2024年高考物理复习第16讲 曲线运动 运动的合成与分解（原卷练习）（原卷版+解析）

第16讲曲线运动运动的合成与分解

（模拟精练+真题演练）

—易新模拟储维

1.（2023•湖北武汉•华中师大一附中校考三模）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乙，将工件（视为质点）轻放到传带甲上，

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4在传送带乙上留下的痕迹,下图中可能正确的是（）

传送带乙

□1

―传送带甲口口/

□□□□LJ

1传送带乙1传送带乙

口也

B_____.口

传送带:1

传送带甲

口□□□（□□□□」

第1页共26页

传送带乙

D・-----►y甲

2.（2023•江苏盐城•统考三模）如图所示，小球从水平向右的横风区正

上方自由下落的闪光照片。除横风区外，其他位置的空气作用力可忽略不

A.在横风区水平万向做匀速运动

B.在横风区加速度方向竖直向下

C.从横风区飞出后做句变速直线运动

D.从横风区飞出后做匀变速曲线运动

3.（2023•湖南•模拟预测）阴历正月十五放花灯，称为灯节，或称“元

宵节”。这一天，人们有观灯和吃元宵的习惯。人们将制作好的花灯，点

上蜡烛，放入河中漂流，供大家欣赏。若河水各点流速与该点到较近河岸

边的距离成正比，现将花灯以一定速度垂直河岸推出去，假设花灯垂直河

岸的速度不变，则花灯到达对岸的运动路径正确的是（）

4.（2023•海南•统考二模）一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河

宽150m,流速为5nVs的河流中渡河，则下列说正确的是（）

A.小船渡河时间不少于60s

B.小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为150m

C.小船以最短位移渡河时，位移大小为250m

D.小船以最短位移渡河时，时间为60s

5.（2022•山东泰安•统考模拟预测）如图，某河流中水流速度大小恒为

匕力处的下游C处有个漩涡，漩涡与河岸相切于8点，漩涡的半径为〃,

4

AB^-ro为使小船从4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（）

「二、、、漩涡

—————

AB

A.B.小C.匕D.|v.

J4JJ

6.（2022•福建福州・统考模拟预测）洪水无情人有情，每一次重大抢险

线运动，其枕迹所在直线与靶心的水平距离为d。为保证箭能命中靶心且

在空中运动的时间最短，运动员应在合适的位置将箭水平射出，若箭射出

瞬间相对弓的速度大小为匕，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

固定靶标―

B.箭射中靶，心的最短时间为lv2+v2

c.箭射出瞬间箭头到靶心的水平距离为a

D.箭射出瞬间箭头到靶心的水平距离为岖运

V2

9.（2023春•云南昆明•高三云南师大附中校考）如图所示，一矩再白纸

MNRS平铺在水平桌面上，一钢笔的笔尖压在白纸上的0点，现使白纸从静

止开始沿与MN边平行的方向以加速度a在桌面上向右做匀加速直线运动，

白纸开始运动的同时用外力控制笔尖开始运动，最终笔尖在白纸上留下如

图中P。所示的与MN垂直的划痕.以地面为参考系，考虑笔尖的运动，下列

说法正确的是（）

M'N

A.笔尖的加速度不可能小于方

第5页共26页

B.笔尖的运动机迹一定是曲线

C.笔尖的速度可能沿图中箭头1所示方向

D.笔尖离开白纸瞬间其速度一定与内边垂直

10.（2022秋•陕西•高三校联考）某可调式升降台构造如图所示，升降

台的下面是一个弧形滑道，通过向右或向左旋转螺母即可实现升降台的上

升或下降。当过螺母顶端的半径与水平方向的夹角为，时，升降台下降的

速度大小为匕，则此刻螺母向左运动的速度大小匕为（）

/////////////////////////////////

A.sin0B.匕cos。C.匕tan。D.

tan。

11.（2023•辽宁•校强考模拟预测）在一次施工中，塔吊将重物从0点吊

起，从起吊开始计时，以0为原点，设水平为x方向、竖直为y方向，重

物x、y方向的运动规律分别如图甲、乙所示，则重物（）

1

Ax/mAvv/（m-s-）

244

183

122

61

O2468O468

S/S

甲

乙

A.在水平方向做匀变速直线运动

B.运动轨迹为抛物线

C.0〜8s内的位移大小为40m

D.在相等时间内的速度变化量不相等

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12.（2023春•重庆•高三重庆巴蜀中学校考）质量为3kg的质点在直角坐

标系Mx内做曲线运动，在x轴方向的加速度-时间图像和p轴方向的速度-

时间图像分别如图甲、乙所示，已知质点在x轴方向的初速度为零，则下

列说法正确的是（）

A.质点的运动可能是勺变速曲线运动B.质点所受的合力大小为9N

C.2s末质点的速度大小为5nVsD.0~2s内质点的位移大小为8m

13.（2023•河南安阳•安阳一中校考模拟预测）两个相同的正方形铁丝框

按图所示放置，它们沿对角线方向分别以速度/和21/向两边运动，则两线

框的交点"的运动速度大小为（）

14.（2023•湖北黄冈•黄冈中学校考二模）船在静水中速度与时间的关系

如图甲所示，河水流速与某河岸边的距离的变化关系如图乙所示，则（）

A.船渡河的最短时间50s

B.要使船以最近时间漉河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直

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C.船在河水中航行的就迹是一条直线

D.船以最短时间渡河，船在河水中的最大速度是5m/s

15.（2023•全国•模拟预测）如图所示，甲、乙两同学从河中0点出发,

分别沿直线游到4点和8点后，立即沿原路线返回到0点，OA.08分别与

水流方向平行和垂直，且=若水流速率"不变，两人在静水中游泳

速率均为v,则下列判断正确的是（）

////////〃〃〃〃///////////

•B

777777777777777777777777777

A.甲从0到4和从彳到0经历的时间相同

B.乙从0到8和从8到0经历的时间相同

C.p可能大于“也可能小于"

D.p保持不变的情况下，"越小，乙往返经历的时间越小

16.（2023秋•湖北十堰•高三统考）如图所示，倾角为。的斜劈劈尖顶着

竖直墙壁静止于水平地面上，现将一小球从图示位置由静止释放，不计一

切摩擦，在小球从释放到落至地面的过程中，当斜劈的速度大小为％时,

则下列对应小球下落的速度大小不正确的是（）

A.%sinOB.%cos®C.%tan。D.v0cot0

真题实战演练

17.（2023•江苏•统考高考真题）达•芬奇的手稿中描述了这样一个实验:

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一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，沿途连续漏出沙子。若不

计空气阻力，则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是（）

18.（2021•辽宁•统考高考真题）1935年5月，红军为突破“围剿”决

定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船

坚决强突。若河面宽300m,水流速度3m/s,木船相对静水速度1m/s,则

突击队渡河所需的最短时间为（）

A.75sB.95s

C.100sD.300s

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第16讲曲线运动运动的合成与分解

（模拟精练+真题演练）

・最新模拟精练

1.（2023•湖北武汉,华中师大一附中校考三模）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%|、-乙,将工件（视为质点）轻放到传带甲上，

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4在传送带乙上留下的痕迹，下图中可能正确的是（）

【答案】D

【详解】正常工作时都匀速运动，速度大小分别为飞、电，所以，物块滑

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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ABC错误。故选D。

2.（2023•江苏盐城•统考三模）如图所示，小球从水平向右的横风区正

上方自由下落的闪光照片。除横风区外，其他位置的空气作用力可忽略不

A.在横风区水平方向做匀速运动

B.在横风区加速度方向竖直向下

C.从横风区飞出后做匀变速直线运动

D.从横风区飞出后做匀变速曲线运动

【答案】D

【详解】A.小球进入横风区时，在水平方向上受水平向右的风力，根据牛

顿第二定律可知水平方向有加速度，所以在横风区水平方向做加速运动，

故A错误；

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B.小球进入横风区时，受重力和水平向右的风力，利用力的合成可知合力

斜向右下方，根据牛顿第二定律可知加速度方向斜向右下方，故B缙误；

CD.小球从横风区飞出后，只受重力的作用，做匀变速曲线运动，改C错

误，D正确。故选D。

3.（2023•湖南•模拟预测）阴历正月十五放花灯，称为灯节，或称“元

宵节”。这一天，人们有观灯和吃元宵的习惯。人们将制作好的花灯，点

上蜡烛，放入河中漂流，供大家欣赏。若河水各点流速与该点到较近河岸

边的距离成正比，现籽花灯以一定速度垂直河岸推出去，假设花灯垂直河

岸的速度不变，则花灯到达对岸的运动路径正确的是（）

【答案】B

【详解】设垂直河岸的速度为心河宽为2a花灯与河岸的距离为x（x«

a）,则花灯沿水流方向的速度为

丫水=丘垂直于水流方向有X二即则有。=?=以==-0可知，加速度为一恒定

ZAf

值，且推出花灯处的加速度方向沿水流方向，靠近对岸位置加速度方向与

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水流方向相反，故花灯在从岸边到河中间的轨迹为类平抛运劫，从河中间

到对岸的轨迹与该轨迹对称，根据加速度方向与合力方向相同，合力方向

指向轨迹内侧可知第二个图像符合要求。故选B。

4.（2023•海南•统考二模）一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河

宽150m,流速为5mzs的河流中渡河，则下列说正确的是（）

A.小船渡河时间不少于60s

B.小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为150m

C.小船以最短位移渡河时,位移大小为250nl

D.小船以最短位移渡河时，时间为60s

【答案】C

【详解】A.当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短。=9=¥S=50S

故A错误；

B.船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移x=/mm=5x5（）m=250m即它沿水流

方向的位移大小为250m,故B错误；

C.因为水流速度大于船的静水速度，所以船不能垂直渡河，如图所示

当合速度与静水速度的方向垂直时，合速度与水流速度的夹角最大，渡河

位移最小，则sine=^=]

煤3

则渡河的最小位移a痛d"_丁150由"__2_5_所故©正确；

5

D.若船以最短位移渡河时，时间为，=：=溪/s=62.5s故D错误。故选C。

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5.（2022•山东泰安•统考梭拟预测）如图，某河流中水流速度大小恒为

忆4处的下游C处有个漩涡，漩涡与河岸相切于8点，漩涡的半径为广,

彳故全。为使小船从彳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（）

厂方、、漩涡

v.、J1

-=^=±__-

AB

324八八5

AA.-V|BD.玉匕C.ViD.

J4J口

【答案】B

r

【详解】根据题意得⑶的=三解得6=37。小船航行时在静水中速度的最小值

3

74

为匕=qsin2。解匕二石匕

故选B。

A%B

6.（2022•福建福州•统考模拟预测）洪水无情人有情，每一次重大抢险

救灾，都有子弟兵的身影。如图所示，水速为匕消防武警驾驶冲锋舟若

采取冲锋舟最小速度和船头正对河岸两种行驶方案，沿与平直河岸成30°

角的线路把被困群众从力处送到对岸安全地8处，则两种方案中冲锋舟最

小速度匕和船头正对河岸的冲锋舟速度上之比为（）

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平直河岸

=oB

A.1:2B.1：V3C.2:白D.g:2

【答案】D

【详解】设冲锋舟以最小速度匕和船头正对河岸速度心分别从力到其冲

锋舟最小速度匕垂直于然连线

V!=vsin3()冲锋舟速度女垂直于水平河岸片=>tan30可知力=cos3()o=更故选项

v22

D正确。

7.(2023•山东•模拟预测)如图，汽车从静止开始通过缆绳将质量为历

的货物从彳处沿光滑斜面拉到8处，此过程中货物上升高度为力，到8处

时定滑轮右侧缆绳与水平方向间的夹角为0,左侧缆绳与斜面间的夹角为

28,汽车的速度大小为匕此时货物的速度大小为()

A1n1小

A.-----------VB.(----sine)y

cose-tanOsin。(an6>

C.2coseD.2sin/9v

【答案】A

【详解】汽车和货物运动过程中，速度关联，如图所示

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把绳子左端点的实际速度分解为沿绳和垂直于绳的两个方向，有匕”』

cos29

把绳子右端点的实际速度分解为沿绳和垂直于绳两个方向，有片联立

cost）

可得，'货=—cosc。-JtanOsinO故选A。

8.（2023•云南•昆明高三模拟预测）跑马射箭是民族马术中的一个比赛

项目，如图甲所示，运动员需骑马在直线跑道上奔跑，弯弓射箭，射击侧

方的固定靶标，该过程可简化为如图乙（俯视图）所示的物理模型：假设

运动员骑马以大小为匕的速度沿直线跑道匀速奔驰，箭被射出前箭头沿直

线运动，其轨迹所在直线与靶心的水平距离为"。为保证箭能命中靶心且

在空中运动的时间最短，运动员应在合适的位置将箭水平射出，若箭射出

瞬间相对弓的速度大小为%,不计空气阻力。下列说法正确的是（）

固定靶标

甲乙

A.箭射中靶心的最短时间为g

B.箭射中靶心的最短时间为旧Jr

C.箭射出瞬间箭头到靶心的水平距离为d

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D.箭射出瞬间箭头到靶心的水平距离为

%

【答案】D

【详解】AB.为保证舒能命中靶心且在空中运动的时间最短，应垂直匕的

方向把箭射出，射出的箭同时参与了两个分运动，分别为沿直线跑道方向

的分运动，速度为垂直直线跑道方向的分运动，速度为匕，则箭射中靶

心的最短时间为%=£,AB错误；

CD.箭射出瞬间箭头到靶心沿直线跑道的水平距离为王=卬=匕?由几何关系

可知，箭射出瞬间箭头到靶心的水平距离为"好方=岖运，D正确，C

V2

错误。故选D。

9.（2023春•云南昆明•高三云南师大附中校考）如图所示，一矩皆白纸

MNRS平铺在水平桌面上，一钢笔的笔尖压在白纸上的户点，现使白纸从静

止开始沿与MN边平行的方向以加速度日在桌面上向右做匀加速直线运动，

白纸开始运动的同时用外力控制笔尖开始运动，最终笔尖在白纸上留下如

图中PQ所示的与M/V垂直的划痕.以地面为参考系，考虑笔尖的运动，下列

说法正确的是（）

A.笔尖的加速度不可能小于a

B.笔尖的运动轨迹一定是曲线

C.笔尖的速度可能沿图中箭头1所示方向

D.笔尖离开白纸瞬间其速度一定与AS边垂克

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【答案】A

【详解】A.因划痕与历N垂直，可知在平行于MN的方向上，笔尖与纸运动

情况完全相同，有相同的力口速度凡在垂直于MN的方向上，笔尖可能有力口

速度，也可能没有加速度，因此笔尖的加速度不可能小于玩故A正确；

B.因垂直"N的方向上笔尖的运动情况不确定，因此笔尖的运动可能是直

线，也可能是曲线，故B错误；

CD.平行MN方向，笔尖与纸始终有相同的运动速度，因此笔尖的速度不可

能沿箭头1所示方向，离开白纸时，笔尖的对地速度也不一定与做边垂直，

故CD错误。

10.（2022秋•陕西•高三校联考）某可调式升降台构造如图所示，升降

台的下面是一个弧形滑道，通过向右或向左旋转螺母即可实现升降台的上

升或下降。当过螺母顶端的半径与水平方向的夹角为夕时，升降台下降的

速度大小为匕，则此刻螺母向左运动的速度大小匕为（）

峰

A.sin9B.匕cos。C.qtanJD.

tan。

【答案】c

【详解】设经过极短时间则螺母顶端右端点向左位移为匕加，升降台下

降的位移为4加，由题中角度关系可得12皿=詈=£得%=不@11。故选Co

第19页共26页

v,AZ力\

11.（2023•辽宁•校我考模拟预测）在一次施工中，塔吊将重物从0点吊

起，从起吊开始计时，以0为原点，设水平为x方向、竖直为y方向，重

A.在水平方向做匀变速直线运动

B.运动轨迹为抛物线

C.0〜8s内的位移大小为40m

D.在相等时间内的速度变化量不相等

【答案】B

【详解】A.由图甲可知重物在水平方向做匀速直线运动，故A不符合题意；

B.重物在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，所以

重物的运动轨迹为抛物线，故B符合题意；

C.o~8s内水平方向位移为24m,竖直方向位移为〃=gx8x4m=16m位移大小

为x=J24"62m=8屈m

故C不符合题意；

D.重物加速度为"=丝=：01乂=O.5m/s2重物在相等时间内的速度变化量相等，

△t8

故D不符合题意。

第20页共26页

故选Bo

12.（2023春•重庆•高三重庆巴蜀中学校考）质量为3kg的质点在直角坐

标系xQx内做曲线运动，在x轴方向的加速度-时间图像和y轴方向的速度-

时间图像分别如图甲、乙所示，已知质点在x轴方向的初速度为零，则下

列说法正确的是（）

A.质点的运动可能是句变速曲线运动B.质点所受的合力大小为9N

C.2s末质点的速度大小为5nVsD.0~2s内质点的位移大小为8m

【答案】C

【详解】A.质点在v方向做匀速运动，在x方向做加速度增加的变加速运

动，可知合运动不可能是匀变速曲线运动，选项A错误；

B.质点在x方向做加速度增加的变加速运动，根据后侬可知，质点所受

的合力随时间逐渐变大，选项B错误；

C.2s末质点在X方向的速度匕=gx2x3m/s=3m/s；izy=4m/s可知质点的速度大

小为口=（优+V；=5m/s

选项C正确；

D.o~2s内质点在y方向的位移为8m,则质点的合位移大小大于8m,选项

D错误。故选C。

13.（2023•河南安阳•安阳一中校考模拟预测）两个相同的正方形铁丝框

按图所示放置，它们沿对角线方向分别以速度卜和2卜向两边运动，则两线

第21页共26页

框的交点"的运动速度大小为（）

【答案】B

【详解】若右框不动，左框以速度P向左运动，则交点"沿框边滑行■的速

度为匕=vcos45°=v

2

若左框不动，右框以速度2l/向右运动，则交点的沿框边滑行的速度为

v2=2vcos45°=V2v当左右两框同时运动时，相当于交点同时参加上述两种运

因此其速度为为=旧+名=出必+25=故选B。

14.（2023•湖北黄冈•黄冈中学校考二模）船在静水中速度与时间的关系

如图甲所示，河水流速与某河岸边的距离的变化关系如图乙所示，则（）

A.船渡河的最短时间50s

B.要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直

C.船在河水中航行的轨迹是一条直线

第22页共26页

D.船以最短时间渡河，船在河水中的最大速度是5m/s

【答案】BD

【详解】AB.当船在静水中速度与河岸垂直时，渡河时间是最短，最短时

间为，=m=gs=i（x）s故A错误，B正确；

C.船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动,

两运动的合运动是曲线，故C错误；

D.船以最短时间渡河，即船在静水中速度与河岸垂直，船在河水中的最大

速度是％=732+42m/s=5ni/s

故D正确。故选BD。

15.（2023•全国•模拟预测）如图所示，甲、乙两同学从河中0点出发，

分别沿直线游到4点和8点后，立即沿原路线返回到0点，OA、08分别与

水流方向平行和垂直，且以=。8。若水流速率"不变，两人在静水中游泳

速率均为%则下列判断正确的是（）

////〃////////////〃/，/〃//

水流力向°:“

•B

777777777777777777777777777

A.甲从0到彳和从4到0经历的时间相同

B.乙从0到8和从8到0经历的时间相同

C.卜可能大于"也可能小于u

D.p保持不变的情况下，"越小，乙往返经历的时间越小

【答案】BD

【详解】A.根据运动的合成，甲从。到力经历时间为6=瓜甲从4到0

v+u

经历时间为V-则M甲从0到4经历时间小于甲从4到0经历时间，A错

第23页共26页

伏；

B.由于乙