5.2 运动的合成与分解 同步巩固练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

**基本信息** 高中物理必修第二册第五章第二节同步练，适用于贵州三类及以下示范性高中，以渡河问题为主线，通过基础概念辨析、情境应用到综合计算的三层设计，巩固运动的合成分解规律，培养运动和相互作用观念与科学推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|运动合成基本规律、速度合成计算|单选题1-4题，如蜡块速度合成（第2题），直接应用平行四边形定则| |提升层|复杂情境分析、图像与关联速度|单选题5-6题，如v-t与s-t图像结合（第5题）、绳拉物体速度分解（第6题）| |综合层|渡河问题多情境综合应用|解答题第8题三问递进，涵盖最短时间、最小位移及不可垂直渡河判断，强化模型建构|

人教版高中物理必修第二册第五章第二节 运动的合成分解同步巩固练习 本试卷适用贵州地区示范性高中（三类）及以下中学 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某船在一条水流速度一定的河中以恒定的速度渡河，下列说法中正确的是（　　） A．船头朝向上游，使船与河岸成某一夹角航行时，有可能使航线最短 B．船头垂直河岸向对岸航行，航行时间最长 C．船头垂直河岸向对岸航行，实际航线最短 D．船头朝向上游，使船与河岸成某一夹角航行时，有可能使航行时间最短 2．如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一蜡块。蜡块以3cm/s的速度沿玻璃管竖直匀速上升的同时，玻璃管以4cm/s的速度水平匀速移动，则蜡块的速度大小为（　　） A．5cm/s B．6cm/s C．7cm/s D．8cm/s 3．同学们讨论消防员如何驾驶小船救援被困于礁石上的学生，如图，为岸边距离礁石最近位置，A、B为河岸上间距适当的两点，假设河水各处流速相同，小船在静水中的运动速率不变。若讨论消防员如何在更短时间内抵达礁石进行救援，下列说法正确的是（　　） A．应在河岸A处，船头朝着方向航行 B．应在河岸处，船头朝着方向航行 C．应在河岸处，船头朝着方向航行 D．应在河岸处，船头朝着方向航行 4．关于运动的合成与分解，下列说法中正确的是（　　） A．两个直线运动的合运动必是直线运动 B．两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动 C．两个匀变速直线运动的合运动必是直线运动 D．两个初速为0的匀加速直线运动的合运动必是直线运动 5．质量为2kg的质点在x-y平面上做曲线运动，在x方向的v-t图像和y方向的s-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．质点的初速度为5m/s B．质点所受的合外力为5N C．质点初速度的方向与合外力方向垂直 D．2s末质点速度大小为6m/s 6．如图所示，水平面上有一物体，小车通过定滑轮用绳子拉它．在图示位置时，若小车的速度为5 m/s，则物体的瞬时速度为(　　) A．5 m/s B．5m/s C．5m/s D．10 m/s 二、多选题 7．船在静水中速度为水流速度为，<。河宽为d。，当船头垂直向对岸航行时，则（　　） A．实际航程最短 B．当船速不变，水流速度增大时过河时间不变 C．过河时间最短 D．当船速不变，水流速度增大时，过河时间变长 三、解答题 8．已知某船在静水中的速度为v1=5 m/s，现让船渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为d=100 m，水流速度为v2=3 m/s，方向与河岸平行。 (1)欲使船以最短时间渡河，渡河所用时间是多少；位移的大小是多少； (2)欲使船以最小位移渡河，渡河所用时间是多少； (3)若水流速度为v2′=6 m/s，船在静水中的速度为v1=5 m/s不变，船能否垂直河岸渡河。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中物理必修第二册第五章第二节运动的合成分解同步巩固练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某船在一条水流速度一定的河中以恒定的速度渡河，下列说法中正确的是（　　） A．船头朝向上游，使船与河岸成某一夹角航行时，有可能使航线最短 B．船头垂直河岸向对岸航行，航行时间最长 C．船头垂直河岸向对岸航行，实际航线最短 D．船头朝向上游，使船与河岸成某一夹角航行时，有可能使航行时间最短 【答案】A 【难度】0.94 【知识点】过河时间最短问题、船速大于水速时最短过河位移问题、船速小于水速时最短过河位移问题 【详解】AC．当船在静水中的速度大于水流速时，静水速与水流速的合速度方向与河岸垂直时，渡河位移最小，A正确，C错误； BD．若船以最短时间渡河，则需船速（船在静水中的速度）垂直于河岸时，即船身必须垂直河岸过河，BD错误。 故选A。 2．如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一蜡块。蜡块以3cm/s的速度沿玻璃管竖直匀速上升的同时，玻璃管以4cm/s的速度水平匀速移动，则蜡块的速度大小为（　　） A．5cm/s B．6cm/s C．7cm/s D．8cm/s 【答案】A 【难度】0.9 【知识点】互成角度的两个匀速直线运动的合成 【详解】蜡块的速度 故选A。 3．同学们讨论消防员如何驾驶小船救援被困于礁石上的学生，如图，为岸边距离礁石最近位置，A、B为河岸上间距适当的两点，假设河水各处流速相同，小船在静水中的运动速率不变。若讨论消防员如何在更短时间内抵达礁石进行救援，下列说法正确的是（　　） A．应在河岸A处，船头朝着方向航行 B．应在河岸处，船头朝着方向航行 C．应在河岸处，船头朝着方向航行 D．应在河岸处，船头朝着方向航行 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】过河时间最短问题 【详解】根据运动的合成与分解，若救援所用时间最短，则消防员的速度应与河岸垂直，且出发点应位于礁石上游，使合速度方向指向被困于礁石上的学生，故A正确，BCD错误。 故选A。 4．关于运动的合成与分解，下列说法中正确的是（　　） A．两个直线运动的合运动必是直线运动 B．两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动 C．两个匀变速直线运动的合运动必是直线运动 D．两个初速为0的匀加速直线运动的合运动必是直线运动 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】两个变速直线运动的合成、一个匀速和一个变速运动的合成、互成角度的两个匀速直线运动的合成 【详解】A．两个直线运动的合运动可以是曲线运动，例如平抛运动，A错误； B．两个匀速直线运动的合运动，因为合加速度为零，合运动仍然是匀速直线运动，B错误； C．两个匀变速直线运动的合运动，如果合速度方向和合加速度方向不在一条直线上，则合运动为曲线运动，C错误； D．两个初速为0的匀加速直线运动的合运动，合初速度为零，合加速度不为零，则合运动是初速度为零的匀加速直线运动，D正确。 故选D。 5．质量为2kg的质点在x-y平面上做曲线运动，在x方向的v-t图像和y方向的s-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．质点的初速度为5m/s B．质点所受的合外力为5N C．质点初速度的方向与合外力方向垂直 D．2s末质点速度大小为6m/s 【答案】A 【难度】0.65 【知识点】牛顿第二定律的初步应用、一个匀速和一个变速运动的合成 【详解】A．质点在x方向做匀加速直线运动，初速度为v0x=3m/s，y方向做匀速直线运动，速度为vy=4m/s，则质点的初速度为 故A正确； B．由v-t图像可知，质点的加速度为 根据牛顿第二定律，可得质点所受的合外力为 故B错误； C．设质点的初速度方向与x正方向的夹角为θ，则有 解得 而合外力方向沿x正方向，则质点初速度与合外力夹角为53°，故C错误； D．2s末x方向的速度为6m/s，则2s末质点的速度大小为 故D错误。 故选A。 6．如图所示，水平面上有一物体，小车通过定滑轮用绳子拉它．在图示位置时，若小车的速度为5 m/s，则物体的瞬时速度为(　　) A．5 m/s B．5m/s C．5m/s D．10 m/s 【答案】B 【难度】0.65 【详解】将车和物体的速度沿绳子和垂直于绳子方向分解，如图 有， 则有，故B正确，A、C、D错误； 故选B． 二、多选题 7．船在静水中速度为水流速度为，<。河宽为d。，当船头垂直向对岸航行时，则（　　） A．实际航程最短 B．当船速不变，水流速度增大时过河时间不变 C．过河时间最短 D．当船速不变，水流速度增大时，过河时间变长 【答案】BC 【难度】0.65 【知识点】船速大于水速时最短过河位移问题 【详解】A．当船的合速度垂直河岸时，船的实际航程最短，由于船头垂直向对岸航行，航程不是最短，故A错误； BCD．设河宽为d，船垂直于河岸的速度为v1，则过河时间最短，即为 时间与水速无关，故BC正确D错误。 故选BC。 三、解答题 8．已知某船在静水中的速度为v1=5 m/s，现让船渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为d=100 m，水流速度为v2=3 m/s，方向与河岸平行。 (1)欲使船以最短时间渡河，渡河所用时间是多少；位移的大小是多少； (2)欲使船以最小位移渡河，渡河所用时间是多少； (3)若水流速度为v2′=6 m/s，船在静水中的速度为v1=5 m/s不变，船能否垂直河岸渡河。 【答案】(1)20s，20m；(2)25 s；(3)不能 【难度】0.65 【知识点】过河时间最短问题、船速大于水速时最短过河位移问题、船速小于水速时最短过河位移问题 【详解】(1)由题意知，当船在垂直于河岸方向上的分速度最大时，渡河所用时间最短，河水流速平行于河岸，不影响渡河时间，所以当船头垂直于河岸渡河时，所用时间最短，最短时间为 t==s=20 s 如图甲所示，当船到达对岸时，船沿平行于河岸方向也发生了位移，由几何知识可得，船的位移大小为 l= 由题意可得 x=v2t=3×20 m=60m 代入得 l=m (2)当船的实际速度方向垂直于河岸时，船的位移最小，因船在静水中的速度为v1=5 m/s，大于水流速度v2=3 m/s，故可以使船的实际速度方向垂直于河岸．如图乙所示，设船斜指向上游河对岸，且与河岸所成夹角为θ，则有 v1cos θ=v2，cos θ==0.6 则 sin θ==0.8 船的实际速度大小为 v=v1sin θ=5×0.8 m/s=4 m/s 所用的时间为 t′==s=25s (3)当水流速度v2′=6 m/s时，则水流速度大于船在静水中的速度v1=5 m/s，不论v1方向如何，其合速度方向总是偏向下游，故不能垂直河岸渡河。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $