专题12 曲线运动 运动的合成与分解 -【好题汇编】备战2025年高中学业水平合格考物理真题分类汇编(全国通用)
2024-11-19
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专题12 曲线运动 运动的合成与分解
考点01:曲线运动的条件与特征
1.(2023高一下·湖北十堰·学业考试)2022年11月11日,第十四届中国航展迎来首个公众开放日,当日恰逢人民空军成立73周年纪念日,空军八一飞行表演队用精彩的空中盛宴为人民空军庆生。下图是某参演飞机在空中沿曲线MN向上爬升,速度逐渐减小,图中画出该参演飞机在P点受到合力的四种方向,其中可能的是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(2022高二上·云南·学业考试)曲线运动是常见的运动形式。图甲中投出的篮球在空中做曲线运动,图乙是中国(珠海)航展中飞机飞行表演的精彩镜头。关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.做曲线运动的物体,其速度方向一定变化 B.做曲线运动的物体,其速度大小一定变化
C.物体受恒力作用,不可能做曲线运动 D.物体受变力作用,一定做曲线运动
3.(2022高二·江苏连云港·学业考试)某球员利用任意球破门,如图所示为足球的轨迹示意图。以下足球飞行经过P点时所受的合外力方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2023高二上·黑龙江·学业考试)如图所示,小钢球在水平面上沿直线①匀速运动。若采用条形磁铁吸引的方式,使小钢球沿曲线运动,则条形磁铁应该放在( )
A.Ⅰ区域 B.Ⅱ区域 C.Ⅲ区域 D.任意位置均可
5.(2022高二下·河北·学业考试)我国新一代载人飞船返回舱返回地球过程中,部分运动轨迹如图中实线所示,M、N、P、Q是轨迹上的四个点。返回舱经过这四个点的速度分别为、、、,其中所标速度方向可能正确的是( )
A. B. C. D.
6.(2023高二上·江苏徐州·学业考试)钱学森弹道,即“助推—滑翔”弹道,是中国著名科学家钱学森于20世纪40年代提出的一种新型导弹弹道的设想.如图是导弹的飞行轨迹,导弹的速度v与所受合外力F的关系可能正确的是
A.图中A点 B.图中B点 C.图中C点 D.图中D点
7.(2024高二上·江苏扬州·学业考试)如图所示,是从高空拍摄的一张地形照片,河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。图中A、B、C和D处河水的速度方向跟P处流水的速度方向几乎相同的是( )
A.A和B B.B和C C.B和D D.C和D
8.(2022高二下·贵州·学业考试)一片树叶在空中随风飘落的运动轨迹如图所示,图中标出树叶在a、b、c、d四个位置的速度方向,正确的是( )
A.a B.b C.c D.d
9.(2024高二下·江苏·学业考试)物体在几个外力的作用下做匀速直线运动,如果增大其中的一个力,它不可能做( )
A.匀速直线运动 B.直线运动 C.匀减速直线运动 D.曲线运动
10.(2023高二上·浙江·学业考试)如图所示,无人机可以实现空中航拍,也可以快速运送货物,关于无人机在空中飞行过程中下列说法正确的是( )
A.无人机悬停时只受到重力作用
B.无人机向下运动时处于失重状态
C.无人机向上运动时处于超重状态
D.沿曲线轨迹运动时的合外力一定不为零
11.(2023高二下·广东·学业考试)初速度为v0的质点分别在下列不同方向的合外力F作用下,能做直线运动的是( )
A. B.
C. D.
12.(2024高二上·四川·学业考试)如图所示,虚线是一质点从 A 到C运动的轨迹,该质点通过 B点时速度的方向是( )
A.① B.② C.③ D.④
13.(2024高二下·湖南娄底·学业考试)关于曲线运动的性质,以下说法正确的是( )
A.曲线运动可能是匀变速运动
B.曲线运动的加速度方向和速度方向可能在同一条直线上
C.曲线运动的加速度一定大小不变,方向时刻改变
D.匀变速曲线运动的速度和加速度都恒定不变
14.(2022高二·甘肃天水·学业考试)关于曲线运动的速度,下列说法正确的是( )
A.速度的大小与方向都在时刻变化
B.速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化
C.速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化
D.质点在某一点的速度方向就是轨迹上该点的方向
15.(2023高二下·河北·学业考试)2022年2月 5日,中国短道速滑队获得北京冬奥会中国首金。若其中一名运动员在弯道滑行过程中可视为质点,下列说法正确的是( )
A.运动员的速度始终保持不变
B.运动员的加速度始终保持不变
C.运动员所受合力方向始终与速度方向一致
D.运动员在某点的速度方向,沿其轨迹在该点的切线方向
16.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)如图所示,虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹。关于运动员头部的速度,下列说法正确的是( )
A.a点速度方向水平向右 B.a点速度方向水平向左
C.先后经过b点的速度方向相同 D.先后经过b点的速度方向相反
17.(2022高二上·云南·学业考试)曲线运动是一种常见的运动形式,如图所示是中国(珠海)航展中飞行表演的精彩镜头。关于做曲线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.其速度大小一定时刻改变 B.其速度方向时刻改变
C.其所受合力的方向与速度的方向相同 D.其所受合力的方向与速度的方向相反
18.(2022高二上·江苏徐州·学业考试)如图所示,光滑轨道ABC放在水平桌面上。钢球从轨道C端滚出后,在桌面上的运动轨迹可能是图中的( )
A.① B.② C.③ D.④
19.(2022高二·四川·学业考试)如图,古典舞蹈演员舞动长长的水袖,水袖上某饰物P在做曲线运动。那么饰物P( )
A.速度方向一定变化 B.速度大小一定变化
C.所受合力为零 D.所受合力方向与运动方向在同一直线上
20.(2022高二·江苏盐城·学业考试)如图所示,在水平桌面上摆一条由三段稍短的弧形轨道组合而成的弯道,钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入,从A端沿方向离开轨道;撤掉AB段轨道后,重做实验,钢球从B端沿方向离开轨道。撤掉AB段轨道前,钢球经过B处时速度方向沿( )
A.方向 B.方向
C.和间任意方向 D.和角平分线方向
21.(2022高二上·浙江杭州·学业考试)如图所示,斜槽放在水平桌面上,桌面上没放磁铁时,从斜槽顶端释放的铁质小球沿虚线运动,现在小球运动的右前方桌面上放一磁铁,铁质小球再次从斜槽顶点释放时,小球在水平桌面上的运动并从桌面飞出,下列关于小球在桌面上运动的说法正确的是( )
A.加速度一直变小 B.轨迹为曲线
C.速度先变大再变小 D.磁铁与小球间的作用力为斥力
22.(2022高二下·福建·学业考试)一小球在水平面内做曲线运动,从A点运动到B点,某运动轨迹如图中虚线AOB,小球在O点时的速度方向是( )
A.方向 B.方向 C.方向 D.方向
23.(2023高二下·陕西渭南·学业考试)3月18日,2022赛季世界一级方程式锦标赛(F1)揭幕战巴林站拉开帷幕,中国车手周冠宇迎来自己在F1赛场的首秀。如图所示为周冠宇弯道超车的情景,则下列关于周冠宇赛车的说法正确的是( )
A.一定做匀变速运动
B.速度方向与加速度方向在同一直线上
C.速度方向与加速度方向不在同一直线上
D.加速度保持不变
24.(2024高二下·广东·学业考试)珠海航展是世界上最具国际影响力的航展之一。图为航展中一架战机表演时,在竖直面内的飞行轨迹。设战机在曲线ab段飞行速率不变,战机从a飞到b的过程中( )
A.所受合外力大小为零 B.所受合外力方向竖直向上
C.竖直方向的分速度逐渐增大 D.水平方向的分速度不变
25.(2022高二·湖南·学业考试)在第23届冬奥会闭幕式上“北京八分钟”的表演中,轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹(如图所示)。在此过程中轮滑演员的运动状态 (选填“不变”或“改变”)。在某点的速度方向与轨迹上该点的切线方向 (选填“一致”或“垂直”)。
考点02:运动的合成与分解
26.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)“C919”是中国自行研制、具有自主知识产权的喷气式客机。某次起飞时速度为v,方向与水平方向成角,如图所示。则此时它竖直上升的速度大小为( )
A. B. C. D.
27.(2022高二上·江苏徐州·学业考试)如图,商场内某顾客站在自动扶梯上随扶梯一起上行,扶梯与水平面夹角为,速度为,将速度沿水平和竖直方向分解,则顾客在竖直方向的分速度为( )
A. B. C. D.
28.(2023高二下·江苏·学业考试)在长征二号F遥十三运载火箭托举神舟十三号载人飞船升空的过程中,地面上的观测者观测到火箭某时刻速度大小为v,方向与水平地面成θ角,如图所示,则火箭水平方向的分速度为( )
A.vsinθ B.vcosθ
C. D.
29.(2021高二上·江苏盐城·学业考试)炮筒与水平方向成θ角,炮弹从炮口射出时的速度大小是v,这个速度在竖直方向的分速度是( )
A.vcosθ B.vsinθ C.vtanθ D.v
30.(2023高二上·江苏徐州·学业考试)如图所示,在蜡块沿玻璃管匀速上升的同时,将玻璃管水平向右做匀速直线运动,以蜡块开始运动的位置为原点O,以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的方向,关于红蜡块相对于地面的运动轨迹可能正确的是( )
A. B.
C. D.
31.(2023高二·山西·学业考试)教室中有可以沿水平方向左右移动的黑板,如图所示,某教师用粉笔在其中一块可移动的黑板上画直线。若粉笔相对于地面从静止开始向下匀加速直线滑动,同时黑板以某一速度水平向左匀速滑动,则粉笔在黑板上所画轨迹,可能为下图中的( )
A. B.
C. D.
32.(2023高二上·江苏泰州·学业考试)近年来,中国军力发展很快,即直19和直20等直升机以及歼20等战斗机入列,大大提高中国空军的综合作战能力。如图为直20直升飞机吊装全地形车的情景,飞机水平飞行的同时把全地形车往上提升,在此过程中绳始终保持竖直,不计全地形车受到的空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.全地形车的轨迹一定是一条曲线
B.全地形车的轨迹一定是一条倾斜直线
C.飞机一定做匀速直线运动
D.绳对全地形车的拉力大小始终大于全地形车的重力
33.(2022高二上·甘肃·学业考试)一架飞机在跑道上加速,准备起飞,飞机刚离开地面时的速度为80m/s,飞离地面后上升的过程中水平速度保持不变,竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动,离地10s后,飞机在竖直方向上升的高度为300m。则此过程中( )
A.飞机的加速度为3m/s2 B.飞机的末速度为140m/s
C.飞机在水平方向上的位移为800m D.飞机的位移为1100m
34.(2022高二·江苏盐城·学业考试)如图所示,斜坡式自动扶梯与水平面的夹角为,运行的速度为v。小华在自动扶梯上站立不动时,竖直方向的分速度为( )
A. B. C. D.
35.(2022高二·广东·学业考试)如图所示,跳伞运动员以4m/s的速度沿竖直方向匀速下降,下降一段距离后刮起了水平方向的风,最终运动员以5m/s的速度匀速运动,则此时风速大小是( )
A.5m/s B.3m/s C.9m/s D.
36.(2022高二上·广东·学业考试)下雨时,某外卖员在平直的道路上以4m/s的速度骑行,已知雨滴以3m的速度竖直下落,则该外卖员感觉到雨滴的速度的大小和方向分别是( )
A.3m/s;竖直向下 B.3m/s;斜向下 C.5m/s;竖直向下 D.5m/s;斜向下
37.(2023高二·湖南·学业考试)质量为1kg的质点在平面内做曲线运动,质点在x方向的速度−时间图像和y方向的位移−时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.质点的初速度大小为3m/s
B.质点做匀变速曲线运动
C.2s末质点速度大小为10m/s
D.2s内质点的水平位移大小为8m
38.(2022高二下·河北·学业考试)升降机沿竖直方向匀速下降的同时,一工人在升降机水平平台上向右匀速运动,以出发点为坐标原点O建立平面直角坐标系,水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,工人可视为质点,则该过程中站在地面上的人看到工人的运动轨迹可能是( )
A. B.
C. D.
39.(多选)(2019高二下·河北·学业考试)如图所示,将一白纸固定在水平木板上,白纸上再固定一刻度尺。直角三角板一直角边紧贴在刻度尺上方,若使三角板沿刻度尺向右匀速运动的同时,一支铅笔沿三角板另一直角边向上做匀速直线运动,笔尖在白纸上留下了痕迹。下列说法正确的是( )
A.笔尖在白纸上留下的痕迹是一条倾斜直线
B.笔尖在白纸上留下的痕迹是一条抛物线
C.在运动过程中,笔尖的速度方向始终保持不变
D.在运动过程中,笔尖的速度方向不断变化
40.(多选)(2020高二上·河北·学业考试)一物体在光滑的水平桌面上运动,其在相互垂直的x、y方向上的分速度随时间变化图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.物体做直线运动
B.物体做曲线运动
C.物体的初速度大小为8m/s
D.物体的初速度大小为4m/s
41.(多选)(2024高一上·重庆北碚·学业考试)质量为物块在水平面上运动,在直角坐标系中,其分速度和以随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.物体受到的合力为
B.时物体的速率为
C.该物体做匀变速曲线运动
D.0到该物体的位移为
考点03:关联速度问题
42.(2021高一下·湖南湘潭·学业考试)如图所示,在河岸上利用定滑轮拉绳索使小船靠岸,拉绳速度大小为,当船头的绳索与水平面夹角为时,船的速度为( )
A. B. C. D.
43.(2023高二上·广东揭阳·学业考试)某小车通过定滑轮拉动木块的情景如图所示。当θ=60°时,小车的速度为,木块的速度为,则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
44.(2021高二上·山东·学业考试)如图所示,汽车牵引跨过定滑轮的轻绳吊起物体,汽车的速度大小保持不变,某时刻绳与水平方向的夹角为60°,此时物体上升的速度大小为( )
A. B. C. D.
45.(2020高二下·内蒙古·学业考试)如图所示,一条小船由岸上的人通过光滑定滑轮用绳牵引,小船以速度做匀速运动,当绳与水平面的夹角为时,人拉绳的速度大小为( )
A. B. C. D.
46.(多选)(2024高三·河北·学业考试)如图为墨家创制的斜面引重车,在这辆前低后高的板车后端装一个滑轮,绕过滑轮的细绳索一端系在后轮轴上,另一端系在低处的重物上,当车前进时,绳索在后轮轴上缠绕,重物被牵引而沿车板上升。已知车板的倾角为,车子前进的速度为v,前轮、后轮、后轮轴边缘点的转动半径之比为4:12:1,,下列说法正确的是( )
A.前轮与后轮的角速度之比为1:3
B.重物的水平速度大小为
C.重物的竖直速度大小为
D.重物的实际速度大小为
考点04:小船渡河问题
47.(2023高二上·江苏扬州·学业考试)如图所示,实线为河岸,虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线,河水流速为v1,船头方向为船在静水中的速度方向,船在静水中的速度大小为v2。则( )
A.v1>v2 B.v1<v2 C.v1=v2 D.无法确定v1、v2的大小关系
48.(2023高二下·江苏·学业考试)已知河水流速小于小船在静水中的速度,如果用小箭头表示小船及船头的指向,能正确反映小船渡河位移最小的情景图是( )
A. B.
C. D.
49.(2023高二下·江苏·学业考试)小船保持船头始终垂直于对岸方向渡河。若船相对于水面的速率恒定,河水流速变化对其渡河产生的影响是( )
A.流速越小,渡河位移越大 B.流速越小,渡河位移越小
C.流速越大,渡河时间越短 D.流速越大,渡河时间越长
50.(2023高二下·江苏·学业考试)游泳作为一项有氧运动,长期坚持有利于身体健康,因此被越来越多的人所喜爱。假如某人在静水中的速度为v1,某时刻垂直于河岸向对岸游去,水流速度突然变大,则( )
A.渡河时间变长 B.渡河时间不变
C.渡河时间变短 D.渡河时间不确定
51.(2021高一下·广东·学业考试)如图所示,河水以的速度向东流动,河宽。小船船头朝正南方向,从岸边点以恒定的速度渡河,最终到达对岸点,、两点距离为,则小船在静水中的速度大小为( )
A. B. C. D.
52.(2020高二上·河北·学业考试)如图所示为两岸平行的一条河,河水匀速流动,速度为v,某人乘小船由岸边的O点渡河,航行过程中,船头始终正对河岸。下列说法正确的是( )
A.小船将到达O点正对岸的P点
B.小船将到达O点正对岸P点下游的某位置
C.若仅河水的流动速度增大,小船渡河时间将延长
D.若仅河水的流动速度增大,小船渡河时间将缩短
53.(2022高二·江苏扬州·学业考试)如图所示,河宽100m,汽艇船头指向始终垂直于河岸,从A点出发以5m/s的速度行驶。河水不流动时,可到达对岸B位置;河水流速是3m/s时,可到达对岸C位置,则BC距离为( )
A.100m B.80m C.60m D.37.5m
54.(2022高二·广东·学业考试)1949年4月,解放军“百万雄师过大江”。在某平直江段渡江时,战士所乘船只在静水中的速度为v1,江水流速为v2,若江水速度方向与江岸平行,下列说法正确的是( )
A.船渡江时间与v2有关 B.当v1=v2时,船能到达正对岸
C.当保持船头垂直江岸时,船渡江时间最短 D.当保持船头垂直江岸时,船渡江位移最小
55.(2023高二上·河北·学业考试)小船从河岸的a点渡河,航行中船头的指向始终垂直于河对岸,水流方向如图所示,直线ad与河对岸垂直。则小船到达河对岸的位置也许是( )
A.b点 B.c点 C.d点 D.e点
56.(2023高二下·河北·学业考试)河的两岸平行,假设河中水流速度恒为 3m /s。小船从岸边出发,以最短的时间到达对岸,用时90s。已知小船在静水中的航行速度为4m/s,下列说法正确的是( )
A.河宽为360m B.小船在河中运动的速度大小为7m/s
C.小船在出发点的正对岸处靠岸 D.小船在出发点的正对岸下游90m处靠岸
57.(2023高一下·湖北·学业考试)小船渡河过程中, 要想小船以最短的时间渡河, 则船头与河岸所成的角为( )
A.0° B.60° C.90° D.180°
58.(2023高二下·广东·学业考试)如图所示,一巡逻船需渡江到对岸执行任务。已知两岸平行,江水的流动速度v1恒定,船相对于静水的速度v2大小不变,且v2>v1。下列说法正确的是( )
A.船头斜向上游方向行驶,过江时间最短
B.船头斜向下游方向行驶,过江时间最短
C.船头垂直江岸方向行驶,过江时间最短
D.船头垂直江岸方向行驶,过江航程最短
59.(2022高二下·福建·学业考试)如图,小船船头垂直河岸从M点渡河,N点位于M点的正对岸,河水流速为,船在静水中的速度为,则小船将到达对岸( )
A.N点 B.N点下游某处
C.N点上游某处 D.任意位置都有可能
60.(2022高二·四川·学业考试)小船过河过程中,船头始终垂直对岸。已知小船的划行速度恒定,河水流速处处相同且恒定不变。在下图中以虚线表示小船过河的轨迹示意图,可能正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
61.(2023高三上·福建·学业考试)如图所示,河宽为d,汽艇在静水中航行速度大小为v1,水流速度大小为v2,若汽艇始终向着与河岸垂直的方向航行,则汽艇渡河的最短时间是( )
A. B.
C. D.
62.(2023高一下·宁夏中卫·学业考试)一条河流的两侧河岸近似平行,河宽50m,水面平展。河水由西向东的速度约为4m/s,一艘汽艇以5m/s的速度从河岸的一侧向另一侧匀速开行,方向由南向北。求:
(1)汽艇渡河的时间;
(2)汽艇过河后被河水向下冲的距离
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专题12 曲线运动 运动的合成与分解
考点01:曲线运动的条件与特征
1.(2023高一下·湖北十堰·学业考试)2022年11月11日,第十四届中国航展迎来首个公众开放日,当日恰逢人民空军成立73周年纪念日,空军八一飞行表演队用精彩的空中盛宴为人民空军庆生。下图是某参演飞机在空中沿曲线MN向上爬升,速度逐渐减小,图中画出该参演飞机在P点受到合力的四种方向,其中可能的是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】参演飞机从M点运动到N点,做曲线运动,合力指向曲线的凹侧,参演飞机同时减速,所以沿切线方向有与P点速度反向的分力,则合力指向1正确。
故选A。
2.(2022高二上·云南·学业考试)曲线运动是常见的运动形式。图甲中投出的篮球在空中做曲线运动,图乙是中国(珠海)航展中飞机飞行表演的精彩镜头。关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.做曲线运动的物体,其速度方向一定变化 B.做曲线运动的物体,其速度大小一定变化
C.物体受恒力作用,不可能做曲线运动 D.物体受变力作用,一定做曲线运动
【答案】A
【详解】AB. 曲线运动的物体速度方向沿轨迹切线方向,所以速度方向时刻在变,但是大小不一定变化,如匀速圆周运动,故A正确,B错误;
C.物体做曲线运动的条件是合外力与速度方向不共线,故恒力作用下也可以做曲线运动,如匀变速曲线运动,故C错误;
D.物体受变力作用,如果这个力只是大小发生变化而方向与运动方向共线,则物体一定做直线运动,故D错误。
故选A。
3.(2022高二·江苏连云港·学业考试)某球员利用任意球破门,如图所示为足球的轨迹示意图。以下足球飞行经过P点时所受的合外力方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】当物体所受的合外力与运动方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动,并且轨迹向合外力方向弯曲。
故选D。
4.(2023高二上·黑龙江·学业考试)如图所示,小钢球在水平面上沿直线①匀速运动。若采用条形磁铁吸引的方式,使小钢球沿曲线运动,则条形磁铁应该放在( )
A.Ⅰ区域 B.Ⅱ区域 C.Ⅲ区域 D.任意位置均可
【答案】C
【详解】小球沿曲线②运动,合力方向是指向弧的内侧方向,条形磁铁对铁球是吸引力,所以条形磁铁所在位置是Ⅲ区域。
故选C。
5.(2022高二下·河北·学业考试)我国新一代载人飞船返回舱返回地球过程中,部分运动轨迹如图中实线所示,M、N、P、Q是轨迹上的四个点。返回舱经过这四个点的速度分别为、、、,其中所标速度方向可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向,可知标速度方向可能正确的是。
故选D。
6.(2023高二上·江苏徐州·学业考试)钱学森弹道,即“助推—滑翔”弹道,是中国著名科学家钱学森于20世纪40年代提出的一种新型导弹弹道的设想.如图是导弹的飞行轨迹,导弹的速度v与所受合外力F的关系可能正确的是
A.图中A点 B.图中B点 C.图中C点 D.图中D点
【答案】D
【详解】做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向,所受的合外力指向轨迹的凹侧,由图可知导弹运行轨道D点的速度v和所受合外力F关系正确。
故选D。
7.(2024高二上·江苏扬州·学业考试)如图所示,是从高空拍摄的一张地形照片,河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。图中A、B、C和D处河水的速度方向跟P处流水的速度方向几乎相同的是( )
A.A和B B.B和C C.B和D D.C和D
【答案】B
【详解】根据曲线运动的特点可知,曲线运动速度方向为曲线上该点的切线方向,画出各点的速度方向,如图所示
由图可知,跟P处流水的速度方向几乎相同的是B处和C处。
故选B。
8.(2022高二下·贵州·学业考试)一片树叶在空中随风飘落的运动轨迹如图所示,图中标出树叶在a、b、c、d四个位置的速度方向,正确的是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】D
【详解】做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向,则树叶在a、b、c、d四个位置的速度方向d正确,a、b、c错误。
故选D。
9.(2024高二下·江苏·学业考试)物体在几个外力的作用下做匀速直线运动,如果增大其中的一个力,它不可能做( )
A.匀速直线运动 B.直线运动 C.匀减速直线运动 D.曲线运动
【答案】A
【详解】A.物体在几个外力的作用下做匀速直线运动,如果增大其中的一个力,则合外力不为零,不可能做匀速直线运动。故A符合题意。
B.若增大的力与原速度方向在一条直线上,则物体的合力与速度方向在一条直线上,则物体做直线运动。故B不符合题意。
C.若增大的力与原速度方向相反,物体的合力恒定,而且与速度方向相反,则物体做匀减速直线运动。故C不符合题意。
D.若增大的力与原速度方向不在同一直线上,物体的合力与速度不在同一直线上,则物体做曲线运动。故D不符合题意。
故选A。
10.(2023高二上·浙江·学业考试)如图所示,无人机可以实现空中航拍,也可以快速运送货物,关于无人机在空中飞行过程中下列说法正确的是( )
A.无人机悬停时只受到重力作用
B.无人机向下运动时处于失重状态
C.无人机向上运动时处于超重状态
D.沿曲线轨迹运动时的合外力一定不为零
【答案】D
【详解】ABC.悬停时平衡状态,还有其他力与重力平衡,向上向下运动时由加速度来决定超重还是失重,所以无人机向下运动时不一定处于失重状态,无人机向上运动时不一定处于超重状态,故ABC错误;
D.根据曲线运动的条件可知,沿曲线轨迹运动时的合外力一定不为零,故D正确。
故选D。
11.(2023高二下·广东·学业考试)初速度为v0的质点分别在下列不同方向的合外力F作用下,能做直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据直线运动的条件可知,当合外力方向与速度方向在同一条直线上时,质点做直线运动,可知,给出的运动情景中,只有第三个选择项满足要求。
故选C。
12.(2024高二上·四川·学业考试)如图所示,虚线是一质点从 A 到C运动的轨迹,该质点通过 B点时速度的方向是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【详解】物体做曲线运动在某点的速度方向沿着该点的切线方向,则该质点通过 B点时速度的方向是④。
故选D。
13.(2024高二下·湖南娄底·学业考试)关于曲线运动的性质,以下说法正确的是( )
A.曲线运动可能是匀变速运动
B.曲线运动的加速度方向和速度方向可能在同一条直线上
C.曲线运动的加速度一定大小不变,方向时刻改变
D.匀变速曲线运动的速度和加速度都恒定不变
【答案】A
【详解】A.曲线运动可能是匀变速运动,例如平抛运动,选项A正确;
B.曲线运动的加速度方向和速度方向一定不在同一条直线上,选项B错误;
C.曲线运动的加速度不一定大小不变,方向时刻改变,例如平抛运动,选项C错误;
D.匀变速曲线运动的加速度恒定不变,速度不断变化,选项D错误。
故选A。
14.(2022高二·甘肃天水·学业考试)关于曲线运动的速度,下列说法正确的是( )
A.速度的大小与方向都在时刻变化
B.速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化
C.速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化
D.质点在某一点的速度方向就是轨迹上该点的方向
【答案】C
【详解】ABC.曲线运动的速度方向一定改变,但速度大小不一定变化,比如匀速圆周运动。故AB错误,C正确;
D.曲线的某点的切线方向即为质点在该点的速度方向,故D错误。
故选C。
15.(2023高二下·河北·学业考试)2022年2月 5日,中国短道速滑队获得北京冬奥会中国首金。若其中一名运动员在弯道滑行过程中可视为质点,下列说法正确的是( )
A.运动员的速度始终保持不变
B.运动员的加速度始终保持不变
C.运动员所受合力方向始终与速度方向一致
D.运动员在某点的速度方向,沿其轨迹在该点的切线方向
【答案】D
【详解】AB.运动员在弯道滑行时速度方向和加速度方向不断变化,则速度和加速度都不断变化,选项AB错误;
C.运动员做曲线运动,则所受合力方向与速度方向不一致,选项C错误;
D.运动员在某点的速度方向,沿其轨迹在该点的切线方向,选项D正确。
故选D。
16.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)如图所示,虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹。关于运动员头部的速度,下列说法正确的是( )
A.a点速度方向水平向右 B.a点速度方向水平向左
C.先后经过b点的速度方向相同 D.先后经过b点的速度方向相反
【答案】B
【详解】AB.曲线运动各点的速度方向为该点切线的方向,a点速度方向水平向左,故A错误、B正确;
CD.曲线运动各点的速度方向为该点切线的方向,先经过b点的速度方向为右下方,后经过b点的速度方向为左下方,故CD错误。
故选B。
17.(2022高二上·云南·学业考试)曲线运动是一种常见的运动形式,如图所示是中国(珠海)航展中飞行表演的精彩镜头。关于做曲线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.其速度大小一定时刻改变 B.其速度方向时刻改变
C.其所受合力的方向与速度的方向相同 D.其所受合力的方向与速度的方向相反
【答案】B
【详解】质点做曲线运动,其速度方向沿轨迹的切线方向,方向时刻在改变,大小不一定改变,且所受合力的方向与速度的方向不在一条直线上,故B正确,ACD错误。
故选B。
18.(2022高二上·江苏徐州·学业考试)如图所示,光滑轨道ABC放在水平桌面上。钢球从轨道C端滚出后,在桌面上的运动轨迹可能是图中的( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【详解】钢球从轨道C端滚出后做匀速直线运动,在桌面上的运动轨迹沿切线方向②。
故选B。
19.(2022高二·四川·学业考试)如图,古典舞蹈演员舞动长长的水袖,水袖上某饰物P在做曲线运动。那么饰物P( )
A.速度方向一定变化 B.速度大小一定变化
C.所受合力为零 D.所受合力方向与运动方向在同一直线上
【答案】A
【详解】A.做曲线运动的物体速度方向为轨迹的切线方向,轨迹是曲线,所以运动方向时刻改变,故A正确;
B.做曲线运动的物体速度大小不一定发生变化,若物体做匀速圆周运动,则线速度方向时刻改变,但是线速度大小保持不变,故B错误;
C.做曲线运动的物体处于非平衡状态,合外力不为0,故C错误;
D.做曲线运动的物体所受合力方向与运动方向不在同一直线上,故D错误。
故选A。
20.(2022高二·江苏盐城·学业考试)如图所示,在水平桌面上摆一条由三段稍短的弧形轨道组合而成的弯道,钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入,从A端沿方向离开轨道;撤掉AB段轨道后,重做实验,钢球从B端沿方向离开轨道。撤掉AB段轨道前,钢球经过B处时速度方向沿( )
A.方向 B.方向
C.和间任意方向 D.和角平分线方向
【答案】B
【详解】物体做曲线运动时,某一点的速度方向为该点的轨迹的切线方向,由题意可知钢球从B端离开的速度方向沿着管口的切线方向,所以钢球经过B处时速度方向沿方向。
故选B。
21.(2022高二上·浙江杭州·学业考试)如图所示,斜槽放在水平桌面上,桌面上没放磁铁时,从斜槽顶端释放的铁质小球沿虚线运动,现在小球运动的右前方桌面上放一磁铁,铁质小球再次从斜槽顶点释放时,小球在水平桌面上的运动并从桌面飞出,下列关于小球在桌面上运动的说法正确的是( )
A.加速度一直变小 B.轨迹为曲线
C.速度先变大再变小 D.磁铁与小球间的作用力为斥力
【答案】C
【详解】A.小球与磁铁的距离先减小后增大,可知小球的加速度先增大后减小,故A错误;
BD.磁铁与小球间的作用力为引力,根据曲线运动合外力指向轨迹的凹侧,可知小球轨迹为曲线a,故BD错误;
C.小球速度与磁铁对小球的引力的夹角先小于,后大于,可知磁铁与小球间的引力先做正功后做负功,故小球速度先变大再变小,故C正确。
故选C。
22.(2022高二下·福建·学业考试)一小球在水平面内做曲线运动,从A点运动到B点,某运动轨迹如图中虚线AOB,小球在O点时的速度方向是( )
A.方向 B.方向 C.方向 D.方向
【答案】B
【详解】物体做曲线运动,则物体在任意时刻速度的方向都是沿着该点的切线方向,由题意可知,轨迹O点的切线方向为v2的方向,即小球在O点的速度方向为v2的方向。
故选B。
23.(2023高二下·陕西渭南·学业考试)3月18日,2022赛季世界一级方程式锦标赛(F1)揭幕战巴林站拉开帷幕,中国车手周冠宇迎来自己在F1赛场的首秀。如图所示为周冠宇弯道超车的情景,则下列关于周冠宇赛车的说法正确的是( )
A.一定做匀变速运动
B.速度方向与加速度方向在同一直线上
C.速度方向与加速度方向不在同一直线上
D.加速度保持不变
【答案】C
【详解】AD.匀变速运动加速度不变,可知周冠宇赛车一定不做匀变速运动,故AD错误;
BC.周冠宇赛车做曲线运动,速度方向与合外力方向不在同一直线上,速度方向与加速度方向不在同一直线上,故B错误,C正确。
故选C。
24.(2024高二下·广东·学业考试)珠海航展是世界上最具国际影响力的航展之一。图为航展中一架战机表演时,在竖直面内的飞行轨迹。设战机在曲线ab段飞行速率不变,战机从a飞到b的过程中( )
A.所受合外力大小为零 B.所受合外力方向竖直向上
C.竖直方向的分速度逐渐增大 D.水平方向的分速度不变
【答案】C
【详解】AB.战机从a飞到b的过程中,战机的速度由水平方向变成竖直方向,即在竖直方向加速,在水平方向减速,因此战机有向上和向右的分力,合力朝右上方,故AB错误;
CD.竖直方向的分力让战机在竖直方向加速,水平向右的分力让战机在水平方向减速,故C正确,D错误。
故选C。
25.(2022高二·湖南·学业考试)在第23届冬奥会闭幕式上“北京八分钟”的表演中,轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹(如图所示)。在此过程中轮滑演员的运动状态 (选填“不变”或“改变”)。在某点的速度方向与轨迹上该点的切线方向 (选填“一致”或“垂直”)。
【答案】 改变 一致
【详解】[1]做曲线运动的物体速度方向沿运动轨迹的切线方向,轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹,速度方向不断改变,在此过程中轮滑演员的运动状态改变。
[2]在某点的速度方向与轨迹上该点的切线方向一致。
考点02:运动的合成与分解
26.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)“C919”是中国自行研制、具有自主知识产权的喷气式客机。某次起飞时速度为v,方向与水平方向成角,如图所示。则此时它竖直上升的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】将飞机速度进行如下拆分
由图可得,竖直上升的速度大小为
故选A。
27.(2022高二上·江苏徐州·学业考试)如图,商场内某顾客站在自动扶梯上随扶梯一起上行,扶梯与水平面夹角为,速度为,将速度沿水平和竖直方向分解,则顾客在竖直方向的分速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据几何关系可知
解得
故选B。
28.(2023高二下·江苏·学业考试)在长征二号F遥十三运载火箭托举神舟十三号载人飞船升空的过程中,地面上的观测者观测到火箭某时刻速度大小为v,方向与水平地面成θ角,如图所示,则火箭水平方向的分速度为( )
A.vsinθ B.vcosθ
C. D.
【答案】B
【详解】把火箭的速度分解在竖直方向及水平方向上,可得火箭在水平方向的分速度为
vx=vcosθ
故选B。
29.(2021高二上·江苏盐城·学业考试)炮筒与水平方向成θ角,炮弹从炮口射出时的速度大小是v,这个速度在竖直方向的分速度是( )
A.vcosθ B.vsinθ C.vtanθ D.v
【答案】B
【详解】画出速度分解图,如图所示
根据三角函数定义
解得
故选B。
30.(2023高二上·江苏徐州·学业考试)如图所示,在蜡块沿玻璃管匀速上升的同时,将玻璃管水平向右做匀速直线运动,以蜡块开始运动的位置为原点O,以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的方向,关于红蜡块相对于地面的运动轨迹可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】红蜡块在y轴正方向做匀速直线运动,在x轴正方向做匀速直线运动,合成后斜上右上方做匀速直线运动。
故选A。
31.(2023高二·山西·学业考试)教室中有可以沿水平方向左右移动的黑板,如图所示,某教师用粉笔在其中一块可移动的黑板上画直线。若粉笔相对于地面从静止开始向下匀加速直线滑动,同时黑板以某一速度水平向左匀速滑动,则粉笔在黑板上所画轨迹,可能为下图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】在竖直方向,粉笔相对于地面从静止开始向下匀加速直线滑动,即粉笔相对于黑板从静止开始向下匀加速直线滑动,黑板以某一速度水平向左匀速滑动,则在水平方向,粉笔相对于黑板以某一速度水平向右匀速滑动,可知,粉笔相对于黑板做初速度水平向右的曲线运动,加速度方向竖直向下,粉笔在黑板上所画轨迹只有第二个选项符合要求。
故选B。
32.(2023高二上·江苏泰州·学业考试)近年来,中国军力发展很快,即直19和直20等直升机以及歼20等战斗机入列,大大提高中国空军的综合作战能力。如图为直20直升飞机吊装全地形车的情景,飞机水平飞行的同时把全地形车往上提升,在此过程中绳始终保持竖直,不计全地形车受到的空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.全地形车的轨迹一定是一条曲线
B.全地形车的轨迹一定是一条倾斜直线
C.飞机一定做匀速直线运动
D.绳对全地形车的拉力大小始终大于全地形车的重力
【答案】C
【详解】ABC.因在此过程中绳始终保持竖直,可知水平方向上做匀速直线运动,因全地形车吊装上升时竖直方向的运动不确定,则不能确定全地形车的运动轨迹,选项C正确,AB错误;
D.若全地形车向上做加速运动,则绳对全地形车的拉力大小大于全地形车的重力;若全地形车向上做减速运动,则绳对全地形车的拉力大小小于全地形车的重力,选项D错误。
故选C。
33.(2022高二上·甘肃·学业考试)一架飞机在跑道上加速,准备起飞,飞机刚离开地面时的速度为80m/s,飞离地面后上升的过程中水平速度保持不变,竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动,离地10s后,飞机在竖直方向上升的高度为300m。则此过程中( )
A.飞机的加速度为3m/s2 B.飞机的末速度为140m/s
C.飞机在水平方向上的位移为800m D.飞机的位移为1100m
【答案】C
【详解】A.竖直方向,根据
解得飞机的加速度为
故A错误;
B.离地10s后,飞机的竖直方向分速度为
则飞机的末速度为
故B错误;
CD.飞机在水平方向上的位移为
飞机的位移为
故C正确,D错误。
故选C。
34.(2022高二·江苏盐城·学业考试)如图所示,斜坡式自动扶梯与水平面的夹角为,运行的速度为v。小华在自动扶梯上站立不动时,竖直方向的分速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据速度的合成与分解可知竖直方向的分速度为
故选B。
35.(2022高二·广东·学业考试)如图所示,跳伞运动员以4m/s的速度沿竖直方向匀速下降,下降一段距离后刮起了水平方向的风,最终运动员以5m/s的速度匀速运动,则此时风速大小是( )
A.5m/s B.3m/s C.9m/s D.
【答案】B
【详解】在起风以后运动员同时参与两个方向的运动,一个是水平方向的运动,一个是竖直方向的运动。因为风力是水平的,不影响竖直方向的运动,所以运动员在竖直方向的速度仍为4m/s,而合速度为5m/s,根据平行四边形定则可知风速大小为
故B正确,ACD错误。
故选B。
36.(2022高二上·广东·学业考试)下雨时,某外卖员在平直的道路上以4m/s的速度骑行,已知雨滴以3m的速度竖直下落,则该外卖员感觉到雨滴的速度的大小和方向分别是( )
A.3m/s;竖直向下 B.3m/s;斜向下 C.5m/s;竖直向下 D.5m/s;斜向下
【答案】D
【详解】外卖员感觉到雨滴的速度是雨滴相对外卖员的速度,由相对速度公式知
矢量图如下
由勾股定理,雨滴相对外卖员的速度大小为
方向斜向下,故ABC都错误,D正确。
故选D。
37.(2023高二·湖南·学业考试)质量为1kg的质点在平面内做曲线运动,质点在x方向的速度−时间图像和y方向的位移−时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.质点的初速度大小为3m/s
B.质点做匀变速曲线运动
C.2s末质点速度大小为10m/s
D.2s内质点的水平位移大小为8m
【答案】B
【详解】A.由质点在x方向的速度−时间图像可知,质点在x轴正方向的初速度为vx=3m/s,在y轴方向做匀速直线运动的速度为
因此质点的初速度大小为
A错误;
B.由 x方向的速度−时间图像可知,质点在x轴正方向的加速度为
由牛顿第二定律可知,质点在x轴方向受到的力大小为
在y轴方向做匀速直线运动,受到的力是零,因此质点受到的合力即为1.5N,方向为沿x轴正方向,由此可知质点受合力方向与初速度方向不在同一直线上,质点做匀变速曲线运动,B正确;
C.2s末质点在x轴正方向的速度大小为vx2=6m/s,因此2s末质点速度大小为
C错误;
D.由位移时间关系公式,可得质点在x轴方向的位移
质点在y轴方向的位移为,可得2s内质点的水平面内位移大小为
D错误。
故选B。
38.(2022高二下·河北·学业考试)升降机沿竖直方向匀速下降的同时,一工人在升降机水平平台上向右匀速运动,以出发点为坐标原点O建立平面直角坐标系,水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,工人可视为质点,则该过程中站在地面上的人看到工人的运动轨迹可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设工人沿x轴方向速度为,沿y轴方向速度为,设运动时间为,则
得工人的运动轨迹方程为
和成正比,运动轨迹为过原点的倾斜直线。
故选B。
39.(多选)(2019高二下·河北·学业考试)如图所示,将一白纸固定在水平木板上,白纸上再固定一刻度尺。直角三角板一直角边紧贴在刻度尺上方,若使三角板沿刻度尺向右匀速运动的同时,一支铅笔沿三角板另一直角边向上做匀速直线运动,笔尖在白纸上留下了痕迹。下列说法正确的是( )
A.笔尖在白纸上留下的痕迹是一条倾斜直线
B.笔尖在白纸上留下的痕迹是一条抛物线
C.在运动过程中,笔尖的速度方向始终保持不变
D.在运动过程中,笔尖的速度方向不断变化
【答案】AC
【详解】笔尖水平方向和竖直方向均做匀速直线运动,则合速度仍为匀速直线运动,则在运动过程中,笔尖的速度方向始终保持不变。
故选AC。
40.(多选)(2020高二上·河北·学业考试)一物体在光滑的水平桌面上运动,其在相互垂直的x、y方向上的分速度随时间变化图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.物体做直线运动
B.物体做曲线运动
C.物体的初速度大小为8m/s
D.物体的初速度大小为4m/s
【答案】BD
【详解】AB.由图知,x方向的初速度沿x轴正方向,做匀速直线运动,加速度为零;y方向的初速度为零,做匀加速直线运动,加速度沿y轴方向,则合运动的初速度方向不在y轴方向上,合运动的加速度沿y轴方向,与合初速度方向不在同一直线上,物体做匀变速曲线运动,故A错误,B正确;
CD.由图可知,x轴的初速度为4m/s,y轴的初速度为0,根据运动的合成与分解,可知物体初速度为4m/s,故C错误,D正确。
故选BD。
41.(多选)(2024高一上·重庆北碚·学业考试)质量为物块在水平面上运动,在直角坐标系中,其分速度和以随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.物体受到的合力为
B.时物体的速率为
C.该物体做匀变速曲线运动
D.0到该物体的位移为
【答案】BC
【详解】
A.由图像可知在x轴物体的加速度为
由图像可知在y轴物体的加速度为
物块的合加速度大小为
物体受到的合力为
故A错误;
B.根据图像可知,4s时物体在x轴的速率为
4s时物体在y轴的速率为
4s时物体的速率为
故B正确;
C.合加速度与x轴的夹角的正切值为
初始合速度与x轴的夹角的正切值为
两者不在同一直线,有一定夹角,所以该物体做匀变速曲线运动,故C正确;
D.0到3s该物体在x轴的位移为
0到3s该物体在y轴的位移为
0到3s该物体的位移为
故D错误。
故选BC。
考点03:关联速度问题
42.(2021高一下·湖南湘潭·学业考试)如图所示,在河岸上利用定滑轮拉绳索使小船靠岸,拉绳速度大小为,当船头的绳索与水平面夹角为时,船的速度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】将O点的速度沿绳分解,垂直绳分解,可知
解得
故选A。
43.(2023高二上·广东揭阳·学业考试)某小车通过定滑轮拉动木块的情景如图所示。当θ=60°时,小车的速度为,木块的速度为,则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】小车和木块通过绳子连接,则两物体沿绳子方向的速度大小相等,即小车速度分解到平行绳子方向上与木块速度相等
化简得
故选B。
44.(2021高二上·山东·学业考试)如图所示,汽车牵引跨过定滑轮的轻绳吊起物体,汽车的速度大小保持不变,某时刻绳与水平方向的夹角为60°,此时物体上升的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】物体上升的速度即为绳子的速度大小,即物体的速度大小等于汽车沿着绳子方向分解的速度大小,则有
解得
故选A。
45.(2020高二下·内蒙古·学业考试)如图所示,一条小船由岸上的人通过光滑定滑轮用绳牵引,小船以速度做匀速运动,当绳与水平面的夹角为时,人拉绳的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】将船的速度分解为沿绳方向和垂直于绳方向的分速度,其中沿绳方向的分速度等于人拉绳的速度,即
故选B。
46.(多选)(2024高三·河北·学业考试)如图为墨家创制的斜面引重车,在这辆前低后高的板车后端装一个滑轮,绕过滑轮的细绳索一端系在后轮轴上,另一端系在低处的重物上,当车前进时,绳索在后轮轴上缠绕,重物被牵引而沿车板上升。已知车板的倾角为,车子前进的速度为v,前轮、后轮、后轮轴边缘点的转动半径之比为4:12:1,,下列说法正确的是( )
A.前轮与后轮的角速度之比为1:3
B.重物的水平速度大小为
C.重物的竖直速度大小为
D.重物的实际速度大小为
【答案】BC
【详解】A.根据线速度与角速度的关系可得
可得
故A错误;
B.重物相对车板的速度与后轮轴边缘点的线速度大小相等,后轮轴边缘点与后轮边缘点的角速度相同,则
重物的水平速度大小为
故B正确;
C.重物的竖直速度大小为
故C正确;
D.重物的实际速度大小为
故D错误。
故选BC。
考点04:小船渡河问题
47.(2023高二上·江苏扬州·学业考试)如图所示,实线为河岸,虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线,河水流速为v1,船头方向为船在静水中的速度方向,船在静水中的速度大小为v2。则( )
A.v1>v2 B.v1<v2 C.v1=v2 D.无法确定v1、v2的大小关系
【答案】B
【详解】根据平行四边形定则知,若船头指向河对岸上游,合速度的方向正好垂直河岸,则船在静水中的速度大小一定大于河水流速。
故选B。
48.(2023高二下·江苏·学业考试)已知河水流速小于小船在静水中的速度,如果用小箭头表示小船及船头的指向,能正确反映小船渡河位移最小的情景图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据题意,知河水流速小于小船在静水中的速度,故最短位移即为河宽,应使合速度垂直河岸,则小船在静水中的速度应指向河岸上游,实际路线为B所示,B正确,ACD错误。
故选B。
49.(2023高二下·江苏·学业考试)小船保持船头始终垂直于对岸方向渡河。若船相对于水面的速率恒定,河水流速变化对其渡河产生的影响是( )
A.流速越小,渡河位移越大 B.流速越小,渡河位移越小
C.流速越大,渡河时间越短 D.流速越大,渡河时间越长
【答案】B
【详解】CD.船头垂直河岸行驶时
渡河时间只与河宽d和小船的速度v0有关,不受河水流速影响,CD错误;
AB.船实际的速度
实际位移
河水流速越小,渡河位移越小,A错误,B正确。
故选B。
50.(2023高二下·江苏·学业考试)游泳作为一项有氧运动,长期坚持有利于身体健康,因此被越来越多的人所喜爱。假如某人在静水中的速度为v1,某时刻垂直于河岸向对岸游去,水流速度突然变大,则( )
A.渡河时间变长 B.渡河时间不变
C.渡河时间变短 D.渡河时间不确定
【答案】B
【详解】水流速度是平行于河岸的,设河的宽度为,渡河时间
水流速度突然变大不会影响渡河时间。
故选B。
51.(2021高一下·广东·学业考试)如图所示,河水以的速度向东流动,河宽。小船船头朝正南方向,从岸边点以恒定的速度渡河,最终到达对岸点,、两点距离为,则小船在静水中的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意可知,合速度与河岸的夹角满足
可得
由平行四边形定则可得
解得
B正确。
故选B。
52.(2020高二上·河北·学业考试)如图所示为两岸平行的一条河,河水匀速流动,速度为v,某人乘小船由岸边的O点渡河,航行过程中,船头始终正对河岸。下列说法正确的是( )
A.小船将到达O点正对岸的P点
B.小船将到达O点正对岸P点下游的某位置
C.若仅河水的流动速度增大,小船渡河时间将延长
D.若仅河水的流动速度增大,小船渡河时间将缩短
【答案】B
【详解】AB.船头始终正对河岸,则小船在垂直河岸方向做匀速运动,在沿水流方向做匀速运动,则小船将到达O点正对岸P点下游的某位置,选项A错误,B正确;
CD.小船过河的时间为
与水流速度无关,则若仅河水的流动速度增大,小船渡河时间不变,选项CD错误。
故选B。
53.(2022高二·江苏扬州·学业考试)如图所示,河宽100m,汽艇船头指向始终垂直于河岸,从A点出发以5m/s的速度行驶。河水不流动时,可到达对岸B位置;河水流速是3m/s时,可到达对岸C位置,则BC距离为( )
A.100m B.80m C.60m D.37.5m
【答案】C
【详解】根据题意可知,由于汽艇船头指向始终垂直于河岸,则渡河时间为
若河水流速是3m/s,则BC距离为
故选C。
54.(2022高二·广东·学业考试)1949年4月,解放军“百万雄师过大江”。在某平直江段渡江时,战士所乘船只在静水中的速度为v1,江水流速为v2,若江水速度方向与江岸平行,下列说法正确的是( )
A.船渡江时间与v2有关 B.当v1=v2时,船能到达正对岸
C.当保持船头垂直江岸时,船渡江时间最短 D.当保持船头垂直江岸时,船渡江位移最小
【答案】C
【详解】A.依据分运动与合运动相互独立性,不论船头如何渡江,水流速度都无法影响船在垂直河岸的分速度大小,因此渡江时间与水速无关,故A错误;
B.船能否垂直过河岸取决于船的合运动方向能否垂直于河岸,水流速度和船速相等与此并无直接联系,故B错误;
CD.渡船参与两个分运动,沿船头方向的匀速直线运动和沿水流方向的匀速直线运动,根据运动的合成与分解可知,当保持船头垂直江岸时,船在垂直河岸方向的分速度最大,渡河时间最短,为
但此时合运动并不垂直于河岸,位移并不是最小,故C正确,D错误。
故选C。
55.(2023高二上·河北·学业考试)小船从河岸的a点渡河,航行中船头的指向始终垂直于河对岸,水流方向如图所示,直线ad与河对岸垂直。则小船到达河对岸的位置也许是( )
A.b点 B.c点 C.d点 D.e点
【答案】D
【详解】小船同时参与两个分运动:指向河岸的匀速运动和平行河岸的匀速运动,根据运动的合成,合运动可能指向e点。
故选D。
56.(2023高二下·河北·学业考试)河的两岸平行,假设河中水流速度恒为 3m /s。小船从岸边出发,以最短的时间到达对岸,用时90s。已知小船在静水中的航行速度为4m/s,下列说法正确的是( )
A.河宽为360m B.小船在河中运动的速度大小为7m/s
C.小船在出发点的正对岸处靠岸 D.小船在出发点的正对岸下游90m处靠岸
【答案】A
【详解】A.河宽为
选项A正确;
B.小船在河中运动的速度大小为
选项B错误;
CD.小船在过河过程中因有沿水流方向的分速度,可知小船在出发点的正对岸下游处靠岸,靠岸点在出发点的正对岸下游
选项CD错误;
故选A。
57.(2023高一下·湖北·学业考试)小船渡河过程中, 要想小船以最短的时间渡河, 则船头与河岸所成的角为( )
A.0° B.60° C.90° D.180°
【答案】C
【详解】小船以最短的时间渡河,船头与河岸垂直,夹角为。
故选C。
58.(2023高二下·广东·学业考试)如图所示,一巡逻船需渡江到对岸执行任务。已知两岸平行,江水的流动速度v1恒定,船相对于静水的速度v2大小不变,且v2>v1。下列说法正确的是( )
A.船头斜向上游方向行驶,过江时间最短
B.船头斜向下游方向行驶,过江时间最短
C.船头垂直江岸方向行驶,过江时间最短
D.船头垂直江岸方向行驶,过江航程最短
【答案】C
【详解】ABC.为了使船过江时间最短,则垂直江岸方向的速度最大,即船头垂直江岸方向行驶。故AB错误,C正确;
D.由于v2>v1,所以要使过江航程最短,船头斜向上游方向行驶,使船在江岸方向的分速度与水流速度抵消。则过江最短路程为江宽。故D错误。
故选C。
59.(2022高二下·福建·学业考试)如图,小船船头垂直河岸从M点渡河,N点位于M点的正对岸,河水流速为,船在静水中的速度为,则小船将到达对岸( )
A.N点 B.N点下游某处
C.N点上游某处 D.任意位置都有可能
【答案】B
【详解】由题意,当小船船头垂直对岸时,根据矢量叠加原理,可知船身的速度(合速度)方向偏向N点下游某处,所以小船将到达对岸N点下游某处。
故选B。
60.(2022高二·四川·学业考试)小船过河过程中,船头始终垂直对岸。已知小船的划行速度恒定,河水流速处处相同且恒定不变。在下图中以虚线表示小船过河的轨迹示意图,可能正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【详解】小船沿垂直河岸方向做匀速直线运动,沿河水方向也做匀速直线运动,可知合运动还是匀速直线运动,则小船的运动轨迹为③所示。
故选C。
61.(2023高三上·福建·学业考试)如图所示,河宽为d,汽艇在静水中航行速度大小为v1,水流速度大小为v2,若汽艇始终向着与河岸垂直的方向航行,则汽艇渡河的最短时间是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】当船头垂直河岸过河时,船过河时间最短,即
故选C。
62.(2023高一下·宁夏中卫·学业考试)一条河流的两侧河岸近似平行,河宽50m,水面平展。河水由西向东的速度约为4m/s,一艘汽艇以5m/s的速度从河岸的一侧向另一侧匀速开行,方向由南向北。求:
(1)汽艇渡河的时间;
(2)汽艇过河后被河水向下冲的距离
【答案】(1)10s;(2)40m
【详解】(1)由于汽艇速度方向与水流方向垂直,故渡河时间为
(2)汽艇沿水流方向做匀速直线运动,所以有
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