备战2025年高考二轮复习物理（广东版）热点练5 体育运动类（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习物理（广东版）热点练5 体育运动类（Word版附解析），共7页。试卷主要包含了0 m/sD，5 m，1 m,0)处，5×104 Pa，0×104 Pa=2等内容，欢迎下载使用。
1.(2024河北唐山一模)一同学在练习乒乓球削球技术时,使乒乓球竖直下落,在球与球拍接触的瞬间,保持球拍板面水平向上,并沿水平方向挥动球拍,如图所示。已知乒乓球与球拍接触时间极短,接触前、后乒乓球在竖直方向的速度大小分别为5 m/s和4 m/s,乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为0.3。若乒乓球可视为质点且不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则乒乓球在与球拍接触后获得的水平速度大小为( )
A.1.2 m/sB.1.5 m/s
C.2.0 m/sD.2.7 m/s
答案 D
解析 取竖直向上为正方向,由动量定理(FN-mg)Δt=mv2-m(-v1),水平方向μFNΔt=mv水,乒乓球与球拍接触时间极短,则重力的冲量可忽略不计,解得v水=μ(v2+v1)=2.7 m/s,故选D。
2.(2024四川广安二模)钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目,运动员在起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上,再经出发区、滑行区和减速区的一系列直道、弯道后到达终点,用时少者获胜。图甲是比赛中一运动员在滑行区某弯道的图片,假设可视为质点的人和车的总质量m=90 kg,其在弯道上P处做水平面内圆周运动的模型如图乙所示,车在P处既无侧移也无切向加速度,速率v=30 m/s,弯道表面与水平面成θ=53°,不计摩擦力和空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8。则在P处( )
A.车对弯道的压力大小为900 N
B.人对车的压力大小为1 500 N
C.人和车做圆周运动的半径为67.5 m
D.人和车的加速度大小为7.5 m/s2
答案 C
解析 对人和车受力分析,如图所示,根据几何关系有FN=mgcsθ=1 500 N,根据牛顿第三定律可得,车对弯道的压力大小为1 500 N,故A错误;由于不知道人的质量,所以无法确定人对车的压力,故B错误;根据牛顿第二定律可得mgtan θ=mv2r=ma,解得r=67.5 m,a=13.33 m/s2,故C正确,D错误。
3.(多选)(2024山东枣庄三模)艺术体操运动员在“带操”表演中,手持细棒抖动彩带一端,彩带会像波浪般翻卷,如图甲所示。t=0时刻彩带上的波形如图乙所示,E、F是彩带上的两个点。已知F点的纵坐标为yF=-102 cm,E点的振动方程为y=20sin(2πt) cm,关于彩带上各点的运动,下列说法正确的是( )
A.该波的波长为1.6 m
B.t=0时刻F点向上运动
C.E点的平衡位置位于(-0.1 m,0)处
D.F点的振动方程为y=20sin2πt-π4 cm
答案 ABD
解析 周期T=2πω=1 s,E点的振动方程为y=20sin(2πt) cm,当t=78 s时y=-102 cm,即E、F两点平衡位置处的距离为18λ,则34λ-18λ=1 m,得λ=1.6 m,故A正确;t=0时刻E点向上运动,则此时F点向上运动,故B正确;E、F两点平衡位置处的距离为x=18λ=0.2 m,则E点的平衡位置位于(-0.2 m,0)处,故C错误;设F点的振动方程为y=20sin(2πt+φ) cm,当t=0时yF=-102 cm,解得φ=-π4,所以F点的振动方程为y=20sin2πt-π4 cm,故D正确。
4.(多选)(2024四川广安二模)如图甲所示的后排进攻是排球比赛中一种重要进攻手段。假设某次后排进攻可简化为如图乙所示模型,A运动员以极短的时间Δt=0.01 s完成击球,将初速度为零的排球从O点以水平速度击出,球恰好打到拦网队员B的手指P后飞出。已知排球质量m=0.26 kg,O、P的水平距离L=3 m,O、P的高度差h=7.2 cm。球视为质点,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。则可知( )
A.球被A运动员击出时的速率约为72 km/h
B.球被A运动员击出时的速率约为90 km/h
C.A运动员对球的平均作用力大小约为650 N
D.A运动员对球的平均作用力大小约为520 N
答案 BC
解析 球被A运动员击出后做平抛运动,设球被击出时的速率为v0,运动时间为t,则有L=v0t,h=12gt2,联立解得v0=25 m/s=90 km/h,故A错误,B正确;A运动员完成击球的时间Δt=0.01 s,设击球时对球的平均作用力大小为F,由动量定理得FΔt=mv0-0,将已知量代入上式可解得F=650 N,故C正确,D错误。故选B、C。
5.(8分)某登山运动员在攀登一座超过8 000 m的山峰,在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击。假设27 ℃时表内气体压强为1.0×105 Pa(常温下的海平面的大气压强值),当内外压强差超过6.0×104 Pa时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是-18 ℃,未爆裂前手表内气体体积的变化可忽略不计,请通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂及当时外界的大气压强值是多少?
答案 向外爆裂 2.5×104 Pa
解析 以表内气体为研究对象,初状态的压强为p1=1.0×105 Pa,温度为T1=300 K,某状态的压强为p2,温度为T2=255 K
根据查理定律,有p1T1=p2T2
解得p2=8.5×104 Pa
如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的,则外界的大气压强为
p0=8.5×104 Pa+6×104 Pa=1.45×105 Pa
大于山脚下的大气压强(即常温下的大气压强),这显然是不可能的,所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的
当时外界的大气压强为
p3=p2-6.0×104 Pa=2.5×104 Pa。
6.(8分)我国南方某些城市中秋节仍保留着秋千表演节目。如图所示,某次甲从绳子与地面平行的位置由静止摆下,在秋千踏板摆到最低点时迅速将地面上的乙向上一拉,乙竖直跃上秋千,然后一起站着并向上摆。当再次返回最低点时,乙从秋千上水平跳出,甲继续摆到绳子与竖直方向成33°角时速度为零。已知秋千踏板摆到最低点时与地面平行,且距离地面1.8 m;甲、乙站立在秋千上时重心与绳上端距离为3.2 m,甲、乙质量相等,甲、乙始终保持身体直立,cs 33°≈0.84,g取10 m/s2,忽略空气阻力和踏板质量。求:
(1)当甲、乙一起再次返回最低点时,甲、乙的共同速度大小。
(2)乙的落地点距踏板在最低点时的水平距离。
答案 (1)4 m/s
(2)2.88 m
解析 (1)设甲第一次摆到最低点时,速度为v0,由机械能守恒定律得
mgL=12mv02
解得v0=8 m/s
设甲将乙拉上瞬间共速为v1,甲将乙拉上的过程,水平方向动量守恒
有mv0=2mv1
解得v1=4 m/s
所以,当甲、乙一起回到最低点时速度为4 m/s。
(2)设乙水平跳出瞬间,甲的速度为v2,乙的速度为v3,由动量守恒定律得
2mv1=mv2+mv3
甲摆到最高点过程,由机械能守恒定律得
12mv22=mgL(1-cs 33°)
联立解得v2=3.2 m/s,v3=4.8 m/s
乙做平抛运动,有12gt2=h
乙落地时与踏板在最低点时的水平距离为s=v3t
解得s=2.88 m。
7.(8分)(2024山东青岛二模)如图所示,单杠比赛中运动员身体保持笔直绕杠进行双臂大回环动作,此过程中运动员以单杠为轴做圆周运动,重心到单杠的距离始终为d=1 m。当运动员重心运动到A点时,身体与竖直方向间的夹角为α,此时双手脱离单杠,此后重心经过最高点B时的速度vB=1.5 m/s,最后落到地面上,C点为落地时重心的位置。已知A、B、C在同一竖直平面内,运动员的质量m=60 kg,A、C两点间的高度差h=1.2 m,重力加速度g取10 m/s2,tan α=103,109=10.44,忽略空气阻力。求:
(1)运动员重心在A点时单杠对每只手的拉力大小F;
(2)A、C两点间的水平距离L。
答案 (1)903.66 N (2)1.8 m
解析 (1)运动员由A到B做斜抛运动,则运动员由A到B水平方向上做匀速直线运动,即vB=vAcs α
运动员在A点时,设单杠对人的作用力为F1,根据牛顿第二定律F1-mgcs α=mvA2d
解得F1=1 807.32 N
则运动员重心在A点时单杠对每只手的拉力大小F=F12=903.66 N。
(2)运动员在A点时竖直方向的分速度为vAy=vBtan α=5 m/s
运动员由A到C点在竖直方向上做竖直上抛运动,取竖直向上为正方向,则
-h=vAyt-12gt2
解得t=1.2 s
在水平方向上做匀速直线运动,则L=vBt=1.8 m。
8.(12分)(2024天津和平一模)冰壶是冬奥会的热门项目,其中包含着大量的物理规律。冰壶比赛场地如图所示,投掷线AB到圆垒区圆心O的距离为L=30 m,圆垒区半径为R=1.8 m。运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面以减小减速时的摩擦力。若不擦冰时,冰壶与冰面的动摩擦因数为μ1=0.008,擦冰面后动摩擦因数减小至μ2=0.004。在某次训练中,运动员推着冰壶从起滑架出发,到达投掷线中点时立即将冰壶以一定的速度向O点推出,推出冰壶后运动员静止(推出过程忽略所受的摩擦力),若不用毛刷擦冰面,冰壶向前滑行25 m速度即减为0。已知运动员的质量m0=60 kg,所有冰壶的质量均为m=20 kg,冰壶可看作质点,重力加速度g取10 m/s2,壶之间碰撞的机械能损失忽略不计。求:
(1)运动员刚将冰壶从手中推出时冰壶的速度v0;
(2)将冰壶从手中推出过程中运动员对冰壶所做的功W;
(3)在圆垒圆心位置有对方的冰壶,如果在碰撞前运动员用毛刷擦冰面的长度为18 m,通过计算判断擦冰面之后能否将对方冰壶撞出圆垒区。
答案 (1)2 m/s
(2)37.5 J
(3)能将对方冰壶碰出圆垒区
解析 (1)若不刷冰面,冰壶滑行过程中由动能定理有
-μ1mgx=0-12mv02
式中x=25 m
可得v0=2 m/s。
(2)冰壶被推出过程,由动量守恒定律有(m0+m)v=mv0
由动能定理可得将冰壶从手中推出过程中运动员对冰壶所做的功
W=12mv02-12mv2
可得W=37.5 J。
(3)推出后冰壶在冰面滑行过程,根据动能定理有
-μ1mg(L-L0)-μ2mgL0=12mv12-12mv02
冰壶碰撞过程由动量守恒定律和机械能守恒定律有
mv1=mv1'+mv2'
12mv12=12mv1'2+12mv2'2
被碰冰球的滑行过程由动能定理有
-μ1mgs=0-12mv2'2
联立以上各式解得s=4 m>R
可知,能将对方冰壶碰出圆垒区。