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课时测评2 运动的合成与分解
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-11题,每题4分,共44分)
1.如图甲所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一红蜡块R(R可视为质点)。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合,R从坐标原点开始运动的轨迹如图乙所示,则红蜡块R在x轴、y轴方向的运动情况可能是( )
A.x轴方向做匀速直线运动,y轴方向做匀速直线运动
B.x轴方向做匀速直线运动,y轴方向做匀加速直线运动
C.x轴方向做匀减速直线运动,y轴方向做匀速直线运动
D.x轴方向做匀加速直线运动,y轴方向做匀速直线运动
答案:D
解析:若x轴方向做匀速直线运动,根据运动轨迹的形状,则y轴方向的加速度方向沿y轴负方向,即y轴方向做减速直线运动,故A、B错误;若y轴方向做匀速直线运动,根据运动轨迹的形状,则x轴方向的加速度方向沿x轴正方向,即x轴方向做加速直线运动,故C错误,D正确。故选D。
2.关于运动的独立性,下列说法正确的是( )
A.运动是独立的,是不可分解的
B.合运动同时参与的几个分运动是互不干扰、互不影响的
C.合运动和分运动是各自独立的,是没有关系的
D.各分运动是各自独立的,是不能合成的
答案:B
解析:运动的独立性是指一个物体同时参与的几个分运动是各自独立、互不影响的,B正确;运动可以进行合成与分解,A、D错误;如果物体同时参与了几个运动,那么物体实际发生的运动就是合运动,参与的几个运动就是分运动,C错误。故选B。
3.(多选)关于运动的合成与分解,下列说法正确的是( )
A.合运动的时间就是分运动的时间之和
B.已知两分运动的速度大小,就可以确定合速度的大小
C.已知两分运动的速度大小和方向,可以用平行四边形定则确定合速度的大小和方向
D.若两匀速直线运动的速度大小分别为v1、v2,则合速度v大小的范围为|v1-v2|≤v≤v1+v2
答案:CD
解析:合运动与分运动具有等时性,故A错误;已知两分运动的速度大小和方向,可以用平行四边形定则确定合速度的大小和方向,故B错误,C正确;若两匀速直线运动的速度大小分别为v1、v2,则合速度v大小的范围为|v1-v2|≤v≤v1+v2,故D正确。故选CD。
4.(2025·贵州黔西南高一下期末)某跳伞运动员打开降落伞降落,在无风的时候落地速度为4 m/s,现在有水平方向的风,风使他获得3 m/s的水平速度,则下列说法正确的是( )
A.运动员的落地速度为7 m/s
B.运动员的落地速度为12 m/s
C.有水平方向的风时,落地时间将变长
D.有无水平方向的风,落地时间均相同
答案:D
解析:运动员的落地速度为v== m/s=5 m/s,故A、B错误;根据运动的独立性可知,水平方向的风不影响竖直方向的运动,则有无水平方向的风,落地时间均相同,故C错误,D正确。故选D。
5.如图所示,帆板在海面上以速度v朝正西方向运动,帆船以速度v朝正北方向航行,以帆板为参考系( )
A.帆船朝正东方向航行,速度大小为v
B.帆船朝正西方向航行,速度大小为v
C.帆船朝南偏东45°方向航行,速度大小为v
D.帆船朝北偏东45°方向航行,速度大小为v
答案:D
解析:以帆板为参考系,帆船具有朝正东方向的速度v和朝正北方向的速度v,如图所示,两速度的合速度大小为v,方向朝北偏东45°。故选D。
6.(多选)如果两个不在同一直线上的分运动都是匀变速直线运动,关于它们的合运动的描述正确的是( )
A.合运动一定是匀变速运动
B.合运动可能是曲线运动
C.只有当两个分运动的速度垂直时,合运动才为直线运动
D.以上说法都不对
答案:AB
解析:两个分运动都是匀变速直线运动,则物体所受合力恒定,故合运动一定是匀变速运动,但因合力的方向与速度的方向不一定在同一直线上,合运动可能是曲线运动。故选AB。
7.在某次杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速运动,经过时间t,猴子沿杆向上运动的高度为h,人顶杆沿水平地面运动的距离为x,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.猴子相对于地面的运动轨迹为直线
B.猴子相对于地面做变加速曲线运动
C.t时刻猴子相对于地面的速度大小为v0
D.t时间内猴子相对于地面的位移大小为
答案:D
解析:猴子在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,根据运动的合成,合速度与合加速度不在同一条直线上,所以猴子相对地面做匀变速曲线运动,A、B错误;t时刻猴子在水平方向上的速度为v0,竖直方向上的速度为at,所以合速度大小为v=,故C错误;在t时间内猴子在水平方向和竖直方向上的位移分别为x和h,根据运动的合成可知,合位移为s=,故D正确。故选D。
8. (2025·天津市河北区高一下期末)杂技是一门古老的表演艺术。如图所示,在杂技表演中,演员甲沿竖直杆匀减速向上爬,同时演员乙顶着杆匀速水平向右移动。若用a表示演员甲的加速度、v表示演员甲的速度,x表示演员甲在水平方向的位移,y表示演员甲在竖直方向的位移。则在该过程中演员甲的加速度a、速度v随时间t的变化规律及运动轨迹可能是下图中的( )
答案:D
解析:演员乙顶着杆水平向右做匀速直线运动,加速度为零,演员甲沿杆向上做匀减速直线运动,加速度向下,演员甲的实际加速度竖直向下,保持不变,初速度与加速度不在一条直线上,演员甲的运动轨迹为向下弯曲的曲线,故A、C错误,D正确;设演员乙的速度为v1,演员甲的初速度为v2,加速度大小为a,则演员甲的实际速度为v=,可知v和t不成线性关系,故B错误。故选D。
9.(多选)如图甲所示,旋臂式起重机的天车吊着质量为100 kg的货物正在沿水平方向以4 m/s的速度向右匀速运动,同时又使货物沿竖直方向做向上的匀加速运动,其竖直方向的速度—时间关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.2 s末货物的速度大小为5 m/s
B.货物的运动轨迹可能是一条如图丙所示的抛物线
C.货物所受的合力大小为150 N
D.0~2 s末这段时间内,货物的位移大小为10 m
答案:AC
解析:货物水平方向的速度大小为4 m/s,2 s末货物竖直方向的速度大小为3 m/s,故2 s末货物的速度大小为v==5 m/s,A正确;由于货物加速度竖直向上,所受合力竖直向上,故运动轨迹向上弯曲,题丙图不符合题意,B错误;货物的加速度大小为a===1.5 m/s2,则所受合力大小为F=ma=150 N,C正确;0~2 s末这段时间内,货物在水平方向的位移大小为x=vxt=8 m,在竖直方向的位移大小为y=at2=3 m,因此位移大小为s== m,D错误。故选AC。
10.(多选)(2025·广东江门高一下期末)如图甲所示,直升飞机放下绳索吊起被救人员,一边收缩绳索一边飞向安全地带。前4 s内被救人员水平方向的vx -t图像和竖直方向的vy-t图像分别如图乙、丙所示。不计空气阻力,则在这4 s内( )
A.以地面为参考系,被救人员的运动轨迹是一条抛物线
B.绳索中的拉力方向为倾斜向右上方
C.被救人员对绳索的拉力大小等于绳索对被救人员的拉力大小
D.以地面为参考系,t=4 s时被救人员的位移大小为8 m
答案:ACD
解析:由题图乙可知,被救人员在水平方向做匀速直线运动,由题图丙可知,被救人员在竖直方向做匀加速直线运动,以地面为参考系,有y=at2,x=v0t,联立可得y=x2,所以被救人员的运动轨迹是一条抛物线,故A正确;由题图乙可知,被救人员在水平方向做匀速直线运动,即在水平方向处于平衡状态,受到的合力等于0,所以可知绳索沿水平方向的作用力为0,则绳索中拉力方向一定竖直向上,故B错误;根据牛顿第三定律可知,被救人员对绳索的拉力大小等于绳索对被救人员的拉力大小,与运动状态无关,故C正确;由题图乙可知,t=4 s时被救人员在水平方向的位移x=v0t=4×4 m=16 m,由题图丙可知,t=4 s时被救人员在竖直方向的位移y=t=×4 m=8 m,则被救人员的位移大小s==8 m,故D正确。故选ACD。
11.(2025·山东临沂高一下期末)我国无人机技术发展迅猛,应用也越来越广泛,其中无人机配送也实现了无接触配送。某次无人机配送质量为2 kg的物件时,物件在水平x轴方向和竖直y轴方向的运动图像分别如图甲、乙所示,以竖直向上为正方向。重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.物件在1~3 s内做变减速曲线运动
B.物件水平方向的加速度大小为4 m/s2
C.物件在1 s时的速度大小为3 m/s
D.物件在0~3 s内被提升的高度为4.5 m
答案:D
解析:根据题图甲可知,物件在x轴方向做匀速直线运动,有vx=4 m/s,ax=0;以竖直向上为正方向,根据题图乙可知,物件在y轴方向先沿正方向做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动,有ay1=3 m/s2,ay2=- m/s2,则物件在0~1 s做匀加速曲线运动,在 1~3 s内做匀减速曲线运动,故A错误。物件在水平方向做匀速直线运动,加速度大小为零,故B错误。物件在1 s时的速度大小为v== m/s=5 m/s,故C错误。物件在0~3 s内被提升的高度即为y轴方向的位移大小,根据题图乙可知h= m=4.5 m,故D正确。故选D。
12.(16分)某飞行器在飞行时,它的航线方向要严格地从东到西,如果飞行器的速度是160 km/h,风从南面吹来,风的速度为80 km/h,那么:
(1)飞行器应朝哪个方向飞行?
(2)如果飞行器飞行距离为80 km,飞行器飞行时间是多少?
答案:(1)西偏南30° (2)1 h
解析:(1)根据平行四边形定则可确定飞行器的航向,如图所示
则有sin θ===,可知θ=30°
即飞行器应朝西偏南30°方向飞行。
(2)飞行器的合速度大小
v=v2cos 30°=80 km/h
则飞行器飞行时间t== h=1 h。
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