2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第4章曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天第1講曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解課時(shí)作業(yè)含解析新人教版

PAGE7-第1講曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分。其中1～6題為單選，7～10題為多選)1.質(zhì)點(diǎn)僅在恒力F的作用下，在xOy平面內(nèi)由坐標(biāo)原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的軌跡如圖所示，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度的方向與x軸平行，則恒力F的方向可能沿()A．x軸正方向 B．x軸負(fù)方向C．y軸正方向 D．y軸負(fù)方向答案D解析曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡夾在v0與力中間，所以B、C錯(cuò)誤。曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向無(wú)限趨近力的方向，但恒久不能達(dá)到力的方向，故A錯(cuò)誤，D正確。2.如圖所示，某河段兩岸平行，越靠近中心水流速度越大。一條小船(可視為質(zhì)點(diǎn))沿垂直于河岸的方向航行，它在靜水中的速度為v，沿水流方向及垂直于河岸方向建立直角坐標(biāo)系xOy，則該小船渡河的大致軌跡是()答案C解析小船沿垂直于河岸的方向航行，它在靜水中的速度為v，河水越靠近中心水流速度越大，越接近河岸水流速度越小，相當(dāng)于小船先具有向下游的加速度，后具有向上游的加速度，結(jié)合曲線運(yùn)動(dòng)的條件，故C正確。3.(2024·廣東高考模擬)2024珠海航展上，我國(guó)五代戰(zhàn)機(jī)“殲20”再次閃亮登場(chǎng)。表演中，戰(zhàn)機(jī)先水平向右，再沿曲線ab向上(如圖)，最終沿陡斜線直入云霄。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(shí)，戰(zhàn)機(jī)(A．所受合外力大小為零B．所受合外力方向豎直向上C．豎直方向的分速度漸漸增大D．水平方向的分速度不變答案C解析戰(zhàn)機(jī)沿曲線ab運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于速度方向是改變的，則速度是改變的，故戰(zhàn)機(jī)的加速度不為零，依據(jù)牛頓其次定律可知，戰(zhàn)機(jī)所受的合外力不為零，A錯(cuò)誤；戰(zhàn)機(jī)在ab段做曲線運(yùn)動(dòng)的速率不變，所受合外力與速度方向垂直，由于速度方向時(shí)刻在變，則合外力的方向也時(shí)刻在改變，并非始終都豎直向上，B錯(cuò)誤；戰(zhàn)機(jī)飛行速率不變，沿ab曲線飛行時(shí)速度與豎直方向的夾角漸漸增大，故豎直方向的分速度漸漸增大，水平方向的分速度漸漸減小，C正確，D錯(cuò)誤。4．有一個(gè)質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面上運(yùn)動(dòng)，在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象分別如圖甲、乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3NB．質(zhì)點(diǎn)的初速度為3m/sC．質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力的方向垂直答案A解析由題圖乙可知，質(zhì)點(diǎn)在y方向上做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小vy＝4m/s，在x方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a＝eq\f(Δv,Δt)＝1.5m/s2，故質(zhì)點(diǎn)所受合外力F＝ma＝3N，A正確；質(zhì)點(diǎn)的初速度v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝5m/s，B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力的方向(x方向)不垂直，D錯(cuò)誤。5.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的直棒一端可繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端擱在升降平臺(tái)上，平臺(tái)以速度v勻速上升，當(dāng)棒與豎直方向的夾角為α?xí)r，棒的角速度為()A.eq\f(vsinα,L) B.eq\f(v,Lsinα)C.eq\f(vcosα,L) D.eq\f(v,Lcosα)答案B解析棒與平臺(tái)接觸點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)即合運(yùn)動(dòng)方向是垂直于棒斜向左上，如圖所示，合速度v實(shí)＝ωL，沿豎直方向的速度重量等于v，即ωLsinα＝v，所以ω＝eq\f(v,Lsinα)，故B正確。6.如圖所示，AB桿以恒定角速度ω繞A點(diǎn)在豎直平面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)套在固定水平桿OC上的小環(huán)M運(yùn)動(dòng)，AO間距離為h。運(yùn)動(dòng)起先時(shí)AB桿在豎直位置，則經(jīng)過(guò)時(shí)間t(小環(huán)仍套在AB和OC桿上)，小環(huán)M的速度大小為()A.eq\f(ωh,cos2ωt) B.eq\f(ωh,cosωt)C．ωh D．ωhtanωt答案A解析經(jīng)過(guò)時(shí)間t，∠OAB＝ωt，則AM的長(zhǎng)度為eq\f(h,cosωt)，則AB桿上與小環(huán)M接觸的點(diǎn)繞A點(diǎn)的線速度v＝eq\f(ωh,cosωt)，將小環(huán)M的速度沿AB桿方向和垂直于AB桿方向分解，垂直于AB桿方向的分速度等于速度v，則小環(huán)M的速度v′＝eq\f(v,cosωt)＝eq\f(ωh,cos2ωt)，故A正確。7.民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上有一騎射項(xiàng)目如圖所示，運(yùn)動(dòng)員騎在奔跑的立刻，彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo)。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1，運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的箭速度為v2，跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d。要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短，則()A．運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為eq\f(dv2,v1)B．運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為eq\f(d\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2)),v2)C．箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為eq\f(d,v2)D．箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為eq\f(d,\r(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1)))答案BC解析要想以箭在空中飛行的時(shí)間最短的狀況下?lián)糁心繕?biāo)，v2必需垂直于v1，并且v1、v2的合速度方向指向目標(biāo)，如圖所示，故箭射到目標(biāo)的最短時(shí)間為eq\f(d,v2)，C正確，D錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為eq\r(d2＋x2)，又x＝v1t＝v1·eq\f(d,v2)，故eq\r(d2＋x2)＝eq\r(d2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v1d,v2)))2)＝eq\f(d\r(v\o\al(2,1)＋v\o\al(2,2)),v2)，A錯(cuò)誤，B正確。8．如圖為玻璃自動(dòng)切割生產(chǎn)線示意圖。圖中，玻璃以恒定的速度向右運(yùn)動(dòng)，兩側(cè)的滑軌與玻璃的運(yùn)動(dòng)方向平行?；瑮U與滑軌垂直，且可沿滑軌左右移動(dòng)。割刀通過(guò)沿滑桿滑動(dòng)和隨滑桿左右移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)玻璃的切割。要使切割后的玻璃是矩形，以下做法正確的是()A．保持滑桿不動(dòng)，僅使割刀沿滑桿運(yùn)動(dòng)B．滑桿向左移動(dòng)的同時(shí)，割刀沿滑桿滑動(dòng)C．滑桿向右移動(dòng)的同時(shí)，割刀沿滑桿滑動(dòng)D．滑桿向右移動(dòng)的速度必需與玻璃運(yùn)動(dòng)的速度相同答案CD解析割刀實(shí)際參加兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，即沿玻璃的運(yùn)動(dòng)和垂直玻璃方向的運(yùn)動(dòng)，為了割下的玻璃是矩形，割刀相對(duì)玻璃的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)垂直玻璃，所以滑桿向右移動(dòng)的速度必需與玻璃運(yùn)動(dòng)的速度相同，故C、D正確。若滑桿不動(dòng)，割刀相對(duì)玻璃向左運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，沿滑桿運(yùn)動(dòng)，玻璃割下來(lái)不是矩形，故A錯(cuò)誤。滑桿向左移動(dòng)，割刀相對(duì)玻璃的水平分速度也向左，玻璃也不會(huì)是矩形，故B錯(cuò)誤。9．在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系，一物體從t＝0時(shí)刻起，由坐標(biāo)原點(diǎn)O(0,0)處從靜止起先運(yùn)動(dòng)，其沿x軸和y軸方向運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象如圖甲、乙所示，關(guān)于物體在0～4s這段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A．前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．后2s內(nèi)物體接著做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，但加速度沿y軸方向C．4s末物體坐標(biāo)為(4m,4m)D．4s末物體坐標(biāo)為(6m,2m)答案AD解析前2s內(nèi)，物體在y軸方向速度為零，由圖看出，物體沿x軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；在后2s內(nèi)，物體在x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，y軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成得知，物體做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度沿y軸方向，故B錯(cuò)誤；在前2s內(nèi)，物體在x軸方向的位移x1＝eq\f(vx,2)t＝eq\f(2,2)×2m＝2m，在后2s內(nèi)，x軸方向的位移x2＝vxt＝2×2m＝4m，y軸方向位移y＝eq\f(vy,2)t＝eq\f(2,2)×2m＝2m，則4s末物體的坐標(biāo)為(6m，2m)，故C錯(cuò)誤，D正確。10.如圖所示，河的寬度為L(zhǎng)，河水流速為v水，甲、乙兩船均以靜水中的速度v同時(shí)渡河。動(dòng)身時(shí)兩船相距2L，甲、乙船頭均與岸邊成60°角，且乙船恰好能直達(dá)正對(duì)岸的A點(diǎn)。則下列推斷正確的是(A．甲船正好也在A點(diǎn)靠岸B．甲船在A點(diǎn)左側(cè)靠岸C．甲、乙兩船可能在未到達(dá)對(duì)岸前相遇D．甲、乙兩船到達(dá)對(duì)岸的時(shí)間相等答案BD解析甲、乙兩船渡河時(shí)間相等，為t＝eq\f(L,vsin60°)，乙能垂直于河岸渡河，對(duì)乙船則有v水＝vcos60°，可得甲船在該時(shí)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(diǎn)左側(cè)靠岸，甲、乙兩船不能相遇。綜上所述，A、C錯(cuò)誤，B、D正確。二、非選擇題(本題共2小題，共30分)11.(13分)某探討性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下試驗(yàn)：如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個(gè)紅蠟做成的小圓柱體R。將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0＝3cm/s勻速上浮的同時(shí)，玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(1)若合速度的方向與y軸夾角為α則紅蠟塊R的()A．分位移y與x成正比B．分位移y的平方與x成正比C．合速度v的大小與時(shí)間t成正比D．tanα與時(shí)間t成正比(2)同學(xué)們測(cè)出某時(shí)刻R的坐標(biāo)為(4,6)，此時(shí)R的速度大小為_(kāi)_______cm/s。請(qǐng)畫(huà)出R在上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖(R視為質(zhì)點(diǎn))。答案(1)BD(2)5圖見(jiàn)解析解析(1)蠟塊的豎直分位移y＝v0t，水平分位移x＝eq\f(1,2)at2，聯(lián)立得y2＝eq\f(2v\o\al(2,0),a)x，所以y的平方與x成正比，故B正確，A錯(cuò)誤。蠟塊的豎直分速度vy＝v0，水平分速度vx＝at，合速度v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(v\o\al(2,0)＋a2t2)，故C錯(cuò)誤。tanα＝eq\f(vx,vy)＝eq\f(at,v0)，故D正確。(2)小圓柱體R水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移x＝eq\f(vx,2)t，豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移y＝v0t，解得vx＝4cm/s，此時(shí)R的合速度v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,0))＝5cm/s。小圓柱體R所受合力的方向沿x軸方向，依據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，軌跡應(yīng)向受力的一側(cè)彎曲，如圖所示。12．(17分)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(diǎn)沿Oy方向豎直向上拋出，初速度為v0＝4m/s，不計(jì)空氣阻力，到達(dá)最高點(diǎn)的位置如圖中M點(diǎn)所示(坐標(biāo)格為正方形，g＝10m/s2)。求：(1)小球在M點(diǎn)的速度v1；(2)在圖中定性畫(huà)出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡并標(biāo)出小球落回x軸時(shí)的位置N；(3)小球到達(dá)N點(diǎn)的速度v2的大小。答案(1)6m/s(2)圖見(jiàn)解析(3)4eq\r(10)m/s解析(1)設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為s0。豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，2s