高考物理總復習專題四曲線運動萬有引力與航天第1講曲線運動、運動的合成與分解練習含答案

知識鞏固練1.(2023年開封模擬)中國著名科學家錢學森于20世紀40年代提出“助推—滑翔”彈道設想.這種彈道特點是將兩種導彈的軌跡融合在一起，使之既有設突防性能力，又兼具靈活性.如圖所示，是分析導彈運行的軌跡示意圖，其中導彈在各點的速度v和所受合外力F關系可能正確的是()A.目標點 B.中段變軌點C.末端機動點 D.導彈最高點【答案】B【解析】做曲線運動的物體的速度方向沿軌跡的切線方向，所受的合外力指向軌跡的凹側(cè)，由圖可知導彈在中段變軌點的速度v和所受合外力F關系正確.故B正確.2.如圖所示，乒乓球從斜面上滾下，以一定的速度沿直線勻速運動.在與乒乓球路徑相垂直的方向上放一個紙筒(紙筒的直徑略大于乒乓球的直徑)，當乒乓球經(jīng)過筒口的正前方時，對著球橫向吹氣，則關于乒乓球的運動，下列說法正確的是()A.乒乓球?qū)⒈３衷械膭幽芾^續(xù)前進B.乒乓球一定能沿吹氣方向進入紙筒C.乒乓球?qū)⑵x原來的運動方向，但不會進入紙筒D.只有用力吹氣，乒乓球才能沿吹氣方向進入紙筒【答案】C3.(2023年揭陽模擬)某地開展全市防汛搶險應急演練，沖鋒舟船頭方向始終保持與水流方向垂直，從靜止開始做勻加速直線運動，沖鋒舟經(jīng)過路線上的水流速度視為不變，則以下沖鋒舟在河水中運動一段時間的實際航線(虛線)可能正確的是()A BC D【答案】B【解析】由題意，可知沖鋒舟在垂直河岸方向上做勻加速直線運動，沿河岸方向做勻速直線運動，即沖鋒舟受到的合外力沿垂直河岸方向，根據(jù)運動的合成法則，可知沖鋒舟將做勻變速曲線運動，且軌跡向垂直河岸一側(cè)彎曲，結(jié)合選項圖像.故選B.4.抗洪救災中，戰(zhàn)士駕駛沖鋒舟欲最快將受困群眾送到對岸.關于沖鋒舟的運動情況，如圖所示的四幅圖中正確的是(設水速和船的靜水速度均恒定，虛線為船的運動軌跡)()ABCD【答案】D5.如圖所示，一條小船位于200m寬的河的正中央A處，從這里向下游1003m處有一危險區(qū).當時水流的速度為4m/s，為了使小船避開危險區(qū)沿直線到達對岸，小船在靜水中的速度至少應是()A.433m/s B.83C.2m/s D.4m/s【答案】C【解析】如圖所示，小船剛好避開危險區(qū)時，設小船的合速度與水流速度的夾角為θ，則有tanθ＝1001003＝33，因此θ＝30°.v船＝v水sinθ＝4×12m/6.(2023年重慶一模)如圖，一滑板愛好者在水平面滑行，看到橫桿后起跳，人與滑板分離，越過橫桿后仍落在滑板上，忽略一切阻力，則()A.整個過程中人和滑板組成的系統(tǒng)總動量守恒B.起跳時滑板對人做正功C.起跳時腳對滑板的作用力斜向后D.起跳時人相對滑板豎直向上運動【答案】D【解析】整個過程中人和滑板組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，而豎直方向動量不守恒，則總動量不守恒，A錯誤；起跳時人的水平速度不變，豎直速度變大，人的動能增加，由于滑板對人的支持力沒有位移，則滑板對人不做功，人的動能變大是由于人本身對自己做功，B錯誤；運動員既參與了水平方向上的勻速直線運動，又參與了豎直上拋運動.各分運動具有等時性，水平方向的分運動與滑板的運動情況一樣，最終落在滑板的原位置.所以豎直起跳時，人相對滑板豎直向上運動，滑板對人水平方向無作用力，豎直方向?qū)θ说淖饔昧ωQ直向上，則人對滑板的作用力應該是豎直向下，C錯誤，D正確.7.如圖所示，用細線將小球懸掛于O點，用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右以大小為v0的速度勻速移動，運動中懸線始終保持豎直，則該過程中小球運動的速度()A.方向時刻在變，大小恒為2v0B.方向與豎直向上成45°角，大小恒為v0C.方向與豎直向上成45°角，大小恒為2v0D.方向與豎直向上成45°角，大小恒為2v0【答案】C【解析】小球運動分解為水平方向和豎直方向，速度大小均為v0的勻速直線運動，如圖所示.合成之后合速度方向與豎直向上成45°角，大小恒為2v0，C正確，A、B、D錯誤.8.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v【答案】B【解析】由題意可知，船相對水的速度為v，其航線恰好垂直于河岸，當水流速度v1稍有增大，為保持航線不變，且準時到達對岸，如圖所示.根據(jù)運動的合成與分解有v1＝vcosα，可知要減小α角，增大船速v，B正確，A、C、D錯誤.綜合提升練9.(2023年南京模擬)圖甲是一輛正以速度v做勻速直線運動的自行車的車輪簡化示意圖，車輪邊緣某點P(圖中未畫出)離水平地面高度h隨自行車運動位移x的變化關系如圖乙所示，圖中的L為已知量，則()A.該車輪的直徑為LB.該車輪的轉(zhuǎn)速為vL(轉(zhuǎn)/每秒C.在x＝L2位置，PD.在x＝L4位置，P相對地面的速度為【答案】B【解析】根據(jù)題意可知，自行車運動位移L時，車輪轉(zhuǎn)動一周，則直徑為D＝Lπ，故A錯誤；車輪轉(zhuǎn)動一周用時為t＝Lv，則轉(zhuǎn)速為n＝1t＝vL，故B正確；在x＝L2位置，P在最高點，速度恰好水平，相對地面速度為2v，故C錯誤；在x＝L4位置，P處于與圓心等高處，此時其有水平方向的速度v，和豎直方向的速度10.如圖所示，滑塊a、b用繩跨過定滑輪相連，a套在水平桿上.現(xiàn)使a以速度v從P位置勻速運動到Q位置，則滑塊b()A.做勻速運動，速度大于vB.做減速運動，速度小于vC.做加速運動，速度小于vD.做加速運動，速度大于v【答案】C【解析】對a進行速度分解可得：滑塊b的速度vb＝vsinθ，a以速度v從P位置勻速運動到Q位置時，θ增大，則vb增大，滑塊b做加速運動，但是由于sinθ＜1，則vb＜v，故C正確，A、B、D錯誤.11.(2023年樂山模擬)如圖所示，小明將玩具電動車放在跑步機上做游戲，跑步機履帶外側(cè)機身上有正對的A、B兩點，在慢跑模式下履帶以v0＝3m/s的速度運行.已知電動小車能以v＝5m/s的速度勻速運動，履帶寬度為50cm，小車每次都從A點出發(fā)，下列說法正確的是()A.無論玩具車車頭指向何方，小車的合速度始終大于5m/sB.玩具小車到達對面的最短時間為0.125sC.玩具小車從A點出發(fā)到達正對面的B點，車頭需與A點左側(cè)履帶邊緣成53°夾角D.玩具小車從A點出發(fā)到達正對面的B點用時為0.1s【答案】C【解析】合速度可能等于分速度，可能大于分速度，也可能小于分速度，故A錯誤；當玩具小車的車頭垂直于履帶運動時，小車到達對面的時間最短，此時tmin＝dv＝50×10-25s＝0.1s，故B錯誤；若玩具小車從A點出發(fā)到達正對面的B點，則cosθ＝v0v＝35，所以θ＝53°，即車頭需與A點左側(cè)履帶邊緣成53°夾角，C正確；玩具小車從A點出發(fā)到達正對面的B點所用時間為t＝12.如圖所示，在一次軍事演習中，離地500m高處的飛機以100m/s向東發(fā)射一枚炸彈，恰好擊中以20m/s的速度向東勻速運動的汽車，已知炸彈受到水平向西的風，風力大小為重量的0.2倍，g取10m/s2.求：(1)炮彈運動到地面的速度；(2)飛行員在飛機和敵車的水平距離為多少時投彈，才能擊中敵車.解：(1)因炸彈受到水平向西風力，大小為重量的0.2倍，由牛頓第二定律得，炸彈水平方向的加速度為a＝Fm＝2m/s2所以水平方向炸彈做加速度為a＝2m/s2的勻減速直線運動，豎直方向做自由落體運動，豎直位移h＝12gt2，解得t＝10s落地時豎直方向速度v1＝gt，解得v1＝100m/s，落地時水平方向速度v2＝v0-at，解得