适用于老高考旧教材2024版高考物理二轮复习热点情境练体育运动类二（附解析）

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A.雪车和运动员所受合力为零
B.雪车受到冰面斜向上的摩擦力
C.雪车受到冰面的摩擦力方向与其运动方向相反
D.运动员所受雪车的支持力小于自身重力
2.草地滑坡是不少生态公园中的休闲项目。甲、乙两游客先后分别乘坐相同滑车从同一滑道的同一位置由静止下滑。游客乙的质量比甲大。将滑道简化为一倾斜的斜面,滑车与滑道的动摩擦因数处处相同。则( )
A.乙滑到底端时的速度更大
B.乙在滑道上滑行的时间更长
C.下滑相同高度时,乙重力的功率更大
D.滑车在滑道上两次滑行产生的热量相同
3.智能呼啦圈轻便美观,深受大众喜爱。如图甲所示,腰带外侧带有轨道,将带有滑轮的短杆穿入轨道,短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳,其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.5 kg,绳长为0.5 m,悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2 m。水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重随短杆做水平匀速圆周运动,绳子与竖直方向夹角为θ,运动过程中腰带可看作不动,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,下列说法正确的是( )
A.匀速转动时,配重受到的合力恒定不变
B.若增大转速,腰带受到的合力变大
C.当θ稳定在37°时,配重的角速度为5 rad/s
D.在θ由37°缓慢增加到53°的过程中,绳子对配重做正功
4.(2023浙江宁波模拟)在某次“蹦床”娱乐活动中,从小朋友下落到离地面高h1处开始计时,其动能Ek与离地高度h的关系如图所示。在h1~h2阶段图像为直线,其余部分为曲线,h3对应图像的最高点,小朋友的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力和一切摩擦。下列有关说法正确的是( )
A.整个过程中小朋友的机械能守恒
B.小朋友从脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中,其加速度先增大后减小
C.小朋友处于h=h4高度时,蹦床的弹性势能为Ep=mg(h2-h4)
D.小朋友从h1下降到h5过程中,蹦床的最大弹性势能为Epm=mgh1
5.如图甲所示为运动员跳台滑雪运动瞬间,运动示意图如图乙所示,运动员从助滑雪道AB上由静止开始滑下,到达C点后水平飞出,落到滑道上的D点,运动轨迹上的E点的速度方向与轨道CD平行,设运动员从C到E与从E到D的运动时间分别为t1与t2(忽略空气阻力,运动员可视为质点),下列说法正确的是( )
A.t1t2
C.若运动员离开C点的速度加倍,则落在斜面上的速度方向不变
D.若运动员离开C点的速度加倍,则落在斜面上距C的距离也加倍
6.(多选)智能健身圈的原理是利用摇动腰部轨道上的阻尼环带动腰带外部轨道上的小球运动,起到健身的效果,其简化原理图如图所示。设小球的质量为m,体积忽略不计,悬绳长度为L,腰带轨道近似看成正圆,且半径为R。小球转起来后做水平匀速圆周运动,线速度为v,绳子与竖直方向夹角为θ,运动过程腰部保持稳定,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.转动健身圈的过程中,健身圈整体机械能守恒
B.要让小球匀速转动起来,悬绳对小球做的功为
C.若更换质量为2m的小球,以相同角速度转动阻尼环,悬绳夹角将变小
D.若转动过程中悬绳与竖直方向夹角为θ,则小球转动频率为
7.(2023山东潍坊二模)“打水漂”是很多同学体验过的游戏,小石片被水平抛出,碰到水面时并不会直接沉入水中,而是擦着水面滑行一小段距离再次弹起飞行,跳跃数次后沉入水中,俗称“打水漂”。如图所示,某同学在岸边离水面高度h0=0.8 m处,将一质量m=20 g的小石片以初速度v0=16 m/s水平抛出。若小石片第1次在水面上滑行时受到水平阻力的大小为1.2 N,接触水面0.1 s后弹起,弹起时竖直方向的速度是刚接触水面时竖直速度的。重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)小石片第1次离开水面后到再次碰到水面前,在空中运动的水平距离;
(2)第1次与水面接触过程中,水面对小石片的作用力大小。
体育运动类(二)
1.C 雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动,处于非平衡状态,所受合力不为0,A错误;雪车受到的摩擦力是滑动摩擦力,与相对冰面运动方向相反,故受到的摩擦力方向与其运动方向相反,B错误,C正确;雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动,运动员所受到的合力指向轨迹圆心,故所受雪车的支持力大于自身重力,D错误。
2.C 根据牛顿第二定律可知mgsinθ-μmgcsθ=ma,解得a=gsinθ-μgcsθ,则两人下滑的加速度相等,根据v=可知到达底端时的速度相等,A错误;根据t=可知到达底端时的时间相等,B错误;下滑相同高度时,速度相同,根据PG=mgvsinθ,则乙的重力的功率更大,C正确;根据Q=μmgcsθ·s可知,滑车在滑道上两次滑行产生的热量不相同,D错误。
3.D 匀速转动时,配重做匀速圆周运动,合力大小不变,但方向在变化,A错误;运动过程中腰带可看作不动,所以腰带合力始终为零,B错误;对配重,由牛顿第二定律mgtanθ=mω2(lsinθ+r),即ω=,当θ稳定在37°时,解得ω=rad/s,C错误;由C中公式可知,当θ稳定在53°时,角速度大于θ稳定在37°时的角速度,配重圆周半径也增大,速度增大,动能增大,同时高度上升,重力势能增大,所以机械能增大;由功能关系,在θ由37°缓慢增加到53°的过程中,绳子对配重做的功等于配重机械能的增加量,所以功为正值,做正功,D正确。
4.C 蹦床弹力对小朋友做了功,小朋友的机械能不守恒,A错误;从小朋友的脚接触蹦床直至运动到最低点的过程中,蹦床对小朋友的弹力逐渐增大,小朋友的加速度先减小后反向增大,B错误;由题图知,小朋友在h2处和h4处动能相等,在小朋友从h2下降到h4的过程,根据蹦床和小朋友组成的系统机械能守恒得Ep+Ek1=mg(h2-h4)+Ek1,解得小朋友处于h=h4高度时,蹦床的弹性势能为Ep=mg(h2-h4),C正确;小朋友从h1下降到h5过程中,在高度为h5时位置最低,蹦床的形变量最大,对小朋友和蹦床组成的系统,根据机械能守恒定律有Epm+Ek2=mg(h1-h5)+Ek2,解得蹦床的最大弹性势能为Epm=mg(h1-h5),D错误。
5.C 以C点为原点,以CD为x轴,以垂直CD向上方向为y轴,建立坐标系如图,对运动员的运动进行分解,y轴方向做类竖直上拋运动,x轴方向做匀加速直线运动。当运动员速度方向与轨道平行时,在y轴方向上到达最高点,根据竖直上拋运动的对称性,知t1=t2,A、B错误;将初速度沿x、y方向分解为v1、v2,将加速度沿x、y方向分解为a1、a2,则运动员的运动时间为t=2,落在斜面上的距离s=v1t+a1t2,离开C点的速度加倍,则v1、v2加倍,t加倍,由位移公式得s不是加倍关系,D错误;设运动员落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角为α,斜面的倾角为θ,则有tanα=,tanθ=,则得tanα=2tanθ,θ一定,则α一定,则知运动员落在斜面上的速度方向与从C点飞出时的速度大小无关,C正确。
6.AD 匀速转动过程中,虽然阻尼环中摩擦力做负功,但人要不断摇动腰部对系统做功维持负重球匀速转动,除重力外其他力做功代数和为0,故系统机械能守恒,A正确;由动能定理可知,让自然下垂的小球转动起来,有W-WG=mv2-0,即悬绳对小球所做的功大于其动能,故B错误;由牛顿运动定律,对于小球有mgtanθ=m(R+Lsinθ)ω2,可见夹角与小球质量无关,C错误;同理,由mgtanθ=4mπ2f2(R+Lsinθ),可知f=,D正确。
7.答案 (1)6 m (2)2.0 N
解析 (1)小石片抛出过程有
h0=,vy0=gt0
解得vy0=4m/s
则第一次反弹竖直方向的分速度大小
vy1=vy0=3m/s
第一次接触水面0.1s水平方向有
F阻=ma,vx1=v0-aΔt
解得vx1=10m/s
令小石片第1次离开水面后到再次碰到水面经历时间为t1,则有
vy1=g·,x=vx1t1
解得x=6m。
(2)第1次与水面接触过程竖直方向有
FΔt-mgΔt=mvy1-(-mvy0)
解得F=1.6N
则水面对小石片的作用力大小
F'=
解得F'=2.0N。