运动的合成与分解（强化提高）检测-2022年【新教材】人教版高中物理必修（含解析）

第五章抛体运动第二节运动的合成与分解强化训练（含解析）一、单选题1．一条笔直的江河，宽为200m，河水以3m/s沿河岸匀速流动。一艘小船匀速渡河，刚好能够正对河岸行驶到对岸，其渡河时间为50s，设船速方向与河岸上游成角，下列说法正确的是（）A．小船正对河岸行驶时，为90°B．小船在静水中的速度大小为4m/sC．小船在静水中的速度大小为5m/sD．若水速增大，船速大小不变，要使小船仍能垂直过河，则应增大2．质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时（如图所示），下列判断正确的是（）

A．P的速率为v B．P的速率为C．绳的拉力大于 D．绳的拉力小于3．如图所示，汽车通过定滑轮牵引河中的小船，小船一直沿水面运动。则（）A．小船的速度总小于汽车的速度B．汽车的速度总小于小船的速度C．如果汽车匀速前进，则小船匀速前进D．如果汽车匀速前进，则小船减速前进4．质点在xOy平面内从O点开始运动，其两个分运动分别沿x、y方向，运动轨迹如图所示，已知质点在x方向的分运动是匀速运动，则关于质点运动的描述正确的是（）A．质点先减速运动后加速运动B．质点所受合外力的方向先沿x正方向后沿x负方向C．质点的加速度方向始终与速度方向垂直D．质点所受合外力的大小可能恒定不变5．如图所示，水平向右运动的小汽车通过轻绳和光滑定滑轮拉小船，使小船向河岸匀速靠近，假设该过程中小船受到的水的阻力不变。则该过程中（）

A．小汽车向右做匀速运动 B．小汽车向右做减速运动C．轻绳受到的拉力保持不变 D．小船受到的浮力保持不变6．如图所示，某同学在研究运动的合成时，左手推动刻度尺紧贴竖直黑板向上做初速度为零的匀加速运动，同时右手沿刻度尺向右匀速移动笔尖画线，运动过程中刻度尺保持水平。关于笔尖的运动，下列说法正确的是（）A．笔尖做匀变速直线运动B．笔尖的速度方向与水平方向的夹角逐渐变小C．笔尖在任意两个连续相等时间内的位移相同D．笔尖在任意两个相等时间内的速度变化量相同7．甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，河宽为H，河水流速为v0，划船速度均为v，出发时两船相距H，甲、乙两船船头均与河岸成60°角，如图所示。已知乙船恰好能垂直到达对岸A点，则下列判断正确的是（）A．甲、乙两船到达对岸的时间不同B．甲船在A点右侧靠岸C．两船可能在未到达对岸前相遇D．甲船也在A点靠岸8．如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平N位置，已知AO与竖直杆成θ角，则（）A．刚开始时B的速度为vsinθB．A匀速上升时，重物B也匀速下降C．重物B下降过程，绳对B的拉力大于B的重力D．A运动到位置N时，B的速度最大9．如图所示，人用轻绳通过定滑轮拉一个穿在光滑竖直杆上的物块A，人以速度v0向左匀速拉绳，某一时刻，绳与竖直杆的夹角为，与水平面的夹角为，此时物块A的速度v1为（）A． B．C． D．10．如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地面上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物M，C点与O点距离为L，现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平（转过了90°角）。下列有关此过程的说法中正确的是（）A．重物M做匀速直线运动 B．重物M做变速直线运动C．重物M的最大速度是2ωL D．重物M的速度先减小后增大11．如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩，在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以(SI)(SI表示国际单位制，式中H为吊臂离地面的高度)规律变化，则物体做（）

A．速度大小不变的曲线运动B．速度大小增加的曲线运动C．加速度大小变化的曲线运动D．加速度方向变化的曲线运动12．一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动，其运动规律为x=－2t2－4t，y=3t2＋6t（式中的物理量单位均为国际单位），关于物体的运动，下列说法正确的是（）A．物体在x轴方向上做匀减速直线运动B．物体运动的轨迹是一条直线C．物体在y轴方向上做变加速直线运动D．物体运动的轨迹是一条曲线13．如图所示，将质量为的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d，现将小环从定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑的距离也为d时，（图中B处），下列说法正确的是（）A．小环刚释放时轻绳中的张力一定小于B．小环到达B处时，重物上升的高度也为dC．当小环在B处时，小环与重物的速度大小之比等于D．当小环在B处时，小环与重物的速度大小之比等于14．一只小船渡河，水流速度各处相同且恒定不变，方向平行于河岸，小船在垂直于河岸的方向上分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，初速度大小相同，运动轨迹如图所示，已知小船在渡河过程中船头方向始终不变。由此可知（）A．小船沿三条不同轨迹渡河的时间相同B．小船沿轨迹渡河所用时间最短C．小船沿轨迹渡河，船靠岸时速度最小D．是小船沿垂直于河岸的方向做匀减速运动的轨迹15．如图所示，该塔吊的机械臂保持水平，挂钩可沿机械臂水平方向运动，挂钩吊起货物后，可使货物沿竖直方向运动。现挂钩吊起货物，使货物由静止竖直向上做匀加速直线运动，同时由静止水平向右做匀加速直线运动，且向右的加速度大于向上的加速度。观测者站在地面上看见货物的运动轨迹可能为（）A． B． C． D．二、解答题16．如图所示，在光滑水平面上有坐标系xOy，质量为1kg的质点开始静止在xOy平面上的原点O，某时刻受到沿x轴正方向的恒力F1=2N的作用，若力F1作用一段时间t0后撤去，在撤去力F1的同时对质点施加一个沿y轴正方向的恒力F2，F2作用5s后质点恰好通过该平面上的A点，A点的坐标为x=11m，y=15m。求：(1)为使质点按题设条件通过A点，F2的大小；(2)F1作用时间t0；(3)质点到达A点时的速度v的大小。17．如图所示，质量都为m的两个物体，用轻绳跨过定滑轮相连接，在水平力作用下，物体B沿水平地面向右运动，物体A恰以速度v匀速上升，已知物体B与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。当物体B运动到使斜绳与水平方向成角时，求：(1)轻绳对B物体的拉力T(2)物体B的摩擦力大小f(3)B物体的速度大小18．如图所示的光滑斜面，宽为m，倾角为，一物体可看成质点在斜面左上角P点处在外力作用下处于静止状态，质量为kg，现释放物体并立即施加一水平向右，沿宽度d方向的恒力F为8N，求：(1)当F作用1s时间后，物体速度大小；(2)当F作用1s时间后，撤去F，物体恰好从底端Q点离开斜面，求斜面长度L。参考答案1．C【解析】A．小船能够正对河岸行驶到对岸，即用最短航程渡河，故需要船速大于水速，且船速方向为斜向上，即船速方向与河岸上游所夹角小于90°，故A错误；BC．最短航程渡河时，水速与合速度垂直，而合速度为由合成的平行四边形定则有故B错误，C正确；D．若水速增大，船速大小不变，要使小船仍能垂直过河，需要沿着河岸方向的速度抵消，有则应增大，即减小，故D错误；故选C。2．C【解析】AB．将小车的速度v分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度，则沿绳方向的速度等于P的速度，即选项AB错误；CD．随θ2角的减小，则vP增大，则P做加速运动，根据T-mgsinθ1=ma可知绳的拉力大于选项C正确，D错误。故选C。3．B【解析】AB．船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，设绳与水平方向夹角为，根据平行四边形定则，有可知，汽车速度v1总小于小船的速度v2，故A错误，B正确；CD．如果汽车匀速前进，随着夹角θ在增大，cosθ减小，v2增大，所以小船加速前进，故CD错误。故选B。4．D【解析】A．质点在x方向的分运动是匀速运动，在x轴上做等间隔的竖直线，把竖直线与轨迹的交点再投影到y轴上，可以发现投影过去的间距沿着y轴先增大后减小，说明y方向上的分运动先增大后减小，所以合运动是先加速，后减速，故A错误；B．质点在x方向的分运动是匀速运动，说明x轴方向上分力为零，则合外力必定沿着y轴，故B错误；C．合外力沿着y轴，则加速度沿着y轴，速度方向是与轨迹相切的，二者并不总是垂直的，故C错误；D．质点所受的合外力沿着y轴方向，根据轨迹可判定y轴上的分运动是先加速后减速，合外力的大小可能恒定不变，故D正确。故选D。5．B【解析】AB．由速度分解可知此时汽车的速度为v1=v0cosθ船靠岸的过程中，当θ增大，cosθ减小，船的速度不变，则车速v1减小，所以汽车做减速运动，故A错误，B正确；

CD．因为小船做匀速直线运动，所以小船处于平衡，合力为零，设拉力与水平方向的夹角为θ，有Fcosθ=fFsinθ+F浮=mg船在匀速靠岸的过程中，θ增大，阻力不变，根据平衡方程知，绳子的拉力F不断增大；拉力F增大，sinθ增大，所以船的浮力不断减小，故CD错误。

故选B。6．D【解析】A．竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向做匀速运动，可知笔尖做类平抛运动，故A错误；B．由于水平分速度不变，竖直分速度逐渐增加，根据平行四边形定则，笔尖的合速度方向与水平方向夹角逐渐变大，故B错误；C．因为笔尖做的是类平抛运动，所以笔尖在任意两个连续相等时间内的位移不同，故C错误；D．笔尖竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向做匀速运动，所以笔尖在任意两个相等时间内的速度变化量相同，故D正确。故选D。7．D【解析】A．将两船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，在垂直于河岸方向上，两船的分速度相等，河宽一定，所以两船渡河的时间相等。故A错误；BCD．乙船的合速度垂直于河岸，有vcos60°=v0所以有v=2v0两船渡河的时间为则甲船在沿河岸方向上的位移为可知甲船恰好能到达河对岸的A点。故BC错误，D正确。故选：D。8．C【解析】AD．对于A，它的速度如图中标出的v，这个速度看成是A的合速度，其分速度分别是va

，vb其中va就是B的速度vB（同一根绳子，大小相同），刚开始时B的速度为vB＝vcosθ当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，va＝0，所以B的速度vB＝0，故AD错误；BC．因A匀速上升时，由公式vB＝vcosθ，当A上升时，夹角θ增大，因此B减速下降，由牛顿第二定律可知物体B超重，绳对B的拉力大于B的重力，故B错误，C正确。故选C。9．D【解析】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度，设该速度为v，根据平行四边形定则得，A的实际速度为同理对人的速度分解可得联立可得故选D。10．B【解析】由题意知，C点的速度大小为设与绳之间的夹角为，把沿绳和垂直绳方向分解可得在转动过程中先减小到零再增大，故先增大后减小，重物M做变加速运动，其最大速度为。故选B。11．B【解析】AB．物体B参加了两个分运动，水平方向的匀速直线运动和竖直方向的直线运动，对于竖直分运动，结合位移--时间关系公式，可得又根据题意，对比可得，竖直分运动的加速度的大小和初速度大小分别为，故竖直分速度为物体的水平分速度不变，合运动的速度为竖直分速度与水平分速度的合速度，遵循平行四边形定则，故合速度的方向不断变化，物体一定做曲线运动；合速度的大小，所以合速度的大小不断变大，故A错误，B正确；CD．水平分加速度等于零，故合加速度等于竖直分运动的加速度，因而合加速度的大小和方向都不变，故C、D错误。故选B。12．B【解析】A．根据匀变速直线运动的规律可知方向初速度和加速度分别为速度与加速度同向，物体在x轴方向上做匀加速直线运动，A错误；B．方向初速度和加速度分别为则初始时刻可知初速度与加速度共线，物体运动的轨迹是一条直线，B正确，D错误；C．物体在y轴方向上加速度恒定且与速度同向，所以物体做匀加速直线运动，C错误。故选B。13．C【解析】A．环刚开始释放时，重物要向上加速运动，所以绳子的张力大于重物的重力，即T大于2mg，故A错误；B．小环到达B处时，重物上升的高度应为绳子缩短的长度，即故B错误；CD．根据题意，小环与重物沿绳子方向的速度大小相等，将小环A的速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解应满足：即得，小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比故C正确，D错误。故选C。14．D【解析】A．小船在垂直于河岸方向上的初速度大小相同，因运动的性质不同，则渡河时间不同，A错误；BCD．小船沿轨迹渡河，根据轨迹弯曲的方向可知，小船在垂直于河岸的方向上做匀加速运动；小船沿轨迹渡河，合速度方向不变，可知小船在垂直于河岸的方向上做匀速运动；小船沿轨迹渡河，根据轨迹弯曲的方向可知，小船在垂直于河岸的方向上做匀减速运动，故小船沿轨迹渡河所用时间最短，靠岸时速度最大，BC错误，D正确；故选D。15．C【解析】物体的初速度为零，水平方向和竖直方向受到恒力的作用，故所受合外力为恒力，根据牛顿第二定律，初速度为零的物体运动方向与合外力方向一致，故物体做匀加速直线运动，运动方向为合力的方向。故C正确，ABD错误。故选C。16．(1)；(2)1s；(3)【解析】(1)设F2作用时加速度为a2，由牛顿第二定律得F2=ma2沿y方向有联立解得F2=(2)设F1作用时加速度为a1，由牛顿第二定律得F1=ma1沿x轴方向的位移撤去F1时质点的速度v1=a1t0F2作