2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時練10《曲線運動 運動的合成與分解》(含答案詳解)

2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時練10《曲線運動運動的合成與分解》一 、選擇題LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，一質(zhì)點受一恒定合外力F作用從y軸上的A點平行于x軸射出，經(jīng)過一段時間到達x軸上的B點，在B點時其速度垂直于x軸指向y軸負方向，質(zhì)點從A到B的過程，下列判斷正確的是()A.合外力F可能指向y軸負方向B.該質(zhì)點的運動為勻變速運動C.該質(zhì)點的速度大小可能保持不變D.該質(zhì)點的速度一直在減小LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，船從A點開出后沿直線AB到達對岸，若AB與河岸成37°角，水流速度為4m/s，則船從A點開出的最小速度為()A.2m/sB.2.4m/sC.3m/sD.3.5m/sLISTNUMOutlineDefault\l3一小船過河時，船頭與上游河岸夾角為α，其航線恰好垂直于河岸，已知小船在靜水中的速度為v，現(xiàn)水流速度稍有增大，為保持航線不變，且能準(zhǔn)時到達河對岸，下列措施中可行的是()A.減小α角，減小船速vB.減小α角，增大船速vC.增大α角，增大船速vD.增大α角，減小船速vLISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，甲、乙兩船在同一條水流勻速的河流中同時開始渡河，M、N分別是甲、乙兩船的出發(fā)點，兩船頭與河岸均成α角，甲船船頭恰好對準(zhǔn)N點的正對岸P點，經(jīng)過一段時間乙船恰好到達P點，如果劃船速度大小相同，且兩船相遇不影響各自的航行，下列判斷正確的是()A.甲船也能到達M點正對岸B.甲船渡河時間一定短C.兩船相遇在NP直線上的某點(非P點)D.渡河過程中兩船不會相遇LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示的曲線是某個質(zhì)點在恒力作用下的一段運動軌跡。質(zhì)點從M點出發(fā)經(jīng)P點到達N點，已知弧長MP大于弧長PN，質(zhì)點由M點運動到P點，從P點運動到N點的時間相等。下列說法中正確的是()A.質(zhì)點從M到N過程中速度大小保持不變B.質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小相等，方向相同C.質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小不相等，但方向相同D.質(zhì)點在M、N間的運動不是勻變速運動LISTNUMOutlineDefault\l3一小船在靜水中的速度為3m/s，它在一條河寬為150m，水流速度為4m/s的河流中渡河，則該小船()A.能到達正對岸B.渡河的時間可能少于50sC.以最短時間渡河時，它沿水流方向的位移大小為200mD.以最短位移渡河時，位移大小為150mLISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，一輛貨車利用跨過光滑定滑輪的輕質(zhì)纜繩提升一箱貨物，已知貨箱的質(zhì)量為m0，貨物的質(zhì)量為m，貨車以速度v向左做勻速直線運動，在將貨物提升到圖示的位置時，下列說法正確的是()A.貨箱向上運動的速度大于vB.纜繩中的拉力FT等于(m0＋m)gC.貨箱向上運動的速度等于vcosθD.貨物對貨箱底部的壓力等于mgLISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，物體a、b、c分別穿在豎直固定的直桿上，且物體a、b、c由輕質(zhì)不可伸長的細線通過兩定滑輪相連。某時刻物體a有向下的速度v0，吊住物體c的兩根細線與豎直方向的夾角分別為α和β，則物體b的速度大小為()A.eq\f(cosβ,cosα)v0B.eq\f(cosα,cosβ)v0C.eq\f(sinβ,sinα)v0D.以上均錯LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)如圖所示，人在岸上拉船，已知船的質(zhì)量為m，水的阻力恒為f，當(dāng)輕繩與水平面的夾角為θ時，船的速度為v，此時人的拉力大小為F，則()A.人拉繩行走的速度為vcosθB.人拉繩行走的速度為eq\f(v,cosθ)C.船的加速度為eq\f(Fcosθ－f,m)D.船的加速度為eq\f(F－f,m)LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)一質(zhì)點在xOy平面內(nèi)的運動軌跡如圖所示，下列判斷正確的是()A.質(zhì)點沿x軸方向可能做勻速運動B.質(zhì)點沿y軸方向可能做變速運動C.若質(zhì)點沿y軸方向始終勻速運動，則沿x軸方向可能先加速后減速D.若質(zhì)點沿y軸方向始終勻速運動，則沿x軸方向可能先減速后加速LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個共點力的作用下做勻速直線運動，保持F1、F2不變，僅將F3的方向改變90°(大小不變)后，物體可能做()A.加速度大小為eq\f(F3,m)的勻變速直線運動B.加速度大小為eq\f(\r(2)F3,m)的勻變速直線運動C.加速度大小為eq\f(\r(2)F3,m)的勻變速曲線運動D.勻速直線運動LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)如圖所示，河的寬度為L，河水流速為v水，甲、乙兩船均以靜水中的速度v同時渡河。出發(fā)時兩船相距2L，甲、乙船頭均與岸邊成60°角，且乙船恰好能直達正對岸的A點。則下列判斷正確的是()A.甲船正好也在A點靠岸B.甲船在A點左側(cè)靠岸C.甲、乙兩船可能在未到達對岸前相遇D.甲、乙兩船到達對岸的時間相等三 、計算題LISTNUMOutlineDefault\l3河寬60m，水流速度v1=6m/s，小船在靜水中的速度v2=3m/s，求：(1)小船渡河的最短時間；(2)小船渡河的最短航程。LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，在豎直平面的xOy坐標(biāo)系中，Oy豎直向上，Ox水平。設(shè)平面內(nèi)存在沿x軸正方向的恒定風(fēng)力。一小球從坐標(biāo)原點沿Oy方向豎直向上拋出，初速度為v0＝4m/s，不計空氣阻力，到達最高點的位置如圖中M點所示(坐標(biāo)格為正方形，g＝10m/s2)求：(1)小球在M點的速度v1；(2)在圖中定性畫出小球的運動軌跡并標(biāo)出小球落回x軸時的位置N；(3)小球到達N點的速度v2的大小。LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，一艘輪船正在以4m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河，河中各處水流速度都相同，其大小為v1＝3m/s，行駛中，輪船發(fā)動機的牽引力與船頭朝向的方向相同。某時刻發(fā)動機突然熄火，輪船牽引力隨之消失，輪船相對于水的速度逐漸減小，但船頭方向始終未發(fā)生變化。求：(1)發(fā)動機未熄火時，輪船相對于靜水行駛的速度大??；(2)發(fā)動機熄火后，輪船相對于河岸速度的最小值。

LISTNUMOutlineDefault\l3\s0答案解析LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：B；解析：物體受到一恒力，從A到B，根據(jù)曲線運動條件，則有合外力的方向在x軸負方向與y軸負方向之間，不可能沿y軸負方向，否則B點的速度不可能垂直x軸，故A錯誤；由于受到一恒力，因此做勻變速曲線運動，故B正確；因受到一恒力，因此不可能做勻速圓周運動，所以速度大小一定變化，故C錯誤；根據(jù)力與速度的夾角，可知，速度先減小后增大，故D錯誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：B；設(shè)水流速度為v1，船在靜水中的速度為v2，船沿AB方向航行時，運動的分解如圖所示，當(dāng)v2與AB垂直時，v2最小，v2min=v1sin37°=2.4m/s，選項B正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：B；解析：由題意可知，小船相對水的速度為v，其航線恰好垂直于河岸，如圖所示，當(dāng)水流速度v1稍有增大，為保持航線不變，且準(zhǔn)時到達對岸，則船速變化如圖v′所示，可知B正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：C；解析：乙船垂直河岸到達正對岸，說明水流方向向右；甲船參與了兩個分運動，沿著船頭指向的勻速運動，隨著水流方向的勻速運動，故不可能到達M點正對岸，故A錯誤；小船過河的速度為船本身的速度垂直河岸方向的分速度vy=vsinα，小船過河的時間t=eq\f(d,vy)=eq\f(d,vsinα)，故甲、乙兩船到達對岸的時間相同，故B錯誤；以流動的水為參考系，兩船相遇點在速度方向延長線的交點上；又由于乙船實際上沿著NP方向運動，故相遇點在NP直線上的某點(非P點)，故C正確，D錯誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：B解析：由題意可知，eq\o\ac(MP,\s\up17(︵))>eq\o\ac(PN,\s\up17(︵))，tMP＝tPN，則A錯誤；質(zhì)點運動中始終受恒力作用，由牛頓第二定律得a＝eq\f(F,m)，則加速度恒定，質(zhì)點做勻變速曲線運動，D錯誤；由a＝eq\f(Δv,Δt)及tMP＝tPN可得ΔvMP＝ΔvPN，B正確，C錯誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：C解析：因為小船在靜水中的速度小于水流速度，所以小船不能到達正對岸，故A錯誤；當(dāng)船頭與河岸垂直時渡河時間最短，最短時間t＝eq\f(d,v船)＝50s，故渡河時間不能少于50s，故B錯誤；以最短時間渡河時，沿水流方向位移x＝v水t＝200m，故C正確；當(dāng)v船與實際運動方向垂直時渡河位移最短，設(shè)此時船頭與河岸的夾角為θ，則cosθ＝eq\f(3,4)，故渡河位移s＝eq\f(d,cosθ)＝200m，故D錯誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：C解析：將貨車的速度進行正交分解，如圖所示。由于繩子不可伸長，貨箱和貨物整體向上運動的速度和貨車速度沿著繩子方向的分量相等，有v1＝vcosθ，故C正確；由于θ不斷減小，v1不斷增大，故貨箱和貨物整體向上做加速運動，加速度向上，A錯誤；拉力大于(m0＋m)g，故B錯誤；貨箱和貨物整體向上做加速運動，加速度向上，屬于超重，故箱中的物體對箱底的壓力大于mg，D錯誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：A；解析：研究左側(cè)細線，把物體c的速度vc沿細線和垂直細線分解為v0和v1，可得vc=eq\f(v0,cosα)、豎直向上；再研究右側(cè)細線，把物體c的速度vc沿細線和垂直細線分解為vb和v2，vc=eq\f(vb,cosβ)，聯(lián)立這兩式解得vb=eq\f(cosβ,cosα)v0。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：AC；解析：船的速度產(chǎn)生了兩個效果：一是滑輪與船間的繩縮短，二是繩繞滑輪順時針轉(zhuǎn)動，因此將船的速度進行分解，如圖所示，人拉繩行走的速度v人=vcosθ，A對、B錯；繩對船的拉力等于人拉繩的力，即繩的拉力大小為F，與水平方向成θ角，因此Fcosθ－f=ma，得a=eq\f(Fcosθ－f,m)，C對、D錯。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：BD；解析：質(zhì)點做曲線運動，合力大致指向軌跡凹側(cè)，即加速度大致指向軌跡凹側(cè)，由題圖可知加速度方向指向弧內(nèi)，不可能沿y軸方向，x軸方向有加速度分量，所以沿x軸方向上，質(zhì)點不可能做勻速運動，y軸方向可能有加速度分量，故質(zhì)點沿y軸方向可能做變速運動，A錯誤，B正確；質(zhì)點在x軸方向先沿正方向運動，后沿負方向運動，最終在x軸方向上的位移為零，所以質(zhì)點沿x軸方向不能一直加速，也不能先加速后減速，只能先減速后反向加速，C錯誤，D正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：BC解析：由牛頓第二定律得a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(\r(2)F3,m)，顯然a恒定，應(yīng)為勻變速運動。若a的方向與v的方向在一條直線上，則是勻變速直線運動，否則是勻變速曲線運動。故正確選項為B、C。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：BD解析：甲、乙兩船垂直河岸的速度相等，渡河時間為t＝eq\f(L,vsin60°)，乙能垂直于河岸渡河，對乙船則有v水＝vcos60°，可得甲船在該時間內(nèi)沿水流方向的位移為(vcos60°＋v水)eq\f(L,vsin60°)＝eq\f(2,3)eq\r(3)L<2L，甲船在A點左側(cè)靠岸，甲、乙兩船不能相遇。綜上所述，A、C錯誤，B、D正確。三 、計算題LISTNUMOutlineDefault\l3解：(1)當(dāng)小船垂直河岸航行時，渡河時間最短，tmin=eq\f(d,v2)=eq\f(60,3)s=20s。(2)因為船速小于水速，所以小船一定向下游漂移。如圖所示，以v1矢量末端為圓心，以v2矢量的大小為半徑畫弧，從v1矢量的始端向圓弧作切線，則合速度沿此切線方向時航程最短。由圖可知，最短航程為x短=eq\f(d,sinθ)=eq\f(v1,v2)d