2021全國高三（上）期中物理匯編：運動的合成與分解

第22頁/共22頁2021全國高三（上）期中物理匯編運動的合成與分解一、單選題1．由于高度限制，車庫出入口采用圖所示的曲桿道閘，道閘由轉(zhuǎn)動桿與橫桿鏈接而成，P、Q為橫桿的兩個端點。在道閘抬起過程中，桿始終保持水平。桿繞O點從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動到60°的過程中，下列說法正確的是（

）A．P點的線速度大小不變B．P點的加速度方向不變C．Q點在豎直方向做勻速運動D．Q點在水平方向做勻速運動2．如圖所示，有兩條位于同一豎直平面內(nèi)的水平軌道，軌道上有兩個物體A和B，它們通過一根繞過定滑輪O的不可伸長的輕繩相連接，物體A以速率vA＝10m/s勻速運動，在繩與軌道成30°角時，物體B的速度大小vB為（

）A． B．20m/s C． D．5m/s3．河水速度與河岸平行，大小v保持不變，小船相對靜水的速度為v0．一小船從A點出發(fā)，船頭與河岸的夾角始終保持不變，如圖所示，B為A的正對岸，河寬為d，則（

）A．小船不可能到達B點B．小船渡河時間一定等于d/v0C．小船一定做勻速直線運動D．小船到達對岸的速度一定大于v04．如圖所示，開始時A、B間的細繩呈水平狀態(tài)，現(xiàn)由計算機控制物體A的運動，使其恰好以速度vA沿豎直桿勻速下滑，經(jīng)細繩通過定滑輪拉動物體B在水平面上運動，則下列v－t圖象中，最接近物體B的運動情況的是()．A． B． C． D．5．如圖所示，物塊甲和乙用一不可伸長的輕繩通過兩光滑輕質(zhì)定滑輪連接，乙套在水平固定的光滑直桿上?，F(xiàn)將甲、乙從圖示位置由靜止同時釋放，釋放時輕繩與水平桿之間的夾角，空氣阻力不計，則（）A．剛開始釋放時，甲處于超重狀態(tài)B．當時，甲、乙的速度大小之比是C．當時，乙的速度最大D．當由向增大的過程中輕繩對甲的拉力始終小于其重力6．一小船在靜水的速度為3m/s，它在一條河寬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150m7．2018珠海航展，我國五代戰(zhàn)機“殲20”再次閃亮登場。表演中，戰(zhàn)機先水平向右，再沿曲線ab向上（如圖），最后沿陡斜線直入云霄。設(shè)飛行路徑在同一豎直面內(nèi)，飛行速率不變。則沿ab段曲線飛行時，戰(zhàn)機（）A．所受合外力大小為零B．所受合外力方向豎直向上C．豎直方向的分速度逐漸增大D．水平方向的分速度不變8．如圖所示，一塊橡皮用細線懸掛于O點，用釘子靠著線的左側(cè)，在時刻釘子沿與水平方向成角的斜面向右以速度v做勻速運動，運動中始終保持懸線豎直，則在運動過程中，下列說法不正確的是（）A．橡皮做勻速直線運動B．橡皮做勻加速直線運動C．橡皮的速度方向始終與水平方向成角D．在時刻，橡皮距離出發(fā)點的距離為9．如圖所示，豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中勻速上?。诩t蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時，使玻璃管以速度v水平向右勻速運動．紅蠟塊由管口上升到頂端，所需時間為t．相對地面通過的路程為L．則下列說法正確的是（

）A．v增大時，L減小B．v增大時，L增大C．v增大時，t減小D．v增大時，t增大10．某人用繩子通過定滑輪拉物體A，A穿在光滑的豎直桿上，人以速度v0勻速向下拉繩，當物體A到達如圖所示位置時，繩與豎直桿的夾角為θ，則物體A實際運動的速度是（）A． B． C． D．v0sinθ11．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M，貨物的質(zhì)量為m，貨車以速度v向左做勻速直線運動，重力加速度為g，則在將貨物提升到圖示的位置時，下列說法正確的是（）A．纜繩中的拉力大于 B．貨箱向上運動的速度大于vC．貨箱向上運動的速度等于 D．貨箱處于失重狀態(tài)12．一小船在靜水中的速率是5m/s，要渡過寬120m的河流，水流的速度為3m/s，下列說法正確的是A．小船渡河的最短時間是30s B．小船渡河的最短時間是40sC．小船渡河的最短位移是120m D．小船渡河的最短位移是200m13．某研究性學(xué)習小組進行了如下實驗：如圖所示，在一端封閉的光滑細玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟做成的小圓柱體R．將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標原點以速度v0勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸正方向做初速為零的勻加速直線運動。R在上升過程中運動軌跡的示意圖是（）（R視為質(zhì)點）A． B． C． D．14．如圖所示，在水平地面上做勻速直線運動的小車，通過定滑輪用繩子吊起一個物體，若小車和被吊的物體在同一時刻速度分別為v1和v2，繩子對物體的拉力為FT，物體所受重力為G，則下面說法正確的是（）A．物體做勻速運動，且v1=v2 B．物體做加速運動，且v2>v1C．物體做加速運動，且FT>G D．物體做勻速運動，且FT=G15．國產(chǎn)大飛機C919是我國自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的噴氣式民用飛機，如圖甲所示。在某次起飛過程中飛機沿著如圖乙所示的方向斜向上加速飛行，已知該方向與水平方向的夾角為，初速度為v，加速度為a，維持這一狀態(tài)飛行的時間為t，飛機質(zhì)量為m，則關(guān)于t內(nèi)飛機的運動與受力情況，下列判斷正確的是（）A．上升的高度為 B．前進的水平距離為C．飛機在豎直方向上所受合力為ma D．飛機在水平方向上所受合力為16．如圖所示，水平面上放置一輛小車，系在車后的輕繩繞過定滑輪，拉著質(zhì)量為m的物體；若控制小車向左運動的速度（大小變化），讓物體以恒定的速度勻速上升，不計滑輪與繩間摩擦和滑輪質(zhì)量，當車后的繩與水平方向的夾角為時，繩對物體的拉力為，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．因小車速度，所以小車也是做勻速運動B．此時小車的速度C．小車應(yīng)該是向左做加速運動，繩對物體的拉力大小有D．小車應(yīng)該是向左做減速運動，繩對小車的拉力大小有17．“晨陽”杯籃球賽中，奔跑中的小碩想傳球給站在側(cè)面無人防守的小軒，已知二人的位置與小碩的速度v方向如圖所示，不計空氣阻力，則小碩要將球傳給小軒（）A．應(yīng)該讓球沿著1的方向拋出B．應(yīng)該讓球沿著2的方向拋出C．應(yīng)該讓球沿著3的方向拋出D．應(yīng)該讓球沿著4的方向拋出18．如圖，一條細繩跨過光滑輕定滑輪連接物體A、B，A懸掛起來，B穿在一根豎直桿上。若B沿桿勻速下滑，速度為v，當繩與豎直桿間的夾角為θ時，則下列判斷正確的是（）A．A的速度為B．A的速度為vsinθC．細繩的張力等于A的重力D．細繩的張力大于A的重力19．某次抗洪搶險中，必須用小船將物資送至河流對岸。如圖所示，A處的下游靠河岸處有個漩渦，A點和漩渦的連線與河岸的最大夾角為37°，若河流中水流的速度大小恒為5m/s，為使小船從A點以恒定的速度安全到達對岸，則小船在靜水中航行時速度的最小值為（已知，）（）A．3m/s B．4m/s C．5m/s D．10m/s20．長征途中，紅軍強渡湘江。為安全起見，偵察小分隊先行渡江，如圖所示，偵察員乘坐渡船從A點渡江，只有與A點正對的B點適合登陸，若河寬600m，水流的速度大小恒為3m/s，渡船在靜水中的速度大小恒為5m/s，偵察員沿直線到達對岸的B點，則偵察員渡江的時間為（）A．200s B．150s C．120s D．75s21．如圖所示，汽車用跨過定滑輪的輕繩提升物塊A。汽車勻速向右運動，在物塊A到達滑輪之前，關(guān)于物塊A，下列說法正確的是（）A．速度比小車速度大B．處于超重狀態(tài)C．沿豎直向上做勻速運動D．沿豎直向上先加速后減速22．把一個物體的運動分解為兩個垂直方向的直線運動，運動學(xué)方程分別為，。則（）A．物體做勻加速直線運動B．物體做勻變速曲線運動C．物體運動的加速度大小為D．物體在2s時的速度大小為10m/s二、多選題23．如圖甲、乙所示，河的寬度為d，船在靜水中的速率為v1，水流速為v2，現(xiàn)以甲、乙兩種方式渡河，則下列說法正確的是（）A．甲比乙渡河時間長B．渡河最短時間為C．若，則不能到達正對岸D．若，如圖乙，則渡河時間為24．如圖，圖甲所示，在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上運動，其v－t圖象如圖乙所示，人頂桿沿水平地面運動的s－t圖象如圖丙所示，若以地面為參考系，下列說法中正確的是（）A．猴子的運動軌跡為直線B．猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運動C．t=0時猴子的速度大小為8m/sD．t=2s時猴子的加速度大小為4m/s225．如圖所示，套在豎直細桿上的輕環(huán)A由跨過定滑輪的不可伸長的輕繩與重物B相連，施加外力讓A沿桿以速度v勻速上升，從圖中M位置上升至與定滑輪的連線處于水平N位置，已知AO與豎直桿成θ角，則（）A．剛開始時B的速度為 B．A勻速上升時，重物B也勻速下降C．重物B下降過程，繩對B的拉力大于B的重力 D．A運動到位置N時，B的速度為零26．如圖，小船以大小為v1=5m/s、船頭與上游河岸成θ=60°角的速度（在靜水中的速度）從A處過河，經(jīng)過一段時間正好到達正對岸B處。已知河寬d=180m，則下列說法中正確的（）A．河中水流速度為2.5m/sB．小船以最短位移渡河的時間為24sC．小船渡河的最短時間為24sD．小船以最短時間渡河時到達對岸的位移是90m27．如圖所示，一輛貨車利用跨過光滑定滑輪的輕質(zhì)不可伸長的纜繩提升一箱貨物，已知貨箱的質(zhì)量為m0，貨物的質(zhì)量為m，貨車向左做勻速直線運動，在將貨物提升到圖示的位置時，貨箱速度為v時，連接貨車的繩與水平方向夾角θ，不計一切摩擦，下列說法正確的是（）A．貨車的速度等于 B．貨車的速度等于vcosθC．纜繩中的拉力FT等于（m0＋m）g D．貨物處于超重狀態(tài)28．運動員在河面上做劃船運動訓(xùn)練，河水流動的速度v大小不變，方向沿河岸向下游方向，運動員劃船的速度方向沿船頭方向，大小不變。如圖所示，為五幅描述船過河的航線圖，圖中虛線表示船運動的實際航線。下列說法正確的是（）A．甲、乙、丙、丁四幅圖描繪的航線都可能是符合實際的船過河的航線B．甲圖所繪航線是符合實際的，船頭保持甲圖所示方向航行，船過河時間最短C．丙圖所繪航線是符合實際的，船頭保持丙圖所示方向航行，船過河位移最小D．乙圖和戊圖所繪航線都是符合實際的，船頭保持圖示方向航行，船過河位移都可能最小29．如圖所示，一傾角為θ的斜面體放置在水平地面上，其上表面光滑、下表面粗糙。用一輕繩跨過定滑輪拉動一質(zhì)量為m的小球，在與小球相連的細繩變?yōu)樨Q直方向過程中，可使小球沿斜面向上做一段勻速運動。斜面體一直靜止在水平地面上，不計滑輪與繩子之間的摩擦。則在小球做勻速運動過程中，下列說法中正確的是（）A．外力F一直增大B．斜面體受到地面的支持力先增大后減小C．此過程中斜面體受到地面的摩擦力方向水平向左，大小逐漸減小D．繩子右端移動的速度大于小球沿斜面運動的速度三、填空題30．一條江全長562公里，上游是高山峽谷，溪流密布；中游地段河谷狹窄，灘多水急；下游流速緩慢，有利航行。某段江面寬，水流速度，有一木船在A點要過江，如圖所示。（1）若木船相對靜水速度，則木船最短渡江時間為______s；（2）若A處下游的B處是一片與河岸垂直的險灘，為使木船從A點以恒定的速度安全到達對岸，則木船在靜水中航行時的最小速度為______。

參考答案1．A【詳解】A．由題知桿OP繞O點從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動到60°，則P點繞O點做勻速圓周運動，則P點的線速度大小不變，A正確；B．由題知桿OP繞O點從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動到60°，則P點繞O點做勻速圓周運動，P點的加速度方向時刻指向O點，B錯誤；C．Q點在豎直方向的運動與P點相同，相對于O點在豎直方向的位置y關(guān)于時間t的關(guān)系為y=lOPsin(+ωt)則可看出Q點在豎直方向不是勻速運動，C錯誤；D．Q點相對于O點在水平方向的位置x關(guān)于時間t的關(guān)系為x=lOPcos(+ωt)+lPQ則可看出Q點在水平方向也不是勻速運動，D錯誤。故選A?！军c睛】2．C【詳解】將B點的速度分解如圖所示：則有：，，解得：；故A，B，D錯誤；C正確；故選C.3．C【分析】依據(jù)船的合速度能否垂直河岸，即可判定是否到達B點；依據(jù)運動學(xué)公式，結(jié)合矢量的合成法則，即可求解渡河時間；根據(jù)矢量的合成法則，可知，合速度不一定大于分速度；【詳解】A、當船的合速度垂直河岸時，即沿著AB方向，則一定能到達B點，故A錯誤；B、只有當船在靜水中速度垂直河岸渡河時，渡河時間一定等于，如今，則渡河時間一定大于，故B錯誤；C、由于兩方向均是勻速直線運動，因此合運動也必定是勻速直線運動，故C正確；D、根據(jù)速度的合成法則，則合速度不一定大于分速度，故D錯誤．【點睛】考查渡河的時間最短，與位移最小的情況，掌握矢量的合成法則內(nèi)容，理解運動的合成與分解的方法．4．A【詳解】與物體A相連的繩端速度v分解為沿繩伸長方向的速度和垂直于繩方向的速度，則物體B的速度在t=0時刻，之后隨θ增大，增大，B的速度增大，但開始時θ變化快，速度增加得快，圖線的斜率大，若繩和桿足夠長，則物體B的速度趨近于A的速度，故A正確，BCD錯誤。故選A。5．C【詳解】A．當時，由題意知甲向下加速運動，處于失重狀態(tài)，故選項A錯誤；B．甲、乙用同一根輕繩連接，則乙沿輕繩方向的速度與甲的速度大小相等，則當時，乙的速度解得故選項B錯誤；C．當時，即乙到達右側(cè)滑輪正下方，垂直乙運動方向上的分速度為0，即，此時乙的速度最大，故選項C正確；D．當由向增大的過程中甲先加速后減速，輕繩對甲的拉力先小于重力后大于重力，故D錯誤。故選C。6．C【詳解】A．因為船在靜水中的速度小于河水的流速，由平行四邊形法則求合速度不可能垂直河岸，所以小船不可能垂直河岸正達對岸。故A錯誤；B．當船在靜水中的速度方向垂直河岸時，渡河時間最短，有故B錯誤；C．以最短時間渡河時，船沿水流方向的位移大小為故C正確；D．因為船在靜水中的速度小于河水的流速，由平行四邊形法則求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正達對岸。所以，如圖所示，由三角形的相似得最短位移為故D錯誤。故選C。7．C【詳解】A．戰(zhàn)機做曲線運動，運動狀態(tài)發(fā)生變化，合外力不為零，故A錯誤；B．戰(zhàn)機飛行速率不變，合力方向始終與速度方向垂直，故B錯誤；C．飛機速度大小不變，與水平方向的傾角θ增大，則vy=vsinθ增大，即豎直方向的分速度逐漸增大，故C正確；D．飛機速度大小不變，與水平方向的傾角θ增大，則vx=vcosθ減小，即水平方向的分速度減小，故D錯誤。故選C。8．B【詳解】橡皮參與了平行于斜面方向的勻速直線運動和豎直方向上的勻速直線運動，兩個分速度大小相等，合運動仍為勻速運動，兩分速度都為v，根據(jù)平行四邊形定則知v合=2vcos30°=v合速度的方向與水平方向的夾角為60°；在時刻內(nèi)，沿著斜向上的位移為而豎直方向的位移也為因此由矢量的合成法則可知，橡皮距離出發(fā)點的距離則ACD正確，B錯誤。此題選擇不正確的選項，故選B。9．B【詳解】蠟塊在水平方向上和豎直方向上都做勻速直線運動，在豎直方向上，，管長不變，豎直方向上的分速度不變，根據(jù)合運動與分運動具有等時性，知蠟塊由管口到頂端的時間t不變．v增大，水平方向上的位移增大，根據(jù)運動的合成，知蠟塊相對于地面的路程L增大，故B正確，ACD錯誤.10．A【詳解】將A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，如圖所示拉繩子的速度等于A沿繩子方向的分速度，根據(jù)平行四邊形定則得，實際速度為故A正確，BCD錯誤；故選A。11．A【詳解】BC．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，故v1=vcosθ則貨箱向上運動的速度小于v，故BC錯誤；AD．由于θ不斷減小，cosθ增大，故v1增大，所以貨箱和貨物整體向上做加速運動，加速度向上，故拉力大于，則貨箱處于超重狀態(tài)，故A正確，D錯誤。故選A。12．C【詳解】AB、當船速的方向與河岸垂直時,渡河時間最短，故AB錯；C、由于船速大于水速，所以小船可以到達正對岸，則最短位移為120m，故C對；D錯故選C13．D【詳解】小圓柱R在豎直方向為勻速運動，水平方向為勻加速直線運動，則可知合力沿x軸正方向，可知圖象為向右彎曲的曲線，故選D。14．C【詳解】取小車為研究對象，小車向左的速度為合速度，沿繩、垂直繩方向分解，如下圖所示，其分速度等于物體上升的速度，由幾何關(guān)系可知，且有小車向左運動的過程中α減小，余弦值增大，增大，物體向上做加速運動，加速度、合力方向向上，說明繩子對物體的拉力大于物體重力。由以上分析可知物體做加速運動，且FT>G。故選C。15．A【詳解】AB．飛機沿斜上方的位移為由幾何關(guān)系知飛機上升的高度為前進的水平距離為故A正確，B錯誤；CD．飛機在豎直方向的分加速度為由牛頓第二定律得豎直方向的合力為飛機在水平方向的分加速度為由牛頓第二定律得水平方向的合力為故CD錯誤。故選A。16．D【詳解】AB．小車的運動可分解為沿繩方向和垂直與繩的方向，由題意中夾角為，由幾何關(guān)系可得解得可知小車不是勻速運動，故AB錯誤；CD．由可知隨著小車向左運動，夾角變小，則變大，不變，可得減小，知小車應(yīng)該是向左做減速運動，因為物體勻速上升，所以物體受力平衡，則所以繩子對小車的拉力為故D正確，C錯誤。故選D。17．A【詳解】小碩奔跑的速度，球拋出后由于慣性也具有水平向右的速度，想讓靜止的小軒接住，球的合速度必須指向2，應(yīng)該讓球沿著1的方向拋出，故A正確。故選A。18．D【詳解】AB．由于細繩不可伸長，故兩物體沿繩方向的速度相等，設(shè)A上升的速度為v1，則AB錯誤；CD．由于B勻速下降時減小，故增大，A具有向上的加速度，細繩的張力大于A的重力，C錯誤，D正確。故選D。19．A【詳解】如圖所示當小船在靜水中的速度與其在河流中的速度v垂直時，小船在靜水中的速度最小，則最小值故A正確，BCD錯誤。故選A。20．B【詳解】偵察員沿直線到達對岸的B點時，渡船的實際速度大小故偵察員渡江的時間故B正確，ACD錯誤。故選B。21．B【詳解】ABC．對汽車的速度v沿繩子的方向和垂直于繩子的方向進行正交分解，如圖所示物塊A上升的速度大小等于v2，根據(jù)三角形關(guān)系有顯然，A的速度比小車速度?。黄噭蛩傧蛴疫\動，θ角變小，所以v2增大，物塊向上做加速運動，加速度向上，物塊處于超重狀態(tài)，故B正確，AC錯誤；D．汽車向右勻速運動的過程中，角度θ逐漸減小，由得知，物塊向上做加速運動，不會出現(xiàn)減速的情況，故D錯誤。故選B。22．A【詳解】根據(jù)勻變速直線運動位移時間公式結(jié)合，可知在x方向上，初速度及加速度大小為，在y方向上，初速度及加速度大小為，則物體的初速度及加速度大小分別為且方向與x方向夾角正切值均為即物體加速度方向與速度方向在同一直線上，所以物體做勻加速直線運動，則物體在2s時的速度大小為故選A。23．BC【詳解】ABD．船在靜水中的速度與河岸垂直時渡河時間最短，由圖示可知，甲的渡河時間最短，為圖乙中，由題圖知，乙渡河時間為顯然故AD錯誤，B正確；C．若，則船的合速度不可能垂直對岸，則船不可能垂直過河，船不能到達正對岸，故C正確。故選BC。24．BD【詳解】AB．由乙圖知，猴子豎直方向上做勻減速直線運動，加速度豎直向下，由丙圖知，猴子水平方向上做勻速直線運動，則猴子的加速度豎直向下，與初速度方向不在同一直線上，故猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運動，故A錯誤，B正確；C．s－t圖象的斜率等于速度，則知猴子水平方向的初速度大小為豎直方向分速度則t=0時猴子的速度大小為故C錯誤；D．v－t圖象的斜率等于加速度，則知猴子的加速度大小為故D正確。故選BD。25．CD【詳解】AD．對于A，它的速度如圖中標出的v，這個速度看成是A的合速度，其分速度分別是va、vb，其中va就是B的速度vB(同一根繩子，大小相同)，剛開始時B的速度為當A環(huán)上升至與定滑輪的連線處于水平位置時所以B的速度故A錯誤