高中物理2 运动的合成与分解同步测试题

这是一份高中物理2 运动的合成与分解同步测试题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于运动的合成，下列说法中不正确的是（ ）
A．合运动的速度不一定比每个分运动的速度大
B．两个匀速直线运动的合运动也一定是匀速直线运动
C．只要两个分运动是直线运动，那么合运动也一定是直线运动
D．两个分运动的运动时间一定与它们合运动的运动时间相等
2．A、B两物体通过一根跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳相连放在水平面上，现物体A以的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是时，如图所示，物体B的运动速度为（绳始终有拉力）（ ）
A．B．C．D．
3．一条小船要渡过一条宽度为d的河，河中水流的速度为v，小船在静水中的速度为0.8v，则下列判断正确的是（ ）
A．小船以最短的时间过河时，所用时间是
B．小船以最短的时间过河时，它的位移大小为
C．小船以最短的位移过河时，它的位移大小为d
D．小船过河的位移不可能小于
4．如图所示，降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，则风速越大，降落伞（ ）
A．下落的时间越短B．落地时速度越大
C．落地时速度越小D．下落的时间越长
5．两个互成角度的匀加速直线运动，初速度的大小分别为和，加速度的大小分别为和，则它们的合运动的轨迹（ ）
A．如果且，那么轨迹一定是曲线
B．如果，，那么轨迹一定是曲线
C．如果，那么轨迹一定是直线
D．如果，那么轨迹一定是直线
6．如图所示，一小球在光滑水平面上从a点以沿方向的初速度开始运动。若小球分别受到如图所示的三个水平方向恒力的作用，其中与在一条直线上，则下列说法中错误的是（ ）
A．小球在力作用下可能沿曲线运动
B．小球在力作用下只能沿直线运动
C．小球在力作用下可能沿曲线运动
D．小球在力作用下可能沿曲线运动
7．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，R从坐标原点开始运动的轨迹如图所示，则红蜡块R在x、y方向的运动情况可能是（ ）
A．x方向上做匀速直线运动，y方向上做匀速直线运动
B．x方向上做匀速直线运动，y方向上做匀加速直线运动
C．x方向上做匀减速直线运动，y方向上做匀加速直线运动
D．x方向上做匀加速直线运动，y方向上做匀速直线运动
8．如图所示，人用轻绳通过定滑轮吊起重物A，当人匀速向右运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．重物将匀速上升，绳的拉力等于A的重力
B．重物将加速上升，绳的拉力大于A的重力
C．重物将加速上升，绳的拉力小于A的重力
D．重物将减速上升，绳的拉力小于A的重力
9．如图所示，用绕过定滑轮的细绳把两物块P和Q拴在一起处于静止。现用水平力F使物块Q沿水平地面以速率向右匀速移动，在P到达滑轮之前，下列说法正确的是（ ）
A．P的速率等于vB．P的速率小于v
C．P的速率大于vD．P也做匀速运动
10．如图所示，水平地面上固定一个与水平面夹角为θ的斜杆A，另一竖直直杆B以速度v水平向左做匀速直线运动，所有接触点均光滑。在B杆运动的过程中，两杆交点P的速度大小为（ ）
A．B．C．v cs θD．v sin θ
11．某研究性学习小组为了研究运动的合成与分解，利用图甲所示装置做了如下实验:在一端封闭、长约1m的均匀长直玻璃管内注满清水，水中放一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，蜡块能在玻璃管中以的速度匀速上升。若在蜡块上升的同时水平向右移动玻璃管，用y轴表示蜡块竖直方向的位移，x轴表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，时刻蜡块位于坐标原点，描出蜡块的运动轨迹如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃管向右匀速平移
B．蜡块做匀变速运动
C．蜡块所受合外力的方向沿图线的切线方向
D．时蜡块的速度大小为20cm/s
12．如图所示，民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上沿跑道AB运动，拉弓放箭射向他左侧的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度为，运动员静止时射出的箭速度为，跑道到固定目标的最近距离。若不计空气阻力的影响，要想命中目标（靶心）且射出的箭在空中飞行时间最短（不考虑箭的竖直运动），则（ ）
A．运动员放箭处到目标的距离为
B．运动员放箭处到目标的距离为
C．箭射到靶的最短时间为
D．箭射到靶的最短时间为
二、多选题
13．下图中实线为河岸，河水的流动方向如图v的箭头所示，虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线。则其中可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
14．一质量为m的质点以速度v0做匀速直线运动，在时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为。由此可判断（ ）
A．质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动
B．质点受力F的方向可能与速度反向
C．时恒力F与速度方向间的夹角为
D．时，质点速度最小
15．如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且。若水流速率u不变，两人在静水中游泳速率均为v，则下列判断正确的是（ ）
A．甲从O到A和从A到O经历的时间相同
B．乙从O到B和从B到O经历的时间相同
C．v可能大于u也可能小于u
D．v保持不变的情况下，u越小，乙往返经历的时间越小
三、填空题
16．图为俯视图，质量为m的长方体物块放在水平钢板上，物块与钢板间的动摩擦因数为μ，由于光滑固定导槽的控制，该物块只能沿导槽运动。现使钢板以速度v1向右匀速运动，同时用水平力F拉物块使其以速度v2沿导槽匀速运动，则钢板对滑块摩擦力的方向与v1方向间的夹角为________，水平力F的最小值为__________。
17．如图所示，跨过定滑轮的细线的一端系着放置在倾角为的斜面上的木块A，另一端系着穿在竖直杆上的木块B．开始时木块B与定滑轮等高，木块B到定滑轮间的距离为。放手后，当木块B下降后的瞬间，木块A和木块B的速度大小之比是_________；上述B下降的过程中，木块A和木块B的平均速度大小之比是________。
18．如图所示，竖直放置、两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个能在水中以0.3 m/s的速度匀速上浮的红蜡块。若红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平向右匀速运动，测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37°，则：（sin 37°=0.6，cs 37°=0.8）
（1）根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为___________m/s。
（2）若玻璃管的长度为0.9 m，则玻璃管沿水平方向移动的位移为___________ m。
四、实验题
19．某同学观察蜡块的运动，在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧。把玻璃管倒置，红蜡块沿玻璃管匀速上升，如图a所示。
（1）t=0开始，红蜡块在玻璃管内每1s上升的距离为20cm，与此同时，玻璃管向右沿水平方向匀加速平移，每1s内的位移依次是4cm、12cm、20cm、28cm。在图b所示的坐标系中，y表示红蜡块在竖直方向的位移，x表示红蜡块随玻璃管通过的水平位移，t=0时红蜡块位于坐标原点。请在图b中用平滑曲线描绘出红蜡块的轨迹________。
（2）红蜡块加速度的大小a=________，红蜡块在第2s末速度的大小________m/s。（结果均保留两位有效数字）
五、解答题
20．在抗洪抢险中，战士驾驶冲锋舟救人，假设江岸是平直的，洪水沿江而下，水的流速为5m/s，舟在静水中的航速为10m/s，战士救人的地点A离岸边最近点O的距离为50m。
（1）战士要想通过最短的时间将人送上岸，求最短时间为多长？
（2）战士要想通过最短的航程将人送上岸，冲锋舟的驾驶员应将舟头与河岸成多少度角驾驶？
21．某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡块做成的小圆柱体。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻的坐标为（4,6）。求此时速度大小为多少？
参考答案：
1．C
【详解】A．合运动的速度可能比分运动的速度大，也可能比分运动的速度小，A正确；
B．两个匀速直线运动的合速度肯定是恒定的，所以肯定是匀速直线运动，B正确；
C．如果两个方向上的速度合成与两个方向上的加速度合成不在一条直线上，则物体做曲线运动，C错误；
D．分运动、合运动具有等时性，D正确。
本题选不正确项，故选C。
2．A
【详解】将A物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为；将B物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为；由于两物体沿着绳子方向速度大小相等，所以有
因此
故选A。
3．D
【详解】A．当船头始终与河岸垂直时，小船过河时间最短，小船到达对岸下游，渡河时间为
A错误；
B．因小船沿河岸方向的位移为
依据矢量的合成法则，则它的位移大小为
B错误；
C．由于水流的速度大于小船在静水中的速度，故小船不可能到达正对岸，C错误；
D．设合速度方向与河岸成θ角时小船过河的位移最小，此时有
解得
故最小位移为
D正确。
故选D。
4．B
【详解】AD．降落伞参加了竖直方向的分运动和水平方向的分运动，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，故AD错误；
BC．根据
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，C错误。
故选B。
5．C
【详解】AC．当合速度方向与合加速度方向在同一直线上时，即，运动轨迹为直线，否则为曲线，故A错误，C正确；
B．如果，，当合速度方向与合加速度方向在同一直线上时，运动轨迹为直线，故B错误；
D．如果，若合速度方向与合加速度方向不在同一直线上时，那么轨迹是曲线，故D错误。
故选C。
6．A
【详解】ACD．物体所受合外力与速度方向不在同一直线时，物体做曲线运动，且物体所受合外力指向物体运动轨迹的凹侧。因为指向曲线凸侧，故小球在力作用下不可能沿曲线运动，A错误，符合题意，C、D正确，不符合题意；
B．因为与在一条直线上，故小球在作用下将做直线运动，B正确，不符合题意；
故选A。
7．D
【详解】AB.由题图图像趋势可知，若x方向做匀速直线运动，则y方向应做减速直线运动，故AB错误；
C.若在x方向做匀减速直线运动，y方向做匀加速直线运动，则合力方向向左上方，图像应该向左上凹，故C错误；
D.由图像趋势可知，若在y方向做匀速直线运动，则在x方向应做加速运动，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】设绳子与水平方向的夹角为，将人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度大小与A的速度大小相等，根据平行四边形定则得
人在匀速向右运动的过程中，绳子与水平方向的夹角减小，所以A的速度增大，A做加速上升运动，则绳的拉力大于重物A的重力。
故选B。
9．B
【详解】根据题意，设连接的绳与水平方向的夹角为，将的速度沿绳和垂直绳分解，沿绳方向的速度与的速度大小相等，则有
由于连接的绳与水平方向的夹角逐渐减小，则逐渐增大，则物块P做加速运动，且物块P的速率小于。
故选B。
10．A
【详解】两杆的交点P参与了两个分运动：与B杆一起以速度v水平向左的匀速直线运动和沿B杆竖直向上的运动，交点P的实际运动方向沿A杆斜向上，如图所示，则交点P的速度大小为
故A正确BCD错误。
故选A。
11．B
【详解】A．蜡块在玻璃管中以的速度匀速上升，由题图乙可知，从t=0时刻起，每1s内玻璃管通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm，可知玻璃管水平向右匀加速平移，选项A错误；
B．蜡块沿水平方向的加速度大小恒定，由运动学公式可知，水平方向的加速度大小为
所以蜡块做匀变速运动，选项B正确；
C．做曲线运动的物体所受合外力方向指向轨迹内侧，选项C错误；
D．由以上分析和速度的合成可知，t=2s时蜡块的速度大小为
选项D错误。
故选B。
12．B
【详解】要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则运动员射出的箭速度的方向与OA线段平行，运动员骑马奔驰的速度和运动员相对静止时射出的箭速度的合速度的方向指向固定目标，如图所示
箭射到靶的最短时间为
整理有
运动员放箭处到目标的距离为
故选B。
13．BC
【详解】A．船头垂直指向对岸时，由速度的合成可知，合速度应是偏向下游的。故A错误；
B．小船要想横渡过河，船头就应向上游有一定的偏角，使得船在静水中沿上游河岸的速度分量与河水的速度大小相等，方向相反，合速度垂直河岸，渡河位移最短。故B正确；
C．由图示小船垂直于河岸行驶，小船合速度的方向偏向下游，且过河时间最短。故C正确；
D．船头偏向下游时，合速度的方向与河水流动的方向间的夹角应为锐角。故D错误。
故选BC。
14．AD
【详解】ABC．由于加上恒力F后质点速度先减小且最小值不为零，可知F的方向与速度方向不是反向而是成一个钝角，质点做匀变速曲线运动，将初速度沿力F方向与垂直力F方向分解，则在垂直于F方向上匀速运动，沿力F的方向上先减速到0再反向加速，运动过程中速度的最小值即为垂直于力F方向上的分速度，即
可得
（舍去）
故A正确，BC错误；
D．由牛顿第二定律
及
解得
故D正确。
故选AD。
15．BD
【详解】A．根据运动的合成，甲从O到A经历时间为
甲从A到O经历时间为
则甲从O到A经历时间小于甲从A到O经历时间，A错误；
B．由于乙沿直线到达B点，可知，乙的合速度方向沿直线OB，根据运动的合成，乙的合速度大小始终为
则乙从O到B和从B到O经历的时间相同，均为
B正确；
C．由于甲能够从A点返回O点，则必定有
C错误；
D．根据上述，乙往返经历的总时间
可知，v保持不变的情况下，u越小，乙往返经历的时间越小，D正确。
故选BD。
16． 或或或
【详解】[1]物块相对于钢板的速度方向为左偏上，速度的矢量三角形如下图（a）所示
而滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，即右偏下，对物块进行受力分析，其中摩擦力的大小为
其与v1方向间的夹角为θ，且有
所以
[2]导槽的弹力N总是垂直于导槽，方向不变，根据平行四边形定则可知，F只能向上才能取到最小值，如图（b）所示，即
17．
【详解】[1]根据题意，由几何关系可得，当木块B下降后，木块B到定滑轮间的距离为
把B的速度分解成沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度为，如图所示
由几何关系可得
又有
可得，木块A和木块B的速度大小之比是
[2]由几何关系可得，当木块B下降后，物块A沿斜面上升的距离为
由公式可得，木块A和木块B的平均速度大小之比是
18． 0.4 1.2
【详解】（1）[1]根据平行四边形定则可知，玻璃管水平方向的移动速度为
（2）[2]蜡块沿玻璃管匀速上升的时间
在此时间内玻璃管沿水平方向移动的位移
19． 0.080 0.26
【详解】（1）[1]根据题给数据在坐标轴上选取适当的标度，作出红蜡块的运动轨迹如图所示。
（2）[2]红蜡块的加速度大小为
（3）[3]红蜡块在第2s末x、y方向上的分速度大小分别为
红蜡块在第2s末速度的大小为
20．（1）5s；（2）60°
【详解】（1）根据运动的独立性可知，冲锋舟到达江岸的时间由垂直于江岸的分速度决定，该分速度越大，则时间越短，故当冲锋舟垂直于江岸行驶时，时间最短，设舟在静水中的速度为v2，水速为v1，最短的时间为
（2）战士要想到达江岸的过程中航程最短，则要求合速度的方向垂直于江岸，舟头必须斜向上，设与江岸的夹角为θ（如图所示）
则
可得
21．
【分析】小圆柱体红蜡快同时参与两个运动：y轴方向的匀速直线运动，x轴方向的初速为零的匀加速直线运动。知道了位置坐标，由y方向可求运动时间，接着由x方向求加速度、求，再由速度合成求此时的速度大小。由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断运动轨迹。
分析好小圆柱体的两个分运动，由运动的合成与分解求其合速度；讨论两个分运动的合运动的性质，要看两个分运动的合加速度与两个分运动的合速度是否在一条直线上，如果在一条直线上，则合运动是直线运动，否则为曲线运动，由合外力的方向判断曲线弯曲的方向。
【详解】小圆柱体在y轴竖直方向做匀速运动，有
解得
在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有
解得
那么的速度大小