内容正文:
[对应学生用书第375页]
[基础题组]
1.(多选)(2024·重庆统考三模)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风速的影响,下列说法正确的是( )
A.风速越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作
B.风速越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成伤害
C.运动员下落时间与风速无关
D.运动员着地速度与风速无关
解析 水平风速不会影响竖直方向的运动,所以运动员下落时间与风速无关,选项A错误,C正确;运动员落地时竖直方向的速度是确定的,水平风速越大,落地时水平分速度越大,运动员着地时的合速度越大,有可能对运动员造成伤害,选项B正确,D错误。
答案 BC
2.(2024·天津期中)一个物体在光滑水平面上运动,速度v的方向如图所示,从A点开始,它受到向前偏右(观察者沿着物体前进的方向看)的合力F作用。一段时间后,物体可能经过( )
A.Q点 B.B点
C.P点 D.D点
解析 物体做曲线运动时,轨迹夹在速度方向和合力方向之间,合力大致指向轨迹凹的一向,轨迹不可能与力的方向相交,或与合外力的方向平行,则一段时间后,物体可能经过D点,故选D。
答案 D
3.有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为( )
A. B.
C. D.
解析 设大河宽度为d,小船在静水中的速度为v0,则去程渡河所用时间t1=,回程渡河所用时间t2=。由题知=k,联立以上各式解得v0=,选项B正确,A、C、D错误。
答案 B
4.如图所示,一条河岸笔直的河流水速恒定,甲、乙两小船同时从河岸的A点沿与河岸的夹角均为θ的两个不同方向渡河。已知两小船在静水中航行的速度大小相等。下列说法正确的是( )
A.甲先到达对岸
B.乙先到达对岸
C.渡河过程中,甲的位移小于乙的位移
D.渡河过程中,甲的位移大于乙的位移
解析 两小船在静水中航行的速度大小相等,且渡河方向与河岸的夹角均为θ,所以船速在垂直于河岸方向上的分速度相等;根据运动的独立性,船在平行于河岸方向上的分速度不影响渡河时间,所以甲、乙两小船同时到达对岸,选项A、B错误;甲船在平行于河岸方向上的速度为v甲′=v水-v甲cos θ,乙船在平行于河岸方向上的速度为v乙′=v水+v乙cos θ,两船在平行于河岸方向上的位移分别为x甲=v甲′t,x乙=v乙′t,则x甲<x乙,又两船在垂直于河岸方向上的位移相同,故在渡河过程中,甲的位移小于乙的位移,选项C正确,D错误。
答案 C
5.如图所示,甲、乙两船在同一条水流匀速的河流中同时开始渡河,M、N分别是甲、乙两船的出发点,两船头与河岸均成α角,甲船船头恰好对准N点的正对岸P点,经过一段时间乙船恰好到达P点。如果划船速度大小相同,且两船相遇不影响各自的航行。下列判断正确的是( )
A.甲船也能到达M点正对岸
B.甲船渡河时间一定短
C.两船相遇在NP直线上的某点(非P点)
D.渡河过程中两船不会相遇
解析 乙船垂直河岸到达正对岸,说明水流方向向右;甲船参与了两个分运动:沿着船头指向的匀速运动和随着水流方向的匀速运动,故不可能到达M点正对岸,故选项A错误;小船过河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度vy=v sin α,小船过河的时间t==,故甲、乙两船到达对岸的时间相同,故选项B错误;以流动的水为参考系,两船相遇点在速度方向延长线的交点上,又由于乙船实际上沿着NP方向运动,故相遇点在NP直线上的某点(非P点),故选项C正确,D错误。
答案 C
6.(2024·汉中模拟)如图所示,开始时A、B间的细绳呈水平状态,现由计算机控制物体A的运动,使其恰好以速度v沿竖直杆匀速下滑,经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动,则下列vt图像中,最接近物体B的运动情况的是( )
解析 将与物体A相连的绳端速度v分解为沿绳伸长方向的速度v1和垂直于绳方向的速度v2,则物体B的速度vB=v1=v sin θ,在t=0时刻θ=0°,vB=0,C项错误;之后随θ增大,sin θ增大,B的速度增大,但开始时θ变化快,速度增加得快,图线的斜率大,随θ增大,速度增加变慢,若绳和杆足够长,则物体B的速度趋近于A的速度,只有选项A正确。
答案 A
7.如图所示,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4 m。施加微小的扰动,使得乙球沿水平地面向右滑动,当乙球距离起点3 m时,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两球的速度大小之比为∶3
B.甲、乙两球的速度大小之比为3∶7
C.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,乙球的速度达到最大
解析 设轻杆与竖直方向的夹角为θ,则v1在沿杆方向的分量为v1∥=v1cos θ,v2在沿杆方向的分量为v2∥=v2sin θ,而v1∥=v2∥,图示位置时,有cos θ=,sin θ=,解得此时甲、乙两球的速度大小之比为=,选项A错误,B正确;当甲球即将落地时,有θ=90°,此时甲球的速度达到最大,而乙球的速度为零,选项C、D错误。
答案 B
[提升题组]
8.甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,河宽为H,河水流速为v0,划船速度均为v,出发时两船相距H,甲、乙两船船头均与河岸成60°角,如图所示。已知乙船恰好能垂直到达对岸A点,则下列判断正确的是( )
A.甲、乙两船到达对岸的时间不同
B.甲船在A点右侧靠岸
C.两船可能在未到达对岸前相遇
D.甲船能在A点靠岸
解析 将两船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向,在垂直于河岸方向上,两船的分速度相等,河宽一定,所以两船渡河的时间相等,故选项A错误;因乙船恰好能垂直到达对岸A点,故v cos 60°=v0,所以有v=2v0,两船渡河的时间为t=,则甲船在沿河岸方向上的位移为x=(v0+v cos 60°)t=2v0×=H,可知甲船恰好能到达河对岸的A点,故选项B、C错误,D正确。
答案 D
9.(多选)如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处),下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg
B.小环到达B处时,重物上升的高度h为(-1)d
C.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
D.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
解析 小环刚释放时,具有向下的加速度,则重物具有向上的加速度,故绳中张力一定大于2mg,选项A正确;小环到达B处时,绳与直杆间的夹角为45°,重物上升的高度h=(-1)d,选项B正确;如图所示,将小环速度v进行正交分解,其分速度v1与重物上升的速度大小相等,小环到达B点时,v1=v cos 45°=v,故小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于,选项C错误,D正确。
答案 ABD
10.如图所示,一条小船从码头A过河,小船在静水中的速度为v,船头始终与河岸垂直(沿AA′方向)。当水流速度为v1时,小船运动到河对岸的码头B靠岸,AB与河岸的夹角为α=60°。当水流速度为v2时,小船运动到河对岸的码头C靠岸,AC与河岸的夹角为β=30°。下列说法正确的是( )
A.小船沿AB、AC过河的时间相等
B.小船沿AC过河的时间更长
C.v1∶v2=1∶2
D.当水流速度为v1时,要使小船到达码头A′,船头应指向河的上游且与河岸夹角为60°
解析 因船头始终垂直于河岸,可知船过河的时间为t=,即小船沿AB、AC过河的时间相等,选项A正确,B错误;由题意可知tan 60°=,tan 30°=,v1∶v2=1∶3,选项C错误;当水流速度为v1时,要使小船到达码头A′,则合速度应该垂直河对岸,船头应指向河的上游且与河岸夹角的余弦值为cos α==,则α≠60°,选项D错误。
答案 A
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