2023年高考物理运动的合成与分解平抛运动练习.docx

2023年高考物理 运动的合成与分解 平抛运动练习 一、选择题(共10小题，每题6分，共60分，在每题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分) 1．(2023·高考广东理基)船在静水中的航速为v1，水流的速度为v2.为使船行驶到河正对岸的码头，那么v1相对v2的方向应为 (　　) 【答案】　C 2．在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地．假设不计空气阻力，那么 (　　) A．垒球落地瞬时速度的大小仅由初速度决定 B．垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定 C．垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定 D．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 【解析】　垒球落地时瞬时速度的大小是v＝，其速度方向与水平方向的夹角满足：tanα＝，由此可知，A、B错；垒球在空中运动的水平位移x＝v0t＝v0，故C错；垒球在空中运动的时间t＝，故D对． 【答案】　D 3．(2023·云南第一次模拟)如以下图，物体在恒力F的作用下沿曲线从A运动到B，这时，突然使它所受的力反向，大小不变，即由F变为－F，在此力作用下，物体以后的运动情况，以下说法中正确的选项是 (　　) A．物体不可能沿曲线Ba运动 B．物体不可能沿直线Bb运动 C．物体不可能沿曲线Bc运动 D．物体不可能沿原曲线由B返回A 【答案】　ABD 4．跳伞表演是人们普遍喜欢的欣赏性体育工程，当运发动从直升飞机由静止跳下后，在下落过程中不免会受到水平风力的影响，以下说法中正确的选项是 (　　) A．风力越大，运发动下落时间越长，运发动可完成更多的动作 B．风力越大，运发动着地速度越大，有可能对运发动造成伤害 C．运发动下落时间与风力无关 D．运发动着地速度与风力无关 【解析】　运发动下落过程中，下落时间仅与竖直方向的运动有关，与水平方向的运动无关，即A错，C正确．着地速度是竖直方向速度与风速的合成．即B正确．D错． 【答案】　BC 5．(2023·河北冀州中学摸底测试)如以下图，在一次空地演习中，离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P，反响灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截，设拦截系统与飞机的水平距离为s，假设拦截成功，不计空气阻力，那么v1、v2的关系为 (　　) A．v1＝v2　　　　　　　　 B．v1＝v2 C．v1＝v2 D．v1＝v2 【解析】　飞机发射的炮弹做平抛运动，拦截系统发射的炮弹做竖直上抛运动．那么有：s＝v1t，h＝gt2，h′＝v2t－gt2，又H＝h＋h′，所以有H＝v2t，于是v1＝v2，故D正确． 【答案】　D 6．(2023·湖北八校联考)一个做平抛运动的物体，从运动开始发生水平位移为s的时间内，它在竖直方向的位移为d1；紧接着物体在发生第二个水平位移s的时间内，它在竖直方向发生的位移为d2.重力加速度为g，那么做平抛运动的物体的初速度为 (　　) A．s　　 B．s　　 C.　　 D．s 【解析】　设发生水平位移s用时为t，那么有s＝v0t，d2－d1＝gt2，且d1/d2＝，所以v0＝s＝s＝s. 【答案】　ABD 7．甲、乙两球位于同一竖直线上的不同位置，甲比乙高h，如以下图，将甲、乙两球分别以v1、v2的速度沿同一方向水平抛出，不计空气阻力，以下条件中有可能使乙球击中甲球的是(　　) A．同时抛出，且v1<v2 B．甲比乙后抛出，且v1>v2 C．甲比乙早抛出，且v1>v2 D．甲比乙早抛出，且v1<v2 【解析】　乙球击中甲球，也就是在某一时刻两球同时到达空中某一位置，甲、乙两球的竖直位移y1>y2，由h＝gt2得t1>t2，甲球早抛出．甲、乙两球的水平位移x1＝x2，根据x＝vt得v1t1＝v2t2，所以v1<v2，应选D. 【答案】　D 8．火车以1m/s2的加速度，在水平轨道上匀加速行驶，车厢中一乘客把手伸到窗外，从距地面高处自由释放一物体，不计空气阻力，那么物体落地时与乘客的水平距离为(g＝10m/s2) (　　) A．0 B． C． D．1m 【解析】　以火车为参考系，被释放的物体在水平方向将向后做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向做自由落体运动．设落地时间为t，那么h＝gt2. 落地点距乘客的距离x，即为物体在落地时间内相对于火车的水平位移的大小x＝at2 由以上两式可得x＝＝. 【答案】　B 9．A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，现物体A以v1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是α、β时，如以下图．物体B的运动速度vB为(绳始终有拉力) (　　) A．v1sinα/sinβ B．v1cosα/sinβ C．v1sinα/cosβ D．v1cosα/cosβ 【解析】　设物体B的运动速度为vB，此速度为物体B合运动的速度，根据它的实际运动效果两分运动分别为：沿绳收缩方向的分运动，设其速度为v绳B；垂直绳方向的圆周运动，速度分解如以下图，那么有vB＝ ① 物体A的合运动对应的速度为v1，它也产生两个分运动效果，分别是：沿绳伸长方向的运动，设其速度为v绳A；垂直绳方向的圆周运动，它的速度分解如以下图，那么有v绳A＝v1cosα ② 由于对应同一根绳，其长度不变，故： v绳B＝v绳A ③ 根据三式解得：vB＝v1cosα/cosβ.选项D正确． 【答案】　D 10．(2023·济南模拟)一物体运动规律是x＝3t2m，y＝4t2m，那么以下说法中正确的选项是(　　) 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 【解析】　由x＝3t2及y＝4t2知物体在x、y方向上的初速度为0，加速度分别为ax＝6m/s2，ay＝8m/s2，故a＝＝10m/s2. 【答案】　AC 二、论述、计算题(此题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位) 11．小船在200m宽的河中横渡，水流速度为2m/s，船在静水中的航速是4m/s，求： (1)当小船的船头始终正对对岸时，它将在何时、何处到达对岸？ (2)要使小船到达正对岸，应如何行驶？历时多长？ 【解析】　小船参与了两个运动：随水漂流和船在静水中的运动．因分运动之间是互不干扰的，具有等时的性质，故(1)小船渡河时间等于垂直于河岸的分运动时间： t＝t1＝＝s＝50s， 沿河流方向的位移s水＝v水t＝2×50m＝100m， 即在正对岸下游100m处靠岸． (2)要小船垂直河岸过河，即合速度应垂直于河岸，如右图所示， 那么cosθ＝＝＝， 所以θ＝60°，即航向与上游河岸成60°角，渡河时间 t＝t1＝＝＝s＝s≈57.7s. 【答案】　(1)50s后在正对岸下游100m处靠岸 12．在一次扑灭森林火灾的行动中，一架专用直升机载有足量的水悬停在火场上空320m高处，机身可绕旋翼轴原地旋转，机身下出水管可以从水平方向到竖直向下方向旋转90°，水流喷出速度为30m/s，不计空气阻力，取g＝10m/s2，请估算能扑灭地面上火灾的面积． 【解析】　h＝320m，v0＝30m/s，当水流沿水平方向射出时，在水平地面上落点最远，扑灭地面上火灾的面积最大．由平抛物体的运动规律有x＝v0t， h＝gt2， 联立以上两式并代入数据得 x＝v0　＝240m. 由于水管可从水平方向到竖直方向旋转90°，所以灭火面积是半径为x的圆面积，其大小为 S＝πx2×2402m2≈×105m2 【答案】　×105m2 13．如以下图，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α＝53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，斜面顶端与平台的高度差h＝，重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求： (1)小球水平抛出的初速度v0是多少？ (2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？ (3)假设斜面顶端高H＝，那么小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端？ 【解析】　(1)由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否那么小球会弹起，所以vy＝v0tan53° v＝2gh 代入数据，得vy＝4m/s，v0＝3m/s. (2)由vy＝gt1得：t1 s＝v0t1＝3×＝. (3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度 a＝＝8m/s2 初速度v＝＝5m/s ＝vt2＋at 代入数据，整理得：4t＋5t2－26＝0 解得t2＝2s或t2＝－s(不合题意舍去)． 所以t＝t1＋t2＝2.4s. 【答案】　(1)3m/s　(2)