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2024年新教材高考物理第二轮专题
体育运动类(一)
1.(多选)如图所示,水平飞向球棒的垒球被击打后,动量变化量为12.6 kg·m/s,则下列说法正确的是( )
A.球的动能可能不变
B.球的动量大小一定增加12.6 kg·m/s
C.球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相等
D.球受到棒的冲量方向可能与球被击打前的速度方向相同
2.(2023浙江名校联盟二模)如图所示,一名质量为60 kg的运动员在水平地面上进行跳远比赛,腾空过程中离水平地面的最大高度为1.25 m,起跳点与落地点的水平距离为6 m,运动员可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则运动员( )
A.起跳时获得的动能约为1 830 J
B.在空中的运动时间为0.5 s
C.在最高点时速度大小为12 m/s
D.落地时速度方向与水平方向的夹角为30°
3.如图所示,排球比赛中,某队员在距网水平距离4.8 m、距地面3.2 m高处将排球沿垂直网的方向以16 m/s的速度水平击出。已知网高2.24 m,排球场地长18 m,重力加速度g取10 m/s2,可将排球视为质点,下列判断正确的是( )
A.球不能过网
B.球落在对方场地内
C.球落在对方场地底线上
D.球落在对方场地底线之外
4.(2023湖北黄冈模拟)蹦极是一项刺激的户外休闲活动。蹦极时,弹性长绳一端固定在塔台上,另一端绑在蹦极者踝关节处,蹦极者从塔台上由静止自由下落。在弹性绳绷紧前,蹦极者下落前半程和后半程速度的增加量分别为Δv1、Δv2,令=k,将蹦极者视为质点,不计空气阻力,则k满足( )
A.1
A.抛出后石头落到水面时的重力势能为mgh
B.抛出后石头落到水面时重力对石头做的功为-mgh
C.抛出后石头落到水面时机械能为
D.抛出后石头落到水面时动能为-mgh
6.(多选)挥杆套马是我国蒙古族传统体育项目,烈马从骑手身边奔驰而过时,骑手持6 m长的套马杆,由静止开始催马追赶,二者的v-t图像如图所示,则( )
A.0~4 s内骑手靠近烈马
B.6 s时刻骑手刚好追上烈马
C.骑手在9 s时刻挥杆,能套到烈马
D.8~9 s内烈马加速度大于0~6 s内骑手的加速度
7.如图所示,跳台滑雪赛道由跳台、助滑道和着陆坡三部分组成。比赛中,质量为m=60 kg的运动员从跳台A点由静止开始滑下,到达B点后水平飞出,落在着陆坡上的P点,缓冲后沿着陆坡向下滑行(着陆时沿着陆坡方向的速度保持不变),与P点接触时间t=0.6 s。已知A、B间高度差为h=30 m,B、P间距离s=75 m,着陆坡倾角α=37°,运动员受到的空气阻力不计,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)运动员在AB段运动过程中,克服阻力所做的功W阻;
(2)运动员在着陆坡上着陆过程中,着陆坡对运动员的平均冲击力F的大小。
8.(2023广东广州模拟)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,cos 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。
体育运动类(一)
1.AC 垒球被击打后,可能以与被击打前等大的速度反向打出,所以球的动能可能不变,动量大小不变,动量大小增量为零,A正确,B错误;由牛顿第三定律知,球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相等,C正确;球受到棒的冲量方向是棒对球弹力的方向,与球被击打前的速度方向相反,D错误。
2.A 忽略空气阻力,运动员从最高点开始做平抛运动,则t1==0.5 s,所以整个运动时间为1 s,B错误;最高点时vx= m/s=6 m/s,C错误;落地时,vy=gt1=5 m/s,落地时速度方向与水平方向的夹角tan α=,D错误;整个过程机械能守恒,起跳时的动能等于落地时的动能,Ek==1 830 J,A正确。
3.B 由题意可得,排球恰好到达网正上方的时间为t= s=0.3 s,此时间内排球下降的高度为h=gt2=0.45 m,因为Δh=3.2 m-2.24 m=0.96 m>0.45 m,所以球越过了网,且落地时间为t'= s=0.8 s,则落地的水平位移为x'=vt'=16×0.8 m=12.8 m,因为击球点到对方底线的距离为x″=4.8 m+9 m=13.8 m>12.8 m,即球落在对方场地内。故选B。
4.B 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,设绳长为L,由速度位移公式v2=2gh可知,蹦极者下落前半程的速度v1=,蹦极者下落到最低点时的速度v2=,Δv1=,Δv2=v2-v1=+1,所以2
6.CD v-t图像中图线与坐标轴所围的面积表示位移,骑手与烈马在t=0时并排运动,通过图线在0~4 s内所围的面积可以看出0~4 s内烈马位移大于骑手位移,所以4 s末烈马与骑手间距离在增大,0~6 s内烈马位移还是大于骑手的位移,说明6 s末烈马仍在前方,A、B错误;由图形所围的面积可以算出0~9 s内,烈马的位移为x1= m=92.5 m,骑手的位移为x2= m=90 m,套马杆长l=6 m,x2+l>x1,所以骑手在9 s时刻挥杆,能套到烈马,C正确;由加速度定义式a=知8~9 s内烈马加速度a1= m/s2=5 m/s2,0~6 s内骑手的加速度a2= m/s2= m/s2,D正确。
7.答案 (1)6 000 J
(2)1 680 N
解析 (1)运动员从B到P做平抛运动
水平方向
scos α=vBt0
竖直方向
ssin α=
联立解得vB=20 m/s,t0=3 s
运动员从A到B的过程中,由动能定理得
mgh-W阻=-0
解得W阻=6 000 J。
(2)着陆时,运动员垂直着陆坡的速度大小为
v⊥=gt0cos 37°-vBsin 37°=12 m/s
规定垂直斜面向上为正方向,由动量定理得
(F-mgcos α)t=0-(-mv⊥)
解得F=1 680 N。
8.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=
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
=mgL(1-cos 33°)
联立解得v2=3.2 m/s,v3=4.8 m/s
乙做平抛运动,有gt2=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。
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