2022-2023年高一物理下学期期中期末复习大单元综合专练01 曲线运动、运动的合成与分解（含解析）

2022-2023年高一物理下期末复习大单元综合
专练01 曲线运动、运动的合成与分解
一、单选题
1．做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（　　）
A．速率 B．速度
C．加速度 D．合外力
2．一质点做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用，该质点（　　）
A．可能做曲线运动，速度先减小为零再逐渐增大
B．可能做曲线运动，速度先增大后减小
C．可能做直线运动，速度先减小为零再逐渐增大
D．可能做直线运动，速度先增大后减小
3．某建筑工地需要把货物提升到高处，采取图示装置，当工人沿水平地面向右沿直线运动（保持手握绳的的高度不变），利用跨过定滑轮的轻绳将一物体A沿竖直方向匀速提升，在此过程中，下列结论正确的是（　　）
A．工人做匀速直线运动
B．工人做匀变速直线运动
C．轻绳对物体A的拉力大于其重力
D．工人的加速度方向水平向左
4．下列说法中正确的是(　　)
A．做曲线运动的物体速度方向一定发生变化
B．速度方向发生变化的运动一定是曲线运动
C．速度变化的运动一定是曲线运动
D．加速度变化的运动一定是曲线运动
5．在岛上生活的渔民，曾用如图所示的装置将渔船拉到岸边．若通过人工方式跨过定滑轮拉船，使之匀速靠岸，已知船在此运动过程中所受阻力保持不变，则
A．绳对船的拉力逐渐增大
B．船所受水的浮力保持不变
C．岸上人拉绳的速度保持不变
D．岸上人拉绳的速度逐渐增大
6．今年夏天暴雨灾害频发。若雨滴（可视为球形、密度一定）在空中下落时受到的空气阻力为，k是常量，R为雨滴半径，v为雨滴速度，方向和速度方向相反。所有雨滴从同一足够高高度由静止下落，无风时最终匀速落到地面上。重力加速度为g，落地过程雨滴保持球形不变，下列说法正确的是（　　）
A．无风时，雨滴落到地面时的速度与雨滴质量成正比
B．无风时，半径不同的雨滴落到地面时的速度不相等
C．刮水平风时，雨滴落地的竖直速度不会改变
D．刮水平风时，雨滴落地速率与无风时相等
7．有甲、乙两只船，它们在静水中的航行速度分别为和，现在两船从同一渡口向河对岸开去，已知甲船想用最短时间渡河，乙船想以最短航程渡河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同。则甲、乙两船渡河所用时间之比为（　　）
A． B． C． D．
8．如图是码头的旋臂式起重机，当起重机旋臂水平向右保持静止时，吊着货物的天车沿旋臂向右匀速行驶，同时天车又使货物沿竖直方向先做匀加速运动，后做匀减速运动，该过程中货物的运动轨迹可能是下图中的(　　)
A． B．
C． D．
二、多选题
9．跳伞运动员从直升飞机由静止跳下后，在下落过程中受到水平风力的作用，下列说法中正确的是
A．运动员下落时间与风力无关 B．运动员下落时间与风力有关
C．运动员着地速度与风力无关 D．运动员着地速度与风力有关
10．下列说法错误的是（　　）
A．物体的速度大，其加速度不一定大
B．物体的加速度方向与物体速度改变量的方向一致
C．加速度不变的运动一定是匀变速直线运动
D．物体的加速度越大，物体的速度增加越快
11．质量为4kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．质点的初速度大小为5m/s
B．质点所受的合力大小为6N
C．t=0时，质点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
12．物体在平面直角坐标系中运动规律是x=3t2m，y=4t2m，下列说法中正确的是（ ）
A．物体在x轴和y轴方向上都是初速度为零的匀加速直线运动
B．物体的合运动是初速度为零、加速度为5m/s2的匀加速直线运动
C．物体的合运动是初速度为零、加速度为10m/s2的匀加速直线运动
D．物体的合运动是加速度为5m/s2的曲线运动
三、实验题
13．如图所示。长约1m，一端封闭的均匀玻璃管中注满清水，水中放一红蜡做成的小圆柱体（圆柱体的直径略小于玻璃管的直径，轻重大小适宜，在水中能够匀速上浮），将另一端的开口用胶皮塞塞紧。其总质量为3kg。在时刻很快地将玻璃管倒置，蜡块匀速上升，蜡块每一秒上升的距离为10cm；使玻璃管水平向右匀加速运动，每一秒通过的水平距离分别为5cm、15cm、25cm、35cm、45cm……，在图中y表示蜡块在竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，时蜡块位于坐标原点。
（1）请在图中标出t等于1s、2s、3s、4s、5s时蜡块的位置，并用平滑的曲线描绘蜡块的轨迹。( )
（2）玻璃管做上述运动时水平方向受力为___________N。
14．如图甲所示，在一端封闭、长约的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动。假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每内上升的距离都是，玻璃管向右匀加速平移，每内通过的水平位移依次是、、、。图乙中y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，时刻蜡块位于坐标原点。
（1）蜡块在竖直方向的速度___________；
（2）请在图乙中画出蜡块内的轨迹；( )
（3）玻璃管向右平移的加速度大小___________。
四、解答题
15．质量为0.5kg的物体静止在光滑水平面上，从此时开始计时，施加一个正东方向F1=1.0N的水平恒力，5s时再施加一个正北方向F2=4.0N的水平恒力，g=10m/s2。求：
(1)10s时物体的速度大小；
(2)10s内物体的位移大小及方向。
16．如图所示，河宽d＝120m，设小船（视为质点）在静水中行进的速度为，河水的流速为。小船从A点出发，若出发时船头指向河对岸上游的B点，此时船头方向与河岸成角，，经过10min，小船恰好到达河正对岸的C点，已知。
（1）请画出小船在航行时的速度合成图；
（2）求小船在静水中行进的速度的大小；
（3）求河水的流速的大小。
17．一条船要在最短时间内渡过宽为300m的河，已知河水的流速与船离河岸的距离d变化的关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间t的关系如图乙所示，求：
（1）船渡河的时间；
（2）船在河水中的加速度大小．
18．现在自然灾害日益严重，在救灾过程中有时不得不出动军用直升机为被困灾民空投物资。直升机空投物资时，可以停留在空中不动，设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中立即能匀速下落，无风时落地速度为5 m/s。若飞机停留在离地面100 m高处空投物资，由于在水平方向上受风的作用，使降落伞和物资获得1 m/s的水平向东的速度。求：
（1）物资在空中运动的时间；
（2）物资落地时速度的大小；
（3）物资在下落过程中水平方向移动的距离。
参考答案：
1．B
【详解】A．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度大小，即速率不一定发生变化，例如匀速圆周运动，A错误；
B．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度的方向时刻发生变化，即一定变化的物理量是速度，B正确；
CD．做曲线运动的物体，在运动过程中，其所受外力的合力与加速度可能不变，例如平抛运动，CD错误。
故选B。
2．C
【详解】AB．若恒力与速度方向不共线，则质点做曲线运动。若速度与恒力夹锐角，则速度不断增大；若速度与恒力夹钝角，则速度先减小后增大，但是最小速度不为零，因为垂直恒力方向上速度不为零，故AB错误；
CD．若恒力与速度方向共线，则质点做直线运动。若速度与恒力同向，则速度不断增大；若速度与恒力反向，则速度先减小到零后反向增大，故C正确，D错误。
故选C。
3．D
【详解】AB．如图所示：设工人的运动方向与垂直于绳子方向夹角为θ，则对工人的速度进行正交分解，将v沿绳子和垂直于绳方向分解，沿绳的速度大小等于货物上升的速度大小为
v货=vsinθ
θ随人向右运动逐渐变大，sinθ变大，又v货不变，故工人做减速直线运动，但是不是匀变速，故AB错误；
C．物体A沿竖直方向匀速提升，轻绳对物体A的拉力等于其重力，故C错误；
D．工人向右减速直线运动，加速度方向水平向左，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】A．既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；
B．速度方向发生变化的运动，其运动的轨迹可能是直线，如竖直上抛运动上升的过程和下降的过程速度方向相反，故B错误；
C．物体做曲线运动的条件是受到的合力与速度的方向不在同一条直线上，速度变化的运动不一定是曲线运动，如匀加速直线运动，故C错误；
D．物体做曲线运动的条件是受到的合力与速度的方向不在同一条直线上，加速度变化的运动不一定是曲线运动，如弹簧振子的运动，故D错误．
5．A
【详解】对小船进行受力分析，如左图，因为小船做匀速直线运动，所以小船处于平衡，合力为零；

设拉力与水平方向的夹角为θ，有：Fcosθ=f ，Fsinθ+F浮=mg ．船在匀速靠岸的过程中，θ增大，阻力f不变，根据平衡方程知，绳子的拉力F增大，sinθ变大，所以船的浮力减小．故A正确，B错误．可将船运动分解（如右图所示），则有vcosθ=v1，因v匀速运动，又θ增大，所以v1会减小，故CD错误；故选A．
6．B
【详解】A．雨滴落地前匀速下落，则
其中
解得
选项A错误；
B．雨滴匀速运动时，根据平衡条件有
设雨水密度为ρ，则
联立解得
根据③式可知半径不同的雨滴落到地面时的速度不可能相等，故B正确；
CD．刮水平风时，假设风力恒定，大小为，则雨滴刚开始受到重力和风力，合力为
，
雨滴下落时，空气阻力和速度方向方向相反。则空气阻力在与重力和风力的合力在同一方向上。在合力方向上
当雨滴匀速时，雨滴速度
雨滴在竖直方向的速度
则刮水平风时，水滴在竖直方向上的速度变小，落地速率大于无风时，故CD错误。
故选B。
7．C
【详解】当与河岸垂直时，甲船渡河时间最短；乙船船头斜向上游开去，才有可能航程最短，由于甲、乙两只船到达对岸的地点相同（此地点并不在河正对岸），可见乙船在静水中的速度比水的流速要小，要满足题意，则如图所示
设河宽为d，甲用时
乙用时
则
又
解得
故选C。
8．C
【详解】货物在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上先做匀加速运动，后做匀减速运动，根据平行四边形定则，知合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，轨迹为曲线，货物的加速度先向上后向下，根据曲线运动的加速度、轨迹、速度的关系可知，曲线的凹面先向上后向下，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．AD
【详解】运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下的自由落体运动和水平方向随风飘动的运动，两个分运动同时发生，相互独立；所以落地的时间不变；水平方向风速越大，落地的合速度越大，故AD正确，BC错误；
故选AD.
10．CD
【详解】A．加速度的大小与速度的大小没有关系，物体速度大，加速度可能很小，如空中匀速飞行的飞机的速度很大，但加速度为零，故A正确；
B．由公式可知，物体的加速度方向与物体速度改变量的方向一致，故B正确；
C．加速度不变的运动不一定是匀变速直线运动，可能为匀变速曲线运动，如平抛运动的，故C错误；
D．加速度是速度的变化率，则加速度越大，速度变化越快，但速度可能增大，也可能减小，故D错误。
本题选错误的，故选CD。
11．AB
【详解】A．由图可知x轴方向初速度大小为vx=3m/s，y轴方向初速度vy=－4m/s，质点的初速度大小为
故A正确；
B．x轴方向的加速度
y轴方向的加速度为0，质点的合力
故B正确；
C．合力沿x轴方向，而初速度方向既不在x轴，也不在y轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直，故C错误；
D．2s末质点速度大小应该为
故D错误。
故选AB。
12．AC
【详解】A．因物体的运动规律是，，所以物体在和方向上都是做初速度为零的匀加速运动，所以A正确；
BCD．由，得方向上的加速度为，y方向上的加速度为，所以合加速度为
即物体的合运动是初速度为零、加速度为10m/s2的匀加速直线运动；
所以BD错误，C正确．
故选AC。
【名师点睛】该题考查了对运动学公式的理解，要会结合运动学公式对类似于的式子进行初速度和加速度的分析．同时注意对两个直线运动的合运动的分析，会判断合运动是直线运动还是曲线运动．
13． 0.3N
【详解】（1）[1]由题意可知1s、2s、3s、4s、5s时蜡块的位置坐标分别为（10cm，5cm）、（20cm，20cm）、（30cm，45cm）、（40cm，80cm）、（50cm，125cm），作出蜡块的运动轨迹如图所示。
（2）[2]根据运动学规律可知玻璃管在水平方向的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得玻璃管做上述运动时水平方向受力为
14． 0.1
【详解】（1）[1]蜡块在竖直方向做匀速直线运动，速度
解得
（2）[2]蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上向右做匀加速直线运动，根据题中的数据画出蜡块的轨迹，如图所示
（3）[3]由，解得
15．(1)；(2)，方向东偏北45°
【分析】根据题干分析可知，本题考查运动合成与分解的有关知识，根据运动合成与分解有关知识的规律方法，运用运动合成与分解等，分运动与合运动关系进行求解。
【详解】(1)前10s内物体在正东方向上，有
，
第5s末至第10s末，物体再受到正向北的拉力F2，在向北方向上有
，
则t=10s时物体的速度
(2)在正东方向
在正北方向
10s内的位移
则10s内物体位移大小为，方向东偏北。
16．（1）见解析；（2）；（3）
【详解】（1）小船在航行时的速度合成图如下图所示
（2）船头方向与河岸成 α 角，由题意可得
解得
（3）由几何关系得河水的流速为
17．（1）船渡河的时间为100s；（2）船在河水中的加速度大小为0.08m/s2
【详解】（1）当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，则有t==s=100s
（2）船在静水中的速度是匀速，没有加速度，而水流方向存在加速度，由图像可得，联立可得，故加速度为m/s2
18．（1）20 s；（2）m/s；（3）20m
【详解】（1）如图所示，物资的实际运动可以看成是竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀速直线运动的合运动。
分运动与合运动具有等时性，故物资实际运动的时间与竖直方向分运动的时间相等。
（2）物资落地时
vy=5m/s，vx=1m/s
由平行四边形定则得
（3）物资在下落过程中水平方向移动的距离为
x=vxt=1×20m=20m