人教版2019必修第二册高中物理同步练习专题关联速度的问题(原卷版+解析)

专题关联速度的问题同步练习一、单选题1．（2022·广东·深圳市第二高级中学高三阶段练习）如图所示，中间有孔的滑块A套在光滑的竖直杆上通过滑轮拉住轻绳B端匀速向下运动，则（）A．滑块A匀速向上运动 B．滑块A减速向上运动C．滑块A处于失重状态 D．滑块A处于超重状态2．（2022·海南·乐东黎族自治县乐东中学模拟预测）如图所示，水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有一圆环，地面上放一物块，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连。现物块在外力作用下以速度v向右匀速移动，某时刻连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α、β，此时圆环的速度大小为（）A．sinβcosαv B．cosαcos3．（2022·辽宁·一尺和育英高级中学高一期中）如图所示，一条不可伸长的细绳跨过一个小定滑轮，将A、B两物体连在一起，B以速度v0向右匀速运动，当细线与水平方向成θ角时0<θ<90°A．A物体的速度为v0B．A物体的速度为v0C．A物体的速度为v0D．A物体的速度为v04．（2023·全国·高三专题练习）如图所示，质量相同的小球A，B通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A，B分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，当细杆与水平方向成37°角时，小球B的速度大小为v，重力加速度为g，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（）A．小球A速度为v B．小球A速度为4C．小球A速度为34v 5．（2022·重庆市长寿中学校高三期中）如图所示，一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B（可视为质点），将其放在一个直角形光滑槽中，已知当轻杆与槽左壁成α角时，B球沿槽上滑的速度为vB，则此时A球的速度vA的大小为（）A．vB B．vBsinα C．vBtanα6．（2022·安徽省阜阳第一中学高三阶段练习）如图所示，一根长为L的直杆一端抵在墙角，一端倚靠在物块的光滑竖直侧壁上，物块向左以速度大小v运动时，直杆绕O点做圆周运动且始终与物块间有弹力。当直杆与水平方向的夹角为θ时，直杆上与物块接触的A点线速度大小（  ）A．vsinθ B．vcosθ C．vsin7．（2022·湖北宜昌·高一阶段练习）如图所示，穿在竖直杆上的物块A与放在水平桌面上的物块B用绳相连，O为定滑轮，将A由图示位置释放，当绳与水平方向的夹角为30°时，物块B的速度大小为2m/s，则此时物块A的速度大小为（）A．1m/s B．2m/s C．4m/s D．8m/s8．（2022·山东青岛·高三期中）如图，均质细杆的一端A斜靠在光滑竖直墙面上，另一端B置于光滑水平面上，杆在外力作用下保持静止，此时细杆与墙面夹角很小。现撤去外力，细杆开始滑落，某时刻细杆与水平面间夹角为θ，此时A端沿墙面下滑的速度大小为vA．关于细杆的运动，下列说法正确的是（）A．细杆滑落过程中，B端的速度一直增大B．细杆滑落过程中，A端沿墙面下滑速度总大于B端沿水平面运动的速度C．细杆与水平面间夹角为θ时，B端沿水平面运动的速度大小vD．滑落过程中，细杆上各个点的速度方向都不沿杆的方向二、多选题9．（2022·天津·高一期末）如图所示，平台上的汽车用一根不可伸长的轻绳通过定滑轮牵引重物上升，平台足够长，汽车始终保持速度v匀速向左直线运动，某时刻绳与水平方向夹角为θ，在重物未达到定滑轮高度之前，下列说法正确的是（）A．重物减速上升B．重物加速上升C．重物上升的速度为vD．重物上升的速度为v10．（2022·甘肃·永昌县第一高级中学高一期中）如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则（）A．人拉绳行走的速度为vcosθB．人拉绳行走的速度为vC．船的加速度为FD．若人的拉力F为恒力，此后船做匀加速直线运动11．（2022·全国·高三课时练习）甲、乙两光滑小球（均可视为质点）用轻直杆连接，乙球处于粗糙水平地面上，甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上，初始时轻杆竖直，杆长为4m。施加微小的扰动使得乙球沿水平地面向右运动，对于两球的运动，下列说法正确的是（）A．乙球距离起点3m时，甲、乙两球的速度大小之比为7∶3B．乙球距离起点3m时，甲、乙两球的速度大小之比为3∶7C．甲球即将落地时，乙球的速度与甲球的速度大小相等D．甲球即将落地时，乙球的速度为零12．（2022·湖北·枣阳一中高三期中）如图所示，质量为m的物体P置于倾角为θ1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。已知重力加速度为g，则当小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为θA．P的速率为vB．P的速率为vC．绳的拉力大小等于mgD．绳的拉力大于mg13．（2022·山西省平遥中学校高一期末）如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的轻绳一端连接Q，另一端悬挂一物块P。设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小。现将P、Q由静止同时释放，关于P、Q以后的运动下列说法正确的是（）A．当θ＝60°时，P、Q的速度之比是3∶2B．当θ＝90°时，Q的速度最大C．当θ＝90°时，P的速度为零D．当θ向90°增大的过程中Q的合力一直增大14．（2021·全国·高三专题练习）在某玻璃自动切割生产线上，宽6m的成型玻璃板以大小为23m/s的恒定速度向前运动，在切割工序处，金刚钻的割刀速度为4m/s，为了使割下的玻璃都成规定尺寸的矩形，则下列说法中正确的是（）。A．金刚钻的割刀速度与玻璃板运动方向成60°角B．金刚钻的割刀速度与玻璃板运动方向成30°角C．金刚钻的割刀速度与玻璃板运动方向相同D．切割成矩形时切割一次的时间为3s专题关联速度的问题同步练习一、单选题1．（2022·广东·深圳市第二高级中学高三阶段练习）如图所示，中间有孔的滑块A套在光滑的竖直杆上通过滑轮拉住轻绳B端匀速向下运动，则（）A．滑块A匀速向上运动 B．滑块A减速向上运动C．滑块A处于失重状态 D．滑块A处于超重状态【答案】D【详解】设轻绳与竖直方向夹角为θ，滑块A向上速度为v，沿绳方向速度为v该速度等于自由端的速度，大小不变，随着滑块A上升，θ增大，v增大，滑块A加速向上运动，处于超重状态。故选D。2．（2022·海南·乐东黎族自治县乐东中学模拟预测）如图所示，水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有一圆环，地面上放一物块，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连。现物块在外力作用下以速度v向右匀速移动，某时刻连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α、β，此时圆环的速度大小为（）A．sinβcosαv B．cosαcos【答案】A【详解】将物块速度分解为沿绳子方向和垂直于绳方向，则此时绳子的速度为v同理将圆环速度分解为沿绳子方向和垂直于绳方向，此时有v代入解得v故选A。3．（2022·辽宁·一尺和育英高级中学高一期中）如图所示，一条不可伸长的细绳跨过一个小定滑轮，将A、B两物体连在一起，B以速度v0向右匀速运动，当细线与水平方向成θ角时0<θ<90°A．A物体的速度为v0B．A物体的速度为v0C．A物体的速度为v0D．A物体的速度为v0【答案】A【详解】将汽车的速度v0往沿着绳子和垂直于绳子两个方向分解，则A物体的速度与汽车沿着绳子方向的分速度相等，由几何关系知又因为汽车向右匀速运动，则夹角θ在增大，则cosθ故选A。4．（2023·全国·高三专题练习）如图所示，质量相同的小球A，B通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A，B分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，当细杆与水平方向成37°角时，小球B的速度大小为v，重力加速度为g，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（）A．小球A速度为v B．小球A速度为4C．小球A速度为34v 【答案】C【详解】小球B的速度大小为v，设小球A的速度大小为v′，则由连接体的速度关联关系有v解得v故C正确，ABD错误；故选C。5．（2022·重庆市长寿中学校高三期中）如图所示，一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B（可视为质点），将其放在一个直角形光滑槽中，已知当轻杆与槽左壁成α角时，B球沿槽上滑的速度为vB，则此时A球的速度vA的大小为（）A．vB B．vBsinα C．vBtanα【答案】D【详解】对B球的速度合成与分解可知，杆运动的速度为v=对A球分析可知v故选D。6．（2022·安徽省阜阳第一中学高三阶段练习）如图所示，一根长为L的直杆一端抵在墙角，一端倚靠在物块的光滑竖直侧壁上，物块向左以速度大小v运动时，直杆绕O点做圆周运动且始终与物块间有弹力。当直杆与水平方向的夹角为θ时，直杆上与物块接触的A点线速度大小（  ）A．vsinθ B．vcosθ C．vsin【答案】A【详解】直杆与箱子接触点的实际运动即合运动，方向垂直于杆指向左下方，沿水平方向的速度为v，即v解得v故选A。7．（2022·湖北宜昌·高一阶段练习）如图所示，穿在竖直杆上的物块A与放在水平桌面上的物块B用绳相连，O为定滑轮，将A由图示位置释放，当绳与水平方向的夹角为30°时，物块B的速度大小为2m/s，则此时物块A的速度大小为（）A．1m/s B．2m/s C．4m/s D．8m/s【答案】C【详解】物块A沿竖直杆的运动方向是物块A的合速度方向，将合速度沿着绳子与垂直绳子两个方向分解，绳子方向的速度等于物块B的速度，如图所示，由图可得vvABD错误，C正确。故选C。8．（2022·山东青岛·高三期中）如图，均质细杆的一端A斜靠在光滑竖直墙面上，另一端B置于光滑水平面上，杆在外力作用下保持静止，此时细杆与墙面夹角很小。现撤去外力，细杆开始滑落，某时刻细杆与水平面间夹角为θ，此时A端沿墙面下滑的速度大小为vA．关于细杆的运动，下列说法正确的是（）A．细杆滑落过程中，B端的速度一直增大B．细杆滑落过程中，A端沿墙面下滑速度总大于B端沿水平面运动的速度C．细杆与水平面间夹角为θ时，B端沿水平面运动的速度大小vD．滑落过程中，细杆上各个点的速度方向都不沿杆的方向【答案】C【详解】A．细杆滑落过程中，开始时B端速度为零，当A端滑到地面时B端的速度也为零，可知整个过程中B端的速度先增大后减小，选项A错误；BC．细杆与水平面间夹角为θ时，由速度分解知识可知v即B端沿水平面运动的速度大小v则当θ角从0~45°时vB<vA；当θ角从45°~90°时vB>vD．滑落过程中，A点的速度竖直向下，B点的速度水平向右，则杆上其他各点的速度方向介于两者之间，则必有一点的速度方向沿杆的方向，选项D错误。故选C。二、多选题9．（2022·天津·高一期末）如图所示，平台上的汽车用一根不可伸长的轻绳通过定滑轮牵引重物上升，平台足够长，汽车始终保持速度v匀速向左直线运动，某时刻绳与水平方向夹角为θ，在重物未达到定滑轮高度之前，下列说法正确的是（）A．重物减速上升B．重物加速上升C．重物上升的速度为vD．重物上升的速度为v【答案】BC【详解】对小车的速度进行分解，可知重物上升的速度为v小车运动过程中θ逐渐减小，可知重物上升的速度逐渐增大；故选BC。10．（2022·甘肃·永昌县第一高级中学高一期中）如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则（）A．人拉绳行走的速度为vcosθB．人拉绳行走的速度为vC．船的加速度为FD．若人的拉力F为恒力，此后船做匀加速直线运动【答案】AC【详解】A．船的速度产生了两个效果：一是滑轮与船间的绳缩短，二是绳绕滑轮顺时针转动，因此将船的速度进行分解，如图所示人拉绳行走的速度v故A正确，B错误；CD．绳对船的拉力等于人拉绳的力，即绳的拉力大小为F，与水平方向成θ角，因此F解得a=随着船向左运动，θ变大，船的加速度变小，故C正确，D错误。故选AC。11．（2022·全国·高三课时练习）甲、乙两光滑小球（均可视为质点）用轻直杆连接，乙球处于粗糙水平地面上，甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上，初始时轻杆竖直，杆长为4m。施加微小的扰动使得乙球沿水平地面向右运动，对于两球的运动，下列说法正确的是（）A．乙球距离起点3m时，甲、乙两球的速度大小之比为7∶3B．乙球距离起点3m时，甲、乙两球的速度大小之比为3∶7C．甲球即将落地时，乙球的速度与甲球的速度大小相等D．甲球即将落地时，乙球的速度为零【答案】BD【详解】AB．设轻杆与竖直方向的夹角为θ，则v1在沿杆方向的分速度为v1∥=v1cosθv2在沿杆方向的分速度为v2∥=v2sinθ而v1∥=v2∥乙球距离起点3m时，有cossin解得此时甲、乙两球的速度大小之比为v故A错误，B正确；CD．当甲球即将落地时，θ=90°，此时甲球的速度达到最大，而乙球的速度为零，故C错误，D正确。故选BD。12．（2022·湖北·枣阳一中高三期中）如图所示，质量为m的物体P置于倾角为θ1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。已知重力加速度为g，则当小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为θA．P的速率为vB．P的速率为vC．绳的拉力大小等于mgD．绳的拉力大于mg【答案】BD【详解】AB．小车的速度在沿绳方向的分量大小为v所以P的速率为v故A错误，B正确；CD．因为θ2不断减小，所以vP不断增大，即P向上做加速运动，根据牛顿第二定律可知绳的拉力大于故选BD。13．（2022·山西省平遥中学校高一期末）如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的轻绳一端连接Q，另一端悬挂一物块P。设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小。现将P、Q由静止同时释放，关于P、Q以后的运动下列说法正确的是（）A．当θ＝60°时，P、Q的速度之比是3∶2B．当θ＝90°时，Q的速度最大C