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1、2020 年新教材高中物理 课时素养评价二 运动的合成与分解（含解析）新人教版必修 2 -1-运动的合成与分解（25 分钟 60 分）一、选择题（本题共 6 小题,每题 5 分,共 30 分)1。关于合运动与分运动,下列说法正确的是（）A.合运动的速度等于两个分运动的速度之和 B。合运动的时间一定等于分运动的时间 C。两个直线运动的合运动一定是直线运动 D.合运动的速度方向一定与其中某一分速度方向相同【解析】选 B.根据平行四边形定则知，合运动的速度可能比分运动的速度大,可能比分运动的速度小，可能与分运动的速度相等,故 A错误；合运动与分运动具有等时性，故 B正确;两个直线运动的合运动不一定是
2、直线运动,故 C错误；合运动的速度方向可以与某一分运动的速度方向相同,也可能不同，故 D错误。2。关于运动的性质,以下说法中正确的是()A.曲线运动一定是变速运动 B。变速运动一定是曲线运动 C.加速度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动 D.只要两个分运动是直线运动,则合运动一定是直线运动【解析】选 A.无论是物体速度的大小变了，还是速度的方向变了，都说明速度是变化的，都是变速运动，做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变,所以曲线运动一定是变速运动，故 A正确；变速运动也可以是平时所学的匀加速直线运动或匀减速直线运动,并不一定是曲线运动,故B错误；加速度大小和速度大小都不变的运动不一定是直
3、线运动,可能是曲线运动,故 C错误；两个分运动是直线运动，则合运动不一定是直线运动,故 D错误。2020 年新教材高中物理 课时素养评价二 运动的合成与分解（含解析）新人教版必修 2 -2-3。如图所示，帆船船头指向正东以速度 v（静水中速度)航行，海面正刮着南风，风速为v,以海岸为参考系,不计阻力。关于帆船的实际航行方向和速度大小,下列说法中正确的是(）A。帆船北偏东 30方向航行,速度大小为 2v B.帆船东偏北 60方向航行，速度大小为v C.帆船东偏北 30方向航行，速度大小为 2v D.帆船东偏南 60方向航行，速度大小为v【解析】选 A。由于帆船的船头指向正东，并以相对静水中的速度
4、 v 航行,南风以v 的风速向北吹来，当以海岸为参考系时，实际速度 v实=2v，设帆船实际航行方向与正北方向夹角为,则 sin=,=30,即帆船沿北偏东 30方向航行，故 A正确。4。如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其 vt 图像如图乙所示.人顶杆沿水平地面运动的 x-t 图像如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法中正确的是(）A。猴子的运动轨迹为直线 B。猴子在 2 s 内做匀变速曲线运动 C。t=1 s 时猴子的速度大小为 4 m/s D.t=2 s时猴子的加速度大小为 0【解题指南】解答本题应注意以下三点:定等于分运动的时间两个直线运动的合运动一定是直线运动合运动的速度方
5、向一定与其中某一分速度方向相同解析选误合运动与分运动具有等时性故正确两个直线运动的合运动不一定是直线运动故错误合运动的速度方向可以与某一分定是曲线运动加速度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动只要两个分运动是直线运动则合运动一定是直线运2020 年新教材高中物理 课时素养评价二 运动的合成与分解（含解析）新人教版必修 2 -3-(1)猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀减速直线运动。(2）通过运动的合成,判断猴子相对于地面的运动轨迹以及运动情况。(3）求出 t=2 s 时刻猴子在水平方向和竖直方向上的分加速度,根据平行四边形定则,求出猴子相对于地面的加速度。【解析】选 B。由
6、乙图知,猴子竖直方向上做匀减速直线运动，加速度竖直向下。由丙图知，猴子水平方向上做匀速直线运动,则猴子的加速度竖直向下,与初速度方向不在同一直线上，所以猴子在 2 s 内做匀变速曲线运动,故 A错误，B正确;x-t图像的斜率等于速度,则知猴子水平方向的初速度大小为：vx=4 m/s,t=0时猴子竖直方向分速度:vy=8 m/s,则 t=1 s 时猴子竖直分速度为 vy=4 m/s，因此 t=1 s时猴子的速度大小为：v=m/s=4 m/s，故 C错误；v-t 图像的斜率等于加速度,则知猴子的加速度大小为:a=m/s2=4 m/s2，故 D错误。5.跳伞运动员从直升机上由静止跳下,经一段时间后打
7、开降落伞，最终以 5.0 m/s的速度匀速竖直下落。现在有风，风使他以 3。0 m/s 的速度沿水平方向匀速运动，则跳伞运动员着地时的速度大小约（）A.2.0 m/s B。4。0 m/s C。5.8 m/s D。8.0 m/s【解析】选 C.根据运动的合成可知,着地时速度:v=m/s 5.8 m/s,故 C正确。定等于分运动的时间两个直线运动的合运动一定是直线运动合运动的速度方向一定与其中某一分速度方向相同解析选误合运动与分运动具有等时性故正确两个直线运动的合运动不一定是直线运动故错误合运动的速度方向可以与某一分定是曲线运动加速度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动只要两个分运动是直线运动
8、则合运动一定是直线运2020 年新教材高中物理 课时素养评价二 运动的合成与分解（含解析）新人教版必修 2 -4-6。如图所示,一轻绳通过无摩擦的小定滑轮 O与小球 B连接，另一端与套在竖直杆上的物块 A连接，杆两端固定且足够长，物块 A以速度 v 沿杆从图示位置向下匀速运动,小球 B在某时刻的速度大小为 v1，此时轻绳与杆的夹角为，在整个运动过程中小球 B不会碰到定滑轮。则()A.v1=vsin B.v1=C。小球 B在上升的过程中，加速度方向一直向上 D。小球 B在上升的过程中,加速度方向一直向下【解析】选 C。将物块 A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向,在沿绳子方向的分速度等于
9、B的速度。在沿绳子方向的分速度为 vcos，所以 v1=vcos，故 A、B错误。物块 A、小球 B组成的系统由静止开始运动,随角的减小则小球 B的速度逐渐增大，即小球 B在上升的过程中，加速度方向一直向上，故 C正确，D错误。二、计算题（本题共 2 小题,共 30 分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标明单位）7。(14 分)如图所示,一架飞机沿仰角 37方向斜向上做匀速直线运动，速度的大小为 v=150 m/s，sin37=0.6,cos37=0。8。则:定等于分运动的时间两个直线运动的合运动一定是直线运动合运动的速度方向一定与其中某一分速度方向相同解析选误合运动与分运动具有等
10、时性故正确两个直线运动的合运动不一定是直线运动故错误合运动的速度方向可以与某一分定是曲线运动加速度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动只要两个分运动是直线运动则合运动一定是直线运2020 年新教材高中物理 课时素养评价二 运动的合成与分解（含解析）新人教版必修 2 -5-（1）经过 t=4 s 飞机发生的位移是多少？(2）飞机在竖直方向的分速度是多大？（3)经过 t=4 s 飞机在竖直方向上升了多少米？【解析】(1）由于飞机做匀速直线运动,则位移的大小：x=vt=150 4 m=600 m;（2）根据运动的合成与分解可知,竖直方向的分速度的大小:vy=vsin37=1500。6 m/s=9
11、0 m/s；（3）竖直方向仍为匀速运动,在竖直方向上升的高度：h=vyt=904 m=360 m.答案：（1)600 m（2）90 m/s(3)360 m 8。（16 分)小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时,在出发后 10 min 到达对岸下游 120 m 处；若船头保持与河岸成 角向上游航行,则在出发后 12.5 min 到达正对岸。(1)求水流速度大小 v1.（2）求船在静水中的速度大小 v2。(3)求河的宽度 d。(4)求船头与河岸的夹角。【解题指南】将船的运动分解为垂直于河岸和沿河岸方向,抓住分运动与合运动具有等时性求出河的宽度。定等于分运动的时间两个直线运动的合运动一定是
12、直线运动合运动的速度方向一定与其中某一分速度方向相同解析选误合运动与分运动具有等时性故正确两个直线运动的合运动不一定是直线运动故错误合运动的速度方向可以与某一分定是曲线运动加速度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动只要两个分运动是直线运动则合运动一定是直线运2020 年新教材高中物理 课时素养评价二 运动的合成与分解（含解析）新人教版必修 2 -6-【解析】(1)船头保持跟河岸垂直的方向航行时有:v1t=120 m,则有:v1=m/s=0。2 m/s;(2)(3)当合速度与河岸垂直时,合速度：v=且 d=vt1，而 v2t=d，其中 t1=12.5 min，联立以上各式解得：d=200 m
13、，v2=m/s;（4）斜向上游航行时，v2t1sin=d 解得 sin=0.8 故=53。答案：（1)0.2 m/s(2）m/s（3）200 m（4）53(15 分钟 40 分)9。（6 分）如图所示，一块橡皮用细线悬挂于 O点，用钉子靠着线的左侧,沿与水平方向成 30角的斜面向右以速度 v 匀速运动，运动中始终保持悬线竖直，下列说法正确的是（）A。橡皮的速度大小为v B。橡皮的速度大小为v C。橡皮的速度与水平方向成 30角 D.橡皮的速度与水平方向成 45角 定等于分运动的时间两个直线运动的合运动一定是直线运动合运动的速度方向一定与其中某一分速度方向相同解析选误合运动与分运动具有等时性故正
14、确两个直线运动的合运动不一定是直线运动故错误合运动的速度方向可以与某一分定是曲线运动加速度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动只要两个分运动是直线运动则合运动一定是直线运2020 年新教材高中物理 课时素养评价二 运动的合成与分解（含解析）新人教版必修 2 -7-【解析】选 B.橡皮参与了平行于斜面方向的匀速直线运动和竖直方向上的匀速直线运动，两个分速度大小相等，都为 v,根据平行四边形定则知：v合=2vcos30=v.合速度的方向与水平方向的夹角为 60,故 B正确，A、C、D错误。10.(6 分）端午赛龙舟是中华民族的传统，龙舟竞渡是铜梁独具韵味的传统风情之一.若某龙舟在比赛前划向比赛
15、点的途中要渡过 72 m 宽两岸平直的河,龙舟在静水中划行的速率为 4 m/s,河水的流速为 3 m/s，下列说法中正确的是(）A.该龙舟以最短时间渡河通过的位移为 96 m B.该龙舟渡河的最大速率约为 8 m/s C。该龙船渡河所用时间最少为 18 s D.该龙舟不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸【解析】选 C。该龙舟以最短时间渡河用时间 tmin=s=18 s,沿河岸方向的位移:x=vst=54 m;通过的位移为 s=m=90 m，故 A错误,C 正确；当龙舟速度与水流速度同向时合速度最大，最大速度为 4 m/s+3 m/s=7 m/s，故 B错误；因龙舟的静水速度大于水流速度,可知该龙舟能
16、够垂直河岸到达正对岸，故 D错误。【补偿训练】(多选）在某条宽度为 300 m 的河道中，河水的流速与离河岸的距离的关系如图甲所示，若船在静水中速度与时间的关系如图乙所示,渡河时保持船头始终与河岸垂直,则（）定等于分运动的时间两个直线运动的合运动一定是直线运动合运动的速度方向一定与其中某一分速度方向相同解析选误合运动与分运动具有等时性故正确两个直线运动的合运动不一定是直线运动故错误合运动的速度方向可以与某一分定是曲线运动加速度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动只要两个分运动是直线运动则合运动一定是直线运2020 年新教材高中物理 课时素养评价二 运动的合成与分解（含解析）新人教版必修 2
17、 -8-A。船在河水中航行的轨迹是一条直线 B.船渡河所用时间为 100 s C。船在前半程和后半程做匀变速运动 D。船在行驶过程中,速度大小先增大后减小【解析】选 B、C、D.由于水流的速度随离河岸的距离变化而变化,因此船在渡河时合速度方向在不断变化,其轨迹为曲线，故 A错误;船渡河的时间由垂直于河岸方向的速度决定，又因船在渡河时，船头始终与河岸垂直，所以渡河时间由船在静水中的速度决定,因此：t=s=100 s，故 B正确；由图甲中图线斜率可知,船在前半程和后半程的加速度大小分别不变，因此船在前半程和后半程做匀变速运动,故 C正确;船在渡河过程中的速度大小先增大后减小,故 D正确。11。(6
18、 分)水平面上两物体 A、B通过一根跨过定滑轮的轻绳相连，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、时（如图所示)，物体 B的运动速度 vB为(绳始终有拉力)（)A.B。C.D。【解析】选 D.对 A物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方向的速度大小为 v1cos；对 B物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，则有沿着绳子方定等于分运动的时间两个直线运动的合运动一定是直线运动合运动的速度方向一定与其中某一分速度方向相同解析选误合运动与分运动具有等时性故正确两个直线运动的合运动不一定是直线运动故错误合运动的速度方向可以与某一分定是曲线运动加速
19、度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动只要两个分运动是直线运动则合运动一定是直线运2020 年新教材高中物理 课时素养评价二 运动的合成与分解（含解析）新人教版必修 2 -9-向的速度大小为 vBcos,由于沿着绳子方向速度大小相等，所以有 v1cos=vBcos,因此vB=,故 D正确。12。(22 分）如图所示，质量 m=2.0 kg 的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为,根据以上条件，求:(1）t=10 s 时刻物体的位置坐标；(2)t=10 s时刻物体的速度和加速度的大小.【解析】（1）由于物体运动过程中的坐标与时间的关系 为 x=3。0t
20、(m)，y=0.2t2(m),代入时间 t=10 s,可得:x=3。0t=3.0 10 m=30 m y=0。2t 2=0.2 10 2 m=20 m.即 t=10 s时刻物体的位置坐标为(30 m,20 m)。(2）由于物体运动过程中的坐标与时间的关系式 x=3。0t(m),y=0.2t2(m)，比较物体在两个方向的运动学公式：x=v0t;y=at2，可求得:v 0=3。0 m/s，a=0.4 m/s2 当 t=10 s 时，vy=at=0.4 10 m/s=4.0 m/s 定等于分运动的时间两个直线运动的合运动一定是直线运动合运动的速度方向一定与其中某一分速度方向相同解析选误合运动与分运动
21、具有等时性故正确两个直线运动的合运动不一定是直线运动故错误合运动的速度方向可以与某一分定是曲线运动加速度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动只要两个分运动是直线运动则合运动一定是直线运2020 年新教材高中物理 课时素养评价二 运动的合成与分解（含解析）新人教版必修 2 -10-v=m/s=5。0 m/s。答案：（1）(30 m，20 m)（2)5。0 m/s 0。4 m/s 2 定等于分运动的时间两个直线运动的合运动一定是直线运动合运动的速度方向一定与其中某一分速度方向相同解析选误合运动与分运动具有等时性故正确两个直线运动的合运动不一定是直线运动故错误合运动的速度方向可以与某一分定是曲线运动加速度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动只要两个分运动是直线运动则合运动一定是直线运