2024届高三物理复习小练习(十一)　运动的合成与分解（解析版）

2024届高三一轮复习小练(十一)运动的合成与分解1．下列有关曲线运动的说法正确的是()A．速度发生变化的运动，一定是曲线运动B．曲线运动的速度方向与加速度的方向不可能共线C．曲线运动不可能是匀变速运动D．两个不共线的匀速直线运动的合运动可能是曲线运动解析：选B速度方向与加速度方向共线的变速运动是变速直线运动，A错误；曲线运动的速度方向与加速度的方向不可能共线，否则就不是曲线运动，B正确；曲线运动可能是匀变速运动，如平抛运动，C错误；两个不共线的匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动，D错误。2.羽毛球运动是我国的传统优势体育项目，屡屡在历届奥运会上争金夺银。如图所示，在某次室内比赛中羽毛球正在往右上方飞行，虚线为其飞行轨迹，则此时羽毛球受到的合力可能是图中的()A．F1B．F2C．F3 D．F4解析：选B曲线运动中合力应指向轨迹的“凹”侧，又羽毛球向右上方飞行，速度在减小，所以羽毛球所受合力与速度的夹角大于90°，F2的方向最合理。3．(2022·重庆模拟)我国的高速铁路建设处于世界领先水平，高速列车以速度v由南向北匀速行驶时，列车内比较光滑的桌面上的小球都可以处于静止状态。若车厢中的旅客突然发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点。则由此可以判断列车的运行情况是()A．加速行驶，向东转弯 B．加速行驶，向西转弯C．减速行驶，向东转弯 D．减速行驶，向西转弯解析：选D由题意小球与水平面间的摩擦可以不计，所以小球在水平面内不受力作用，始终与列车一起向前做匀速直线运动，出现题图的曲线，是因为桌子跟着列车减速向西拐弯，而小球因惯性要保持匀速直线运动。4.如图所示，在观察小球在桌面上运动轨迹的实验中，在原本的直线路径旁放一磁铁，钢球的运动轨迹不再是一条直线，此过程中磁铁位置不变。下列说法正确的是()A．钢球受到的合外力不为0B．钢球受到的摩擦力恒定C．钢球受磁铁的吸引力恒定D．钢球的动能一定增加解析：选A曲线运动的合外力一定不为0，A正确；曲线运动的方向时刻改变，摩擦力方向与运动方向相切，所以摩擦力方向也是改变的，B错误；钢球受磁铁的吸引力为变力，因为小球与磁铁间的距离在变化，吸引力也在变化，C错误；钢球的动能先增加后减少，D错误。5．(多选)篮球无转动加速下落时轨迹如图甲所示，若在篮球释放瞬间给它一个转动速度轨迹如图乙所示，引起轨迹乙的原因称为马格努斯效应，马格努斯效应在球类运动项目中非常普遍。已知P为甲轨迹上一点，Q为乙轨迹上一点。根据轨迹下列判断正确的是()A．篮球在P点受到空气给它的力不可能水平向左B．篮球在P点受到空气给它的力可能大于篮球重力C．篮球在Q点受到空气给它的力可能水平向左D．篮球在Q点受到空气给它的力可能斜向右上解析：选AD篮球在P点做直线运动，垂直于直线方向合力为零，因此篮球水平方向不受空气作用力，篮球加速下落，竖直方向空气作用力小于重力，A正确，B错误；当篮球做曲线运动时，需要向心力，空气给篮球的作用力和重力的合力指向曲线的凹向，重力竖直向下，所以空气给篮球的作用力可能斜向右上，C错误，D正确。6．(多选)河宽l＝300m，水速u＝1m/s，船在静水中的速度v＝3m/s，要求轨迹为直线并到达正对岸上游100m处，设船头与河岸的夹角为α，则()A．sinα＝0.6 B．sinα＝0.8C．过河时间为t＝125s D．过河时间为t＝120s解析：选BC设船头与上游河岸夹角为α，x＝100m，则有(vcosα－u)t＝x，vtsinα＝l，两式联立得sinα＝0.8，t＝125s。7．“落叶球”是足球比赛中任意球的一种踢法，如图所示，这是某运动员主罚任意球时踢出快速旋转的“落叶球”在空中运动的轨迹，跟正常飞行轨迹相比，“落叶球”会更早地向下落回地面。对“落叶球”在飞行过程中的分析正确的是()A．“落叶球”在空中的运动轨迹是对称的B．“落叶球”的更早下落是因为在运动过程中受到了指向轨迹内侧的空气作用力C．“落叶球”的更早下落是因为在运动过程中受到了沿切线方向的空气阻力D．“落叶球”在最高点的瞬时速度为零解析：选B“落叶球”是快速旋转的球，所以在空中的轨迹不是对称的，A错误；根据做曲线运动的条件，“落叶球”的更早下落是因为在运动过程中受到了指向轨迹内侧的空气作用力，C错误，B正确；“落叶球”在最高点的竖直速度为零，水平速度不为零，所以瞬时速度不为零，D错误。8．(2022·深圳调研)如图所示，一牵引车沿水平面以v＝5m/s的速度向左运动，牵引车连接轻绳跨过滑轮拉升重物，使重物沿竖直杆上升。某一时刻拴在车上的绳子与水平方向的夹角θ＝37°，与跨过滑轮的绳子恰好相互垂直，此时重物的速度大小为()A．5m/sB．4m/sC．3m/s D．3.2m/s解析：选A将牵引车和重物的速度分解为沿绳和垂直于绳的速度，沿绳速度大小相等，vcos37°＝v′cos37°，v′＝v＝5m/s。9．(2022·泉州模拟)为便于快递配送，有的快递公司采用无人机配送快递。无人机在某飞行配送过程中，沿水平方向的速度vx、竖直向上的速度vy与飞行时间t的关系分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是()A．在t1时刻，无人机处于失重状态B．在t2时刻，无人机上升至最高点C．在0～t2内，无人机沿直线飞行D．在t2～t3内，无人机做匀变速运动解析：选D由题图可知，在t1时刻，无人机水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，则无人机的加速度竖直向上，故无人机处于超重状态，A错误；在t2时刻，无人机竖直向上的速度达到最大，但之后还在匀减速上升，B错误；在0～t2内，无人机的速度和加速度不共线，所以无人机做曲线运动，C错误；在t2～t3内，无人机水平方向做匀减速直线运动，则水平加速度恒定，竖直方向匀减速上升，竖直加速度恒定，则无人机的合加速度恒定，故无人机做匀变速运动，D正确。10．一小船过河时，船头与上游河岸夹角为α，其航线恰好垂直于河岸。已知小船在静水中的速度为v。现水流速度稍有增大，为保持航线不变，且能准时到达河对岸，下列措施中可行的是()A．减小α角，减小船速vB．减小α角，增大船速vC．增大α角，增大船速vD．增大α角，减小船速v解析：选B由题意可知，小船相对水的速度为v，其航线恰好垂直于河岸，当水流速度v1稍有增大，为保持航线不变，且准时到达对岸，则船速变化如图v′所示，B正确。11．(多选)如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是()A．D点的速度比C点的速度大B．A点的加速度与速度的夹角小于90°C．A点的加速度比D点的加速度大D．从A点到D点加速度与速度的夹角一直减小解析：选AD由题意知，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿B点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合力也向下，质点做匀加速曲线运动，所以D点的速度比C点的速度大，故A正确；A点的加速度与速度的夹角大于90°，故B错误；质点做匀变速曲线运动，加速度不变，故C错误；从A点到B点加速度与速度的夹角从大于90°一直减小，质点由B点到E点过程中，受合力的方向向下，速度的方向从水平向右变为斜向下，加速度与速度的夹角一直减小，故D正确。12．(多选)一艘船过河时，船头始终与船实际运动的方向垂直，水速恒为v1，船相对于水的速度大小恒为v2，船过河的时间为t，则()A．v1有可能等于v2B．船的实际速度大小为eq\r(v12＋v22)C．船头方向与河岸上游的夹角θ大小满足cosθ＝eq\f(v2,v1)D．河宽为eq\f(v2\r(v12－v22),v1)t解析：选CD由于船相对于水的速度始终与船实际运动的方向垂直，即船相对于水的速度始终与船实际速度v垂直，由几何关系可知，v1大于v2，A错误；船的实际速度大小为eq\r(v12－v22)，cosθ＝eq\f(v2,v1)，B错误，C正确；河宽为v2tsinθ＝eq\f(v2\r(v12－v22),v1)t，D正确。13．某研究性学习小组为了研究运动的合成与分解，利用图甲所示装置做了如下实验：在一端封闭、长约1m的均匀长直玻璃管内注满清水，水中放一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，蜡块能在玻璃管中以vy＝10cm/s的速度匀速上升。若在蜡块上升的同时水平向右移动玻璃管，用y轴表示蜡块竖直方向的位移，x轴表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t＝0时刻蜡块位于坐标原点，描出蜡块的运动轨迹如图乙所示。下列说法正确的是()A．玻璃管向右匀速平移B．蜡块做匀变速运动C．蜡块所受合外力的方向沿图线的切线方向D．t＝2s时蜡块的速度大小为20m/s解析：选B蜡块在玻璃管中以vy＝10cm/s的速度匀速上升，由图乙可知，从t＝0时刻起，每1s内玻璃管通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm，因此玻璃管水平向右匀加速平移，故A错误；蜡块沿水平方向的加速度大小恒定，由运动学公式可知，水平方向的加速度大小为a＝eq\f(Δx,T2)＝5cm/s2，所以蜡块做匀变速运动，故B正确；做曲线运动的物体所受合外力方向指向轨迹内侧，故C错误；由以上分析结合运动的合成知识可知，t＝2s时蜡块的速度大小为v＝10eq\r(2)cm/s，故D错误。14．(2022·厦门质检)2021年4月6日，爱国华侨领袖陈嘉庚先生创办的厦门大学迎来了百年校庆。当晚，百架无人机在夜空中排列出“厦门大学100周年校庆”的字样。若分别以水平向右、竖直向上为x轴、y轴的正方向，某架参演的无人机在x、y轴方向的v­t图像分别如图甲、乙所示，则在0～t2时间内，该无人机的运动轨迹为()解析：选A由题图可知，在0～t1时间内，沿x方向向上做匀减速运动，加速度沿x轴负向，在y方向匀速运动，则合力方向沿x轴负向，轨迹的凹向沿x轴负向；同理，在t1～t2时间内，轨迹的凹向沿y轴负向；故该无人机的运动轨迹为A。15．(多选)如图所示，光滑半圆轨道竖直放置，在轨道边缘处固定一光滑定滑轮(忽略滑轮大小)，一条轻绳跨过定滑轮且两端分别连接小球A、B，小球A在水平拉力F作用下静止于轨道最低点P。现增大拉力F使小球A沿着半圆轨道运动，当小球A经过Q点时速度为v，OQ连线与竖直方向的夹角为30°，则下列说法正确的是()A．在P点，圆弧轨道对小球A的支持力一定为0B．小球A、B的质量之比为eq\r(2)∶2C．小球A经过Q点时，小球B的速度大小为eq\f(v,2)D．小球A从P运动到Q的过程中，小球A、B组成的系统机械能一定在增加解析：选CD根据题述条件，小球受力情况不能确定，不能够得出小球A的支持力情况，不能够得出小球A、B的质量之比，故A、B错误；当小球A经过Q点时速度为v，沿轻绳方向的分速度大小为vcos60°＝eq\f(v,2)，等于此时B的速度大小，故C正确；小球A从P运动到Q的过程中，水平拉力F做正功，小球A、B组成的系统机械能一定增加，故D正确。16.(多选)如图甲所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，在侧壁同一竖直线上有A、B两小孔相距h，将一小球从上部A孔沿筒内壁水平射入筒中，小球紧贴筒内壁运动，并恰好能到达下部小孔B，所用时间为t1，到达下部小孔B时的速度大小为vB。如图乙所示，用光滑细钢丝绕成的螺距相同的柱形螺线管，横截面半径也为R，竖直固定，钢丝上下两端C、D恰好在同一竖直线上，相距h，一小铜环穿在钢丝上从上端C无初速度下滑到达底端D，所用时间为t2，到达D端时的速度大小为vD，二者相比较，下列结论正确的是()A．t1＝t2B．t1<t2C．vB＝vD D．vB>vD解析：选BD题图甲中小球在筒内受重力和水平指向圆筒竖直中心轴的筒壁的弹力，贴着筒壁做螺旋线运动，可视为水平面内的匀速圆周运动与竖直方向上的自由落体运动的合运动