2020年高考名校物理模拟试题分项解析热点07 运动合成与分解和抛体运动(解析版)

1、热点07运动的合成与分解和抛体运动高考真题1.（2018北京理综20）根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置。但实际上，赤道上方200m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6cm处，这一现象可解释为，除重力外，由“于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的力”，该“力”与竖直方向的速度大小成正比，现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向西，则小球（）a到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零b到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零c落地点在抛出点东侧d落地点在抛出点西侧【参考答案】d【名师解析】上升过程该“力”水平向西，小球有向西的加速度，

2、在最高点竖直方向上速度为零，水平方向上有向西的水平速度，且有竖直向下的加速度，选项ab错误；下落过程小球受到一个水平向东的“力”，小球向西减速运动，按照对称性落至地面时水平速度为0，整个过程都在向西运动，所以落点在抛出点的西侧，选项c错d正确。点睛：本题的运动可以分解为竖直方向上的匀变速和水平方向上的变加速运动，利用运动的合成与分解来求解。1.（2019全国理综ii卷14）如图（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其v-t图像如图（b）所示，t1和t2是他落在倾

3、斜雪道上的时刻。则a第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小1b第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大c第一次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大d竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大【参考答案】.bd【命题意图】本题考查受到空气阻力的平抛运动，牛顿运动定律及其相关知识点，意在考查对速度图像的理解和应用，考查的核心素养是运动和力的观念，从图像中筛选出解题信息。【解题思路】【错误项分析】根据速度图像的面积表示位移，第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次大，选项a错误；根据速度图像的斜率表示加速度可知，第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加

4、速度比第一次小，选项c错误；【正确项分析】运动员做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，由于第二次滑翔过程时间比较长，第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次大，选项b正确；竖直方向上的大小为v1时，根据速度图像的斜率表示加速度可知，第二次滑翔过程中在竖直方向上的加速度比第一次小，由牛顿第二定律，mg-f=ma，可知第二次滑翔过程中在竖直方向上所受阻力比第一次大，选项d正确。【据图析题】此题需要利用速度图像的面积和斜率的物理意义解题。2.（2018高考全国理综iii）在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和v2的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的

5、a2倍b4倍c6倍d8倍【参考答案】.b【命题意图】本题考查平抛运动规律、机械能守恒定律及其相关的知识点。【解题思路】设甲球落至斜面时的速率为v1，乙落至斜面时的速率为v2，由平抛运动规律，x=vt，y=12gt2，1设斜面倾角为，由几何关系，tan=y/x，小球由抛出到落至斜面，由机械能守恒定律，mv2+mgy=212mv12，vv联立解得：1=1+tan2qv，即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理可得，2=1+tan2qv/2，所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的2倍，选项a正确。【方法归纳】对于小球在斜面上的平抛运动，一般利用平抛运动规律和几何关系列方程解答。3（20

6、18江苏高考物理）某弹射管每次弹出的小球速度相等在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的（a）时刻相同，地点相同（c）时刻不同，地点相同【参考答案】b（b）时刻相同，地点不同（d）时刻不同，地点不同2【命题意图】本题考查平抛运动及其相关知识点。【解题思路】由于小球随弹射管在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动，所以先后弹出两只小球忽略空气阻力，两只小球应该同时落到地面，即落到水平地面的时刻相同；由于弹射管每次弹出的小球速度相等，但是小球在空中运动时间不同，所以落地地点不同，选项b正确。点睛：本题以平抛运动为背景考查合运动

7、与分运动的关系及时刻和位置的概念，解题时要注意弹射管沿光滑竖直轨道向下做自由落体运动，小球弹出时在竖直方向始终具有跟弹射管相同的速度。4.(2017全国理综i卷15)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空气的影响）。速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网：其原因是a.速度较小的球下降相同的距离所用的时间较多b.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大c.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少d.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大【参考答案】c【命题意图】本题考查平抛运动规律及其相关的知识点。【解题思路】发球机从同一高度水平射出两个速度不同

8、的乒乓球，根据平抛运动规律，h=12gt2，可知下落相同距离h所用的时间是相同的，选项a错误；由vy2=2gh可知，下落相同距离h时在竖直方向的速度vy相同，选项b错误；由平抛运动规律，x=vt可知，速度较大的球通过同一水平距离所用的时间t较少，选项c正确；由于平抛运动的球在竖直方向做自由落体运动，两球在相同时间间隔内下降的距离相同，选项d错误。【高分要诀】由于高考答题需要争分夺秒，解答单选题只需根据题述的情景，运用平抛运动规律，判断出速度较大的球通过同一水平距离所用的时间t较少，选项c正确即可。5（2017高考江苏物理）如图所示，a、b两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两

9、球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为3（a）t（b）2ttt（c）（d）224抛运动规律，则有x=（2v1+2v2）t联立解得t=t/2，选项c正确。【参考答案】c【名师解析】设第一次抛出时a球速度为v1，b球速度为v2，根据平抛运动规律，则a、b之间的水平距离x=（v1+v2）t。第二次两球的抛出速度都变为原来的2倍，设两球从抛出到相遇经过的时间为t，根据平。最新模拟题1.（2020河南高三第三次段考）如图所示，水平面上方一内壁光滑的限位器竖直放置，一直径略小于限位器管径的铅笔插入其中，一倾角为的斜面以大小为v的水平速度匀速通过限位器时，斜面上会留下笔迹，铅笔在斜面上

10、画线的速度大小为（）a.vb.c.d.【参考答案】c【名师解析】以斜面为参考系，设铅笔在斜面上运动的速度为v0，如下图所示：根据三角知识，则有：v=v0，解得：v0=，故abd错误，c正确；【方法归纳】根据运动的合成与分解，以斜面为参考系，结合矢量的合成法则，及三角知识，即可求解。本题考查了运动的合成与分解，目的是考查学生的推理能力，同时掌握矢量的合成法则，及理解三角知识的应用，注意选取斜面为参考系是解题的关键。42.（2020河南高三第三次段考）如图所示，一小朋友不小心将一小玩具球从某层台阶水平踢出，直接落到了下方的第四级台阶上。已知每层台阶高和宽分别为0.2m和0.3m，重力加速度大小为1

11、0m/s2，不计空气阻力，则小球水平离开第一级台阶时的速度大小可能为（）a.b.c.d.【参考答案】d【名师解析】由平抛运动规律可知，小球恰好越过第三级台阶的水平方向的位移x1=0.6m，竖直位移h1=0.4m，由h1=gt12，x1=v1t1，可得v1=m/s=2.12m/s，小球到达第四级台阶边缘时水平方向的位移x2=0.9m，竖直位移h2=0.6m，由h2=，x2=v2t2，可得v2=m/s=2.60m/s，v2v0v1，故d正确，abc错误。【方法归纳】。求出小球恰好越过第三级台阶的水平方向的位移和竖直方向的位移，根据公式h1=gt12，x1=v1t1，可以求出其水平速度；同理，也可以

12、求出小球到达第四级台阶边缘时的水平速度，小球水平离开第一级台阶时的速度大小v0满足v2v0v1就可以。本题考查平抛物体的运动规律，目的是考查学生的分析综合能力。本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，对b运用匀减速直线运动的规律直接求解即可。3.（2019仿真模拟）根据图像分析，下列选项正确的是（）a2s末质点速度大小为7m/sb2s末质点速度大小为5m/sc质点所受的合外力大小为3nd质点的初速度大小为5m/s5【参考答案】b【名师解析】由图象知，物体在在x方向做初速度为零的匀加速直线运动，在y方向做匀速直线运动，2s末，

13、因而，故a错误，b正确；由速度时间图线的斜率表示加速度知，所以合加速度的大小为，根据牛顿第二定律得：物体所受的合外力大小为，故c错误；由图象知，当时，所以物体的初速度大小为，故d错误。所以选b。考点：本题考查图及运动的合成与分解，意在考查考生对图象的认识与理解及对运动合成与分解思想的理解。中4.(2019浙江模拟)大飞机重大专项是提高我国自主创新能力和增强国家核心竞争力的重大战略决策，国制造的大飞机“c919”已于2017年5月5日成功首飞。若飞机在某次降落过程中某时刻水平方向速度为90m/s，竖直方向速度为9m/s，在水平方向做加速度为3m/s2的匀减速直线运动，在竖直方向做加速度为0.3m

14、/s2的匀减速直线运动，直到飞机着陆时竖直方向的速度刚好减为零，在此降落的全过程中a.飞机上的乘客处于失重状态c.飞机的位移为1350mb.飞机运动轨迹为抛物线d.飞机在水平方向的平均速度为45m/s【参考答案】d【名师解析】竖直方向做加速度为0.3m/s2的匀减速直线运动，即加速方向向上，弹力大于重力，故处于超重状态，故a错误；抛物运动的特点是加速恒定，加速度与速度不共线，vyvx=aayx，根据运动的合成与分解知合速度和合加速度共线，做匀变速直线运动，故b错误；vx2=2axx，解得飞机的水平位移为x=1350m，同理竖直方向位移y=135m。合位移s=x2+y2=13502+1352m，

15、故c错误；水平方向速度末速度为零，v故平均速度为x=45m/s，故d正确。25.（2019河南信阳二模）如图，在灭火抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业为了节省救援时间，人沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速后退，则关于消防队员的运动，下列说法中正确的是（）6a消防队员做匀加速直线运动b消防队员做匀变速曲线运动c消防队员做变加速曲线运动d消防队员水平方向的速度保持不变【参考答案】b【名师解析】消防员参与了沿梯子方向的匀加速直线运动和水平方向上的匀速直线运动，通过合速度与合加速度是否在同一条直线上判断消防员做直线运动还是曲线运动根据运动的合成，知合速度的方向与

16、合加速度的方向不在同一条直线，其加速度的方向大小不变，所以消防员做匀变速曲线运动。故a、c错误，b正确。将消防员的运动分解为水平方向和竖直方向，知水平方向上的最终的速度为匀速后退的速度和沿梯子方向速度在水平方向上的分速度的合速度，因为沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度在变，所以消防队员水平方向的速度在变。故d错误。【点评】解决本题的关键掌握运动的合成与分解，知道通过分解为水平方向和竖直方向来判断消防队员在水平方向的速度变化6（2019江苏联考）如图所示，烟花可以增添欢乐气氛，当然烟花也蕴含着许多物理知识。假设在高空中有四个物体，在同一位置同时以速率v竖直向上、竖直向下、水平向左、水平向右被抛

17、出，不考虑空气的阻力，经过3s后四个物体在空中的位置构成的图形可能是下列所给图中的（）abcd【参考答案】a【名师解析】每个小球的运动都可以看成是沿初速度方向的匀速直线运动和竖直向下的自由落体运动的合运动。向上运动的位移到出发点的距离：，向下运动的位移到出发点的距离：，两个小球之间的距离：=h1+h2=2v0t。向左的运动：，向右的运动：，所以向左的小球到向右的小球之间的距离：l=x1-x2=2v0t，向左的小球到向上的小球之间的距离：7水平方向：，竖直方向：，向左的小球到向下的小球之间的距离：水平方向：，竖直方向：，同理，向右的小球到向上的小球，以及到向下的小球之间的距离也是如此，所以四个小

18、球所在位置为顶点所构成的图形应该是正方形，故a正确。7.（2019陕西渭南质检）河水由西向东流，河宽为800m，河中各点的水流速度大小为v水，各点到较近河岸的距离为x米，v水与x的关系为v水=3x/400m/s，让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为v船=4m/s，则下列说法中正确的是a.小船渡河的轨迹为直线b.小船在河水中的最大速度是5m/sc.小船在距南岸200m处的速度小于距北岸200m处的速度d.小船渡河的时间是200s【参考答案】bd【名师解析】小船在沿河岸方向上做匀速直线运动，在垂直于河岸方向上做变速运动，合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上，做曲线运动。故a错

19、误。小船到达离河岸d/2处，即中央处，水流速为v水=3/400400m/s=3m/s，则，此时速度最大。故b正确。小船在距南岸200m处的速度为，而距北岸200m处的速度，则船的速度，由此可知，两者速度大小相等，故c错误。将小船的运动分解为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动，两个分运动同时发生，互不干扰，故渡河时间与顺水流方向的分运动无关，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的分位移最小，故渡河时间最短，最短时间为船。故d正确。【关键点拨】将小船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，小船船头垂直河岸，则沿河岸方向的速度等于水流速度，根据两个方向上的运动情况判断合运动的轨迹解决本题的关键知道

20、当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，物体做直线运动，不在同一条直线上，物体做曲线运动以及知道合速度与分速度之间遵循平行四边形定则8.（6分）（2019湖北武汉武昌5月调研）如图所示，上、下两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平。在两轨道相对于各自轨道末端高度相同的位置上各安装一个电磁铁，两8个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球a、b，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，a球做平抛运动，b球进入一个光滑的水平轨道。若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的p点处。已知固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为9cm，则可计

21、算出a球刚到达p点的速度大小为（g取10m/s2）（）a4.5m/sbm/scm/sdm/s【参考答案】a【命题意图】本题考查平抛运动规律及其相关知识点。【解题思路】由于水平轨道光滑，可知b球进入水平轨道后将做匀速直线运动，由于实验现象是a、b两球相遇，故a（或平抛运动）的水平分运动与b球的水平匀速直线运动一样，是匀速直线运动；根据平抛运动规律可以求出a球刚到达p点的速度大小。由图知a球下落的高度为h9l81cm，水平位移x9l81cm，根据平抛运动规律：xv0t，hgt2，vygt，解得：v00.9m/s，vy0.9m/s，所以vp4.5m/s。故选项a正确，bcd错误。【关键点拨】把平抛运

22、动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动是解决问题的关键。9.（2019四川成都七中质检）套圈游戏是一项很受欢迎的群众运动，要求每次从同一位置水平抛出圆环，套住与圆环前端水平距离为3m的20cm高的竖直细杆，即为获胜一身高1.7m老人从距地面1m高度水平抛出圆环，圆环半径为8cm：要想套住细杆，他水平抛出的速度可能为（g取10m/s2）（）a.7.4m/sb.7.8m/sc.8.2m/sd.8.6m/s9【名师解析】根据得，则平抛运动的最大速度。故b正确。，最小速度，则【参考答案】b【名师点拨】根据高度差求出平抛运动的时间，结合水平位移的关系和时间求出平抛运动的初速度范围解决本题

23、的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住水平位移的范围得出速度的范围10（2019湖南衡阳三模）如图所示，地画面上固定有一半径为r的半圆形四，o为圆心、ab为水平直径、现将小球（可视为质点）从a处以初速度v1水平抛出后恰好落到d点：若将该小球从a处以初速度v2水平抛出后恰好落到c点，c、d两点等高，oc与水平方向的夹角60，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）av1：v2l：4b小球从开始运动到落到凹槽上的过程中，其两次的动量变化量相同c小球落在凹槽上时，其两次的重力的瞬时功率不同d小球落到c点时，速度方向可能与该处凹槽切面垂直【参考答案】b【名师解析】过c点和d点分别做水平直

24、径ab的垂线，分别交ab于m点和n点，如图：则：omonr600.5r，所以：an0.5r，am1.5r。由于c与d点的高度是相等的，由：h12gt2可知二者运动的时间是相等的。由水平方向的位移：xv0t,可得：v1=2an0.5r1=选项a错误；小球平抛运am1.5r3动水平速度不变，它们速度的变化量等于竖直方向速度变化量：vgt，由于二者运动的时间是相等的，则它们速度的变化量也相等，选项b正确；由pg=mgv可知小球落在凹槽上时，其两次的重力的瞬时功率相同，选项c错误；球落到c点时，若速度方向与该处凹槽切面垂直则速度方向为oc，o点应为am的中点，显然不是，选项d错误。1011(2019嘉

25、兴联考)羽毛球运动员林丹曾在某综艺节目中表演羽毛球定点击鼓，如图是他表演时的羽毛球场地示意图。图中甲、乙两鼓等高，丙、丁两鼓较低但也等高。若林丹各次发球时羽毛球飞出位置不变且均做平抛运动，则()a击中甲、乙的两球初速度v甲v乙b击中甲、乙的两球初速度v甲v乙c假设某次发球能够击中甲鼓，用相同速度发球可能击中丁鼓d击中四鼓的羽毛球中，击中丙鼓的初速度最大【参考答案】b【名师解析】由题图可知，甲、乙两鼓的高度相同，所以羽毛球到达两鼓用时相同，但由于离林丹的水x平距离不同，甲鼓的水平距离较远，所以由vt可知，击中甲、乙的两球初速度v甲v乙，故a错误，b正确；由题图可知，甲、丁两鼓不在同一直线上，所以

26、用相同速度发球不可能到达丁鼓，故c错误；由于丁、丙两鼓高度相同，但由图可知，丁鼓离林丹的水平距离最大，所以击中丁鼓的初速度一定大于击中丙鼓的初速度，故d错误。12（3分）(2019浙江台州模拟)在离地面某高处，第一次将小球以初速度v0水平抛出，第二次沿着小球在空中的运动轨迹设置一条光滑轨道，改为将小球在此轨道上与第一次同一高度静止释放。已知小球运动过程始终不脱离轨道，不计空气阻力。比较两次小球的运动，以下说法正确的是（）a运动时间相等b着地时的速度大小相等c着地时的速度方向相同d在竖直方向的分运动都是自由落体运动11【参考答案】.c【命题意图】本题考查对平抛运动和沿光滑抛物线轨道运动的理解及其

27、相关的知识点。【解题思路】由于第一次小球做平抛运动，在竖直方向不受力，做自由落体运动，而第二次时小球受到轨道的作用力沿竖直向上方向的分力，所以第二次运动的时间一定较大，即第二次沿光滑轨道运动的时间长，选项a错误。第一次小球做平抛运动，初速度为v0，第二次小球沿光滑轨道运动，初速度为0，由机械能守恒可知，在光滑轨道的任意位置，第一次时的机械能都大于第二次时的机械能，所以在任意高度第一次小球的速度都大于第二次小球的速度，着地时的速度第一次大，选项b错误；由于两次小球运动轨迹相同，所以两次着地时的速度方向相同，选项c正确；由于第二次沿光滑轨道运动时，在竖直方向小球受到轨道的作用力，竖直方向不是自由落

28、体运动，选项d错误。【关键点拨】该题中，虽然两次运动的轨迹是相同的，但注意到第二次时，小球始终受到轨道对小球的支持力是解答的关键。13.（2019郑州一模）甲乙两个同学打乒乓球，某次动作中，甲同学持拍的拍面与水平方向成45角，乙同学持拍的拍面与水平方向成30角，如图所示。设乒乓球击打拍面时速度方向与拍面垂直，且乒乓球每次击打球拍前后的速度大小相等，不计空气阻力，则乒乓球击打甲的球拍的速度v1与乒乓球击打乙的球拍的速度v2之比为（）a632b2cd233【参考答案】.c【名师解析】根据斜抛运动规律，乒乓球击打球拍时的水平速度相同，将击打球拍时的速度分解为水平方2向和竖直方向，由v1sin45=v

29、2sin30，解得v1v2=2，选项c正确。【名师点评】本题以打乒乓球为情景，考查抛体运动、速度分解及其相关知识点。解答此题常见错误主要有：一是不能根据平抛运动规律和题述情景得出v1sin45=v2sin30，二是不能正确解答方程得出速度比值。14（2019浙江绍兴模拟）高度为d的仓库起火，现需要利用仓库前方固定在地面上的消防水炮给它灭火。如图所示，水炮与仓库的距离为d，出水口的横截面积为s喷水方向可自由调节，功率也可以变化，火势12最猛的那层楼窗户上，下边缘离地高度分别为0.75d和0.25d，（要使火火效果最好）要求水喷入时的方向与窗户面垂直，已知水炮的效率为，水的密度为，重力加速度为g，

30、不计空气阻力，忽略水炮离地高度。下列说法正确的是（）a若水从窗户下边缘进入，则进入时的速度大小为dgb.若水从窗户上边缘进入，则进入时的速度大小为2dgc.若水从窗户的正中间进入，则此时的水炮功率最小d.满足水从窗户进入的水炮功率最小值为【参考答案】cd【名师解析】把抛出水的运动逆向思维为平抛运动，根据平抛运动规律，有=，水从上边缘进入h=0.75d，解得，水从下边缘进入h=0.25d，解得，选项a、b错误；水到达水炮时，vx=v0，则，根据数学知识可知，当d=2h即h=0.5d时v最小，对应位置为窗户正中间，选项c正确；v的最小值v=2dg，满足水从窗户进入的水炮功率最小值为p=，联立解得p=，选项d正确。15.（2020河南高三第三次段考）如图所示，高为