，有可能对运动员造成伤害，选项B正确，D错误。
28. B， C
【解析】两个直线运动的合运动不一定是直线运动，例如平抛运动，故A错误；
运动的合成与分解都遵循平行四边形定则，故B正确；
由合运动和分运动的等时性，独立性可知，故C正确，D错误。
29. B， D
【解析】从 v−t 图象中，图线与坐标轴所围面积可知第二次面积大于第一次面积，故第二次在竖直方向上的位移比第一次的大，A错误；因为沿斜面位移方向不变，而第二次竖直位移大，因此第二次水平位移也大，B正确；从题图中可以得出，第一次斜率大于第二次的斜率，斜率越大，说明加速度越大，因此C错误；在竖直方向上根据牛顿第二定律 mg−Ff=ma，加速度大的阻力小，D正确。
30. C， D
【解析】当放出的箭垂直于马运行方向发射，此时运行时间最短，所以最短时间为：t=dv2；则箭在沿马运行方向上的位移为：x=v1t=v1v2d，所以放箭处距离目标的距离为：s=d2+x2=dv12+v22v2，故A错误，C正确；
根据速度的合成可知箭射出时初速度为 v0=v12+v22，箭射出后由于竖直方向做自由落体运动，速度不断增大，所以箭在空中运动的合速度的大小大于 v12+v22，故B错误。
当放出的箭垂直于马运行方向发射，此时运行时间最短，所以最短时间 t=dv2。故D正确。