2025版高考物理全程一轮复习课时分层精练十九曲线运动运动的合成与分解

课时分层精练(十九)曲线运动运动的合成与分解基础落实练1．[2024·浙江模拟预测]擦窗机器人帮助人们解决了高层擦窗、室外擦窗难的问题．如图所示，擦窗机器人在竖直玻璃窗上沿直线A向B运动，速度逐渐减小．已知F为机器人除重力外的其他力的合力，则擦窗机器人在此过程中在竖直平面内的受力分析可能正确的是()2．[2024·广东茂名统考二模]如图甲是跳远运动员在起跳、腾空和落地过程的情景．在考虑空气阻力的情况下，运动员腾空后的轨迹可简化成图乙中的OPQ运动，其中P是最高点．若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，关于O、P两点竖直方向分运动的加速度大小()A．O点大B．P点大C．一样大D．无法比较3．潜艇从海水的高密度区驶入低密度区．浮力急剧减小的过程称为“掉深”．如图a所示，某潜艇在高密度区水平向右匀速航行，t＝0时，该潜艇开始“掉深”，潜艇“掉深”后其竖直方向的速度vy随时间变化的图像如图b，水平速度vx保持不变，若以水平向右为x轴，竖直向下为y轴，则潜艇“掉深”后的0～30s内．能大致表示其运动轨迹的图形是()4.[2024·辽宁模拟预测]如图所示，中学生在雨中打伞行走，从物理学可知当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少，若雨滴在空中以2m/s的速度竖直下落，而学生打着伞以1.5m/s的速度向西走，则该学生少淋雨的打伞(伞柄指向)方式为(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()5．(多选)[2024·福建三明高三联考]在民族运动会中有一个骑射项目，运动员弯弓放箭射击侧向的固定目标．假设运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的箭速度为v2.跑道离固定目标的最近距离为d.则()A．要想命中目标且箭在空中飞行时间最短，运动员放箭处离目标的距离为eq\f(dv2,v1)B．要想命中目标且箭在空中飞行时间最短，运动员放箭处离目标的距离为eq\f(d\r(veq\o\al(2,1)＋veq\o\al(2,2)),v2)C．箭射到目标的最短时间为eq\f(d,v2)D．只要击中侧向的固定目标，箭在刚射出时的速度大小一定为v＝eq\r(veq\o\al(2,1)＋veq\o\al(2,2))6.[2024·山东泰安统考模拟预测]如图，某河流中水流速度大小恒为v1，A处的下游C处有个漩涡，漩涡与河岸相切于B点，漩涡的半径为r，AB＝eq\f(4,3)r.为使小船从A点出发以恒定的速度安全到达对岸，小船航行时在静水中速度的最小值为()A．eq\f(3,5)v1B．eq\f(24,25)v1C．v1D．eq\f(5,3)v17．[2024·北京朝阳区期末]在一次杂技表演中，表演者顶着一竖直杆沿水平地面运动，其位移—时间图像(x­t图像)如图甲所示．与此同时猴子沿竖直杆向上运动，如图乙所示，其沿竖直方向的速度—时间图像(v­t图像)如图丙所示，若以地面为参考系，下列说法正确的是()A．猴子的运动轨迹为直线B．t＝0时猴子的速度大小为8m/sC．猴子在前2s内的加速度大小为4m/s2D．猴子在前2s内运动的位移大小为16m8．如图所示，绳子通过固定在天花板上的定滑轮，左端与套在固定竖直杆上的物体A连接，右端与放在水平面上的物体B相连，到达如图所示位置时，绳与水平面的夹角分别为37°、53°，两物体的速率分别为vA、vB，且此时vA＋vB＝eq\f(20,3)m/s，sin37°＝eq\f(3,5)、cos37°＝eq\f(4,5)，则vA的大小为()A．eq\f(10,3)m/sB．eq\f(4,3)m/sC．2m/sD．4m/s素养提升练9.如图所示，生产车间有两个完全相同的水平传送带甲和乙，它们相互垂直且等高，正常工作时都匀速运动，速度大小分别为v甲、v乙，将工件(视为质点)轻放到传送带甲上，工件离开传送带甲前已经与传送带甲的速度相同，并平稳地传送到传送带乙上，且不会从传送带乙的右侧掉落．两传送带正常工作时，对其中一个工件A在传送带乙上留下的痕迹，下图中可能正确的是()10．(多选)如图所示，长约1m的两端封闭的竖直玻璃管中注满水，玻璃管内有一质量为0.1kg的红蜡块能在管内浮动．假设t＝0时，红蜡块从玻璃管底端开始向上浮动，且每1s上升的距离都是30cm；从t＝0开始，玻璃管以初速度为零匀加速向右平移，第1s内、第2s内、第3s内通过的水平位移依次为5cm、15cm、25cm.y表示红蜡块竖直方向的位移，x表示红蜡块随玻璃管通过的水平位移，单位均为m，t＝0时红蜡块位于坐标原点．下列说法正确的是()A．t＝2s时红蜡块的速度大小为0.3m/sB．前3s内红蜡块的位移大小为45eq\r(5)cmC．红蜡块的轨迹方程为y2＝eq\f(9,5)xD．红蜡块在浮动过程中受到的合力是0.1N课时分层精练（十九）曲线运动运动的合成与分解1．解析：擦窗机器人沿直线减速从A向B运动，故合外力和速度要共线，图中的合外力（或为零）和速度不共线，要做曲线运动（或匀速直线运动），不符合运动要求，故A错误；图中的合力可能与速度共线反向，从而做减速直线运动，故B正确；图中的合力不可能与速度共线反向，不可能做减速直线运动，不符合要求，故C错误；图中的合外力和速度不共线，要做曲线运动，不符合运动要求，故D错误．故选B.答案：B2．解析：由于空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，运动员在O点时速度斜向上方，此时速度最大，空气阻力斜向下方最大，上升过程中此位置空气阻力与竖直方向夹角最小，故此时空气阻力分解在竖直方向上的分力最大，根据牛顿第二定律可知此时竖直方向分运动的加速度最大．故选A.答案：A3．解析：根据题意可知，潜艇在x轴方向上做匀速直线运动，y轴方向上先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动，则x­y运动轨迹的图形，在x轴上取相邻距离相等的几段距离，则时间相等，y轴上下降的距离先增大后减小．故选B.答案：B4．解析：在水平方向上，雨滴相对于人的速度为1.5m/s，方向向东，在竖直方向上，雨滴的速度为2m/s，方向竖直向下，设雨滴相对于人的速度方向与竖直方向的夹角为α，则根据矢量合成法则可知tanα＝eq\f(v水平,v竖直)＝eq\f(3,4)，解得α＝37°，可见伞柄应向前倾斜，与竖直方向成37°角．故选A.答案：A5．解析：当箭射出的方向垂直于马奔跑的方向时，箭射到目标时间最短，所以最短时间为t＝eq\f(d,v2)，箭在沿马奔跑的方向上的位移为x＝v1t＝eq\f(v1,v2)d，所以放箭处距离目标的距离为s＝eq\r(d2＋x2)＝eq\f(d\r(veq\o\al(2,1)＋veq\o\al(2,2)),v2)，故A错误，B、C正确；根据速度的合成可知只有箭垂直于马奔跑的方向射出时初速度为v0＝eq\r(veq\o\al(2,1)＋veq\o\al(2,2))，而击中目标不止这一种射出方式，故D错误．答案：BC6．解析：根据题意得tanθ＝eq\f(r,\f(4,3)r)，解得θ＝37°，小船航行时在静水中速度的最小值为v2＝v1sin2θ，解得v2＝eq\f(24,25)v1，故选B.答案：B7．解析：由题图甲、丙知，猴子在水平方向上做速度大小为4m/s的匀速直线运动，竖直方向上做初速度大小为8m/s、加速度大小为4m/s2的匀减速直线运动，分析知合初速度与合加速度方向不在同一直线上，其合运动为曲线运动，A错误；t＝0时猴子的速度大小为v0＝eq\r(veq\o\al(2,0x)＋veq\o\al(2,0y))＝eq\r(42＋82)m/s＝4eq\r(5)m/s，B错误；猴子在前2s内的加速度大小为4m/s2，C正确；0～2s内猴子沿水平方向的位移大小为x0＝8m，沿竖直方向的位移大小为y0＝eq\f(8×2,2)m＝8m，所以猴子在0～2s内的位移大小为s＝eq\r(xeq\o\al(2,0)＋yeq\o\al(2,0))＝eq\r(82＋82)m＝8eq\r(2)m，D错误．答案：C8．解析：设此时绳子的速率为v，将A、B的速度分别沿绳的方向和垂直绳的方向分解如图所示可得v＝vAsin37°；v＝vBcos53°，结合vA＋vB＝eq\f(20,3)m/s，解得vA＝eq\f(10,3)m/s，故选A.答案：A9．解析：正常工作时都匀速运动，速度大小分别为v甲、v乙，所以，物块滑上乙时，水平方向相对传送带乙的速度水平向右，沿传送带乙方向相对传送带乙的速度与乙的运动方向相反，所以相对传送带乙的速度为这两个分速度的合速度，方向向右下方，因为两个速度均为匀速，则合速度方向的反方向为滑动摩擦力方向，力与速度方向相反，做直线运动，轨迹沿速度方向，故D正确，A、B、C错误．故选D.答案：D10．解析：从t＝0开始，玻璃管以初速度为零匀加速向右平移，根据连续相同时间的位移差相等，则a＝eq\f(Δx,t2)＝eq\f(0.1,12)m/s2＝0.1m/s2，故红蜡块在浮动过程中受到的合力为F＝ma＝0.01N，D错误；由题可知vy＝30cm/s，vx＝at＝20cm/s，红蜡块的速度大小为v＝eq\r(veq\o