人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解同步测试题

这是一份人教版 (2019)必修 第二册2 运动的合成与分解同步测试题，共8页。试卷主要包含了5 s到达BC边等内容，欢迎下载使用。

A级 必备知识基础练
1. 如图所示,在水平吊臂上有一个可以沿吊臂运动的小车A,安装在小车下方的吊钩吊着物体B。在小车A与物体B以相同的水平速度向右匀速运动的同时,吊钩将物体B向上匀速吊起。关于物体B运动的情况,下列说法正确的是( )
A.向右上方做匀速直线运动
B.向右上方做匀加速直线运动
C.向右上方做匀减速直线运动
D.向右上方做曲线运动
2.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,以帆板为参考系( )
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
3.(2021山东高三学业考试)关于一个匀速直线运动和一个匀加速直线运动的合运动,下列说法正确的是( )
A.一定是曲线运动
B.可能是直线运动
C.运动的方向一定不变
D.速度一直在变,是变加速运动
4.(2022浙江宁波高一期末)如图所示为某校学生跑操的示意图,跑操队伍宽d=3 m,某时刻队伍整齐的排头刚到达AB,在A点的体育老师此时准备从队伍前沿经直线匀速到达BC边处某点,且不影响跑操队伍,已知学生跑操的速度v=2 m/s,B、C之间的距离为L=4 m,则以下说法正确的是( )
A.体育老师的速度可能为2 m/s
B.体育老师速度方向与AB平行
C.体育老师可能在0.5 s到达BC边
D.若体育老师要跑到BC边中点D处,其速度大小为5 m/s
5.(2021湖北十堰高一期末)两个分运动均为匀速直线运动,两分运动的夹角为α,则下列关于合运动的说法正确的是( )
A.若α为直角,则合运动一定是匀变速直线运动
B.若α为锐角,则合运动一定是曲线运动
C.若合运动是匀速直线运动,则α一定为直角
D.无论α为何值,合运动一定是匀速直线运动
6.(2021福建龙岩高一期末)无人机从地面起飞上升,向前追踪拍摄运动会入场式表演,飞行过程中无人机水平方向的速度vx和竖直方向的速度vy与飞行时间t的关系图线如图所示。下列说法正确的是( )
A.无人机在0~t1时间内做匀加速直线运动
B.无人机在0~t1时间内做变加速直线运动
C.无人机在t1~t2时间内做匀速直线运动
D.无人机在t1~t2时间内做匀减速直线运动
7.某飞行器在飞行时,它的航线方向要严格地从东到西,如果飞行器的速度是160 km/h,风从南面吹来,风的速度为80 km/h。
(1)飞行器应朝哪个方向飞行?
(2)如果所测地区长达803 km,飞行器飞过所测地区所需时间是多少?
B级 关键能力提升练
8.(多选)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,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法正确的是( )
A.相对地面的运动轨迹为直线
B.相对地面做匀变速曲线运动
C.t时刻猴子相对地面的速度大小为v0+at
D.t时间内猴子相对地面的位移大小为x2+h2
9.(多选)在光滑水平面上有一质量为2 kg的物体,受几个共点力作用做匀速直线运动。现突然将与速度反方向的2 N的力水平旋转90°,则下列关于物体运动情况的叙述正确的是( )
A.物体做速度大小不变的曲线运动
B.物体做加速度为2 m/s2的匀变速曲线运动
C.物体做速度越来越大的曲线运动
D.物体做非匀变速曲线运动,其速度越来越大
10.(多选)一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动,其运动位置坐标与时间t的规律为x=t2+3t,y=-2t2-6t(式中的物理量单位均为国际单位)。关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A.t=0时刻,物体的速率为35 m/s
B.物体在y轴方向上做匀减速直线运动
C.物体运动的轨迹是一条直线
D.物体运动的轨迹是一条抛物线
11. (2021四川成都高一期末)质点在xOy平面内从O点开始运动的轨迹如图所示,已知质点在y轴方向的分运动是匀速运动,则关于质点运动的描述正确的是( )
A.质点先减速运动后加速运动
B.质点所受合力方向一定与x轴平行
C.质点所受合力始终沿同一个方向
D.质点的加速度方向始终与速度方向垂直
12.(2022浙江台州高一期末)塔式起重机是工程常用的机械之一,如图所示,它能实现竖直、水平和旋转运动达到全方位搬运工程物料,大大地提高了工程的效率。观测发现,某一次从地面静止起吊包括吊钩在内共计300 kg物料,搬运过程可以分解为竖直和水平方向运动:竖直方向上物料在0~4 s内以加速度a1=1 m/s2匀加速向上运动,4~5 s匀速向上运动;水平方向上物料在0~2 s无运动,2~4 s以加速度a2=0.5 m/s2匀加速向右运动,4~5 s匀速向右运动。塔架稳定不旋转,不计空气阻力,不考虑塔架和吊索晃动等因素。求:
(1)第1 s末吊索的拉力大小;
(2)第5 s末物料离出发点的距离;
(3)第3 s末吊索与竖直方向夹角的正切值。
2 运动的合成与分解
1.A 物体B在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做匀速直线运动,根据运动的合成,可知合运动也是匀速直线运动。故A正确,B、C、D错误。
2.D 以帆板为参考系,帆船在东西方向以速度v向东运动,在南北方向以速度v向北运动,根据矢量合成的平行四边形定则,可以求得帆船以帆板为参考系是以大小为2v的速度向北偏东45°方向运动,故选D。
3.B 由题意可知,初速度方向和加速度方向可能在一条直线上,也可能不在一条直线上,所以这两个分运动的合运动可能是直线运动,也可能是曲线运动;但加速度是不变的,一定是匀变速运动,故B正确,A、C、D错误。
4.C 体育老师匀速运动从A到BC边某处,且不影响跑操队伍,则其一方面沿着队伍行进方向的速度vx不能小于2 m/s,另一方面还要有一个垂直于跑操队伍前进方向的速度vy,其实际速度(v师=vx2+vy2)一定大于2 m/s,与AB有一定夹角,故A、B都错误;若体育老师在0.5 s到达BC边,则其垂直于跑操队伍前进方向的速度vy=dt,代入数据可得vy=6 m/s,体育老师平行于跑操队伍运动方向的速度vx≥2 m/s,其合速度v师≥210 m/s即可,作为体育老师,是可以实现的,故C正确;若体育老师要跑到BC边中点D处,则运动时间t=L2vx≤1 s,则其垂直于跑操队伍前进方向的速度vy=dt≥3 m/s,体育老师平行于跑操队伍运动方向的速度vx≥2 m/s,则合速度v师≥13 m/s,故D错误。
5.D 两个分运动都是匀速直线运动,受到的合外力始终为零,故合运动也没有加速度,所以无论α为何值,合运动一定是匀速直线运动,故D正确,A、B、C错误。
6.A 由题图可知,无人机在0~t1时间内初速度为零,竖直方向和水平方向的加速度恒定,则合加速度恒定,故无人机在0~t1时间内做匀加速直线运动,故A正确,B错误;无人机在t1~t2时间内,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀减速直线运动,加速度方向竖直向下且大小不变,速度方向与加速度方向不在同一条直线上,故t1~t2时间内做匀减速曲线运动,故C、D错误。
7.答案 (1)西偏南30° (2)1 h
解析 (1)根据平行四边形定则可确定飞行器的航向,如图所示
有sin θ=v1v2=80160=12,θ=30°,即西偏南30°。
(2)飞行器的合速度v=v2cs 30°=803 km/h
飞行器飞过所测地区所需时间t=xv=803803 h=1 h。
8.BD 猴子在水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,加速度与初速度不在一条直线上,猴子的实际运动轨迹为曲线,A错误;猴子加速度恒定,故相对地面做的是匀变速曲线运动,B正确;t时刻猴子对地的速度大小为vt=v02+(at)2,C错误;t时间内猴子对地的位移大小为l=x2+h2,D正确。
9.BC 如图所示,物体原来受力可等效为F1、F2,且F1=F2=2 N,合力为零;当将F2水平旋转90°后,其合力F=22 N,且大小、方向都不变,是恒力,则物体的加速度为a=Fm=222 m/s2=2 m/s2;又因为F与v的夹角θ<90°,所以物体做速度越来越大、加速度恒为2 m/s2的匀变速曲线运动,B、C正确。
10.AC 由匀变速直线运动规律有x=v0t+12at2,比较x=t2+3t,y=-2t2-6t,可知,x轴方向:初速度v0x=3 m/s,加速度ax=2 m/s2,y轴初速度为v0y=-6 m/s,加速度为ay=-4 m/s2,则t=0时,物体的初速度v0=v0x2+v0y2=35 m/s,A正确;同理可得,物体在y轴方向:速度与加速度同向,即物体在y轴方向上做匀加速直线运动,B错误;根据x=t2+3t,y=-2t2-6t,消去t得y=-2x,可知物体运动的轨迹是一条直线,也可以从合速度与合加速度二者方向共线,得出物体做直线运动,C正确,D错误。
11.B 图线中各点的切线方向可以表示为该点的合速度方向;而合速度是水平速度和竖直速度的合速度,在y轴方向的分运动是匀速运动,则由题图可知,水平分速度应先增大后减小,故物体先加速后减速,A错误;质点在y轴方向的分运动是匀速运动,物体先向正方向加速,后减速,则说明合力一定先向x轴正方向,后沿负方向,一定与x轴平行,C错误,B正确;合力沿着x轴,则加速度沿着x轴,速度方向是与轨迹相切的,二者并不总是垂直的,D错误。
12.答案 (1)3 300 N (2)237 m (3)122
解析 (1)根据牛顿第二定律得F1-mg=ma1
解得F1=3 300 N。
(2)竖直方向上y=12a1t12+a1t1t2
水平方向根据x=12a2t32+a2t3t4
解得y=8 m+4 m=12 m
x=(1+1) m=2 m
距离L=x2+y2=237 m。
(3)水平方向根据牛顿第二定律Fx=ma2
竖直方向根据牛顿第二定律Fy=mg+ma1
由几何关系tan θ=FxFy=122。