2021届新高考物理二轮复习 创新应用2　物理与体育、娱乐活动 学案

创新应用2物理与体育、娱乐活动

题组1体育运动

1.（2020•湖南株洲一模）在某次跳投表演中，篮球以与水平面成45。角的速度落入篮圈，设

投球点和篮圈正好在同一水平面上，如图所示.已知投球点到篮圈的距离为10m,不考虑空

气阻力，篮球、篮圈均可视为质点，g取10m/s2,则篮球投出后的最高点相对篮圈的竖直高

度为（A）

A.2.5mB.5m

C.7.5mD.10m

【解析】设篮球落入篮圈时的速度为%,投球点距篮圈的距离为s,篮球投出后的最高

点相对篮圈的竖直高度为〃，篮球抛出后经时间，落入篮圈，根据运动的分解及运动学规律可

知，在水平方向上有00cos45°1=s,在竖直方向上有（oosin45°）2=2g/z,oosin45°=,，解得力

=2.5m,选项A正确.

2.（2020•河南郑州一模）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，且乒乓球每次击打拍面前后的速度大小相等，不计空气阻力，则乒乓球

击打甲的拍面时的速度5与乒乓球击打乙的拍面时的速度。2的比值为（C）

【解析】乒乓球从最高点分别运动到甲、乙的拍面处的运动均可看作平抛运动，根据

平抛运动规律可知，乒乓球击打拍面时的水平速度大小相同，将击打拍面时的速度沿水平方

向和竖直方向进行分解，则有。isin45o=O2sin30。，解得包=坐，选项C正确.

V2乙

3.如图所示，网球运动员发球时以某一速度将球水平击出，网球飞行一段时间后落地，若

不计空气阻力，则（D）

A.初速度越大，球在空中飞行的时间越长

B.下落过程中球处于超重状态

C.下落过程中重力对球做功的功率不变

D.下落过程中相同时间内球的速度变化量相同

【解析】网球运动员发球时以某一速度将球水平击出，网球做平抛运动，根据平抛运

动规律可知，球在空中飞行的时间与初速度无关，选项A错误；网球在下落过程中，加速度

方向竖直向下，处于失重状态，选项B错误：下落过程中网球竖直方向的分速度逐渐增大，

根据功率公式可知，重力对球做功的功率逐渐增大，选项C错误；网球下落过程中加速度不

变，根据加速度的定义可知，相同时间内球的速度变化量相同，选项D正确.

4.图甲为某体校的铅球训练装置，图乙是该装置的示意图.假设运动员以6m/s的速度

将铅球从倾角为30。的轨道底端推出，当铅球向上滑到某一位置时，其动能减少了72J,机械

能减少了12J,己知铅球（包括其中的上挂设备）的质量为12kg,滑动过程中阻力大小恒定，g

取lOm/s?,则下列判断正确的是（C）

A.铅球上滑过程中减少的动能全部转化为重力势能

B.铅球向上运动的加速度大小为4m/s?

C.铅球返回底端时的动能为144J

D.运动员每推一次铅球消耗的能量至少为60J

【解析】由于轨道不光滑，铅球向上滑动的过程中，需要克服摩擦力做功，所以铅球

上滑过程中减少的动能转化为重力势能和内能，选项A错误；由动能定理可得Es=AEk=72J,

根据功能关系可得力=AE=12J,而/+mgsin30°=F,联立解得F=72N,/=12N,s=1m,

由F=ma解得铅球上滑运动的加速度大小为a=6m/s2,选项B错误；铅球推出时动能为

X12X62J=216J,分析可知，当铅球向上滑到最大位置时，动能减小为零，机械能减少了36

J,则从推出铅球到铅球返回底端的过程中，损失的机械能为2X36J=72J,故铅球返回底端

时的动能为216J-72J=144J,选项C正确；运动员每推一次铅球消耗的能量一定大于铅球

的初动能216J,选项D错误.

5.（多选）（2020.四川泸州模拟）在2018年世界斯诺克国际锦标赛中，中国选手丁俊晖把质

量为，”的白球以5。的速度推出，与正前方另一静止的相同质量的黄球发生对心正碰，碰撞后

黄球的速度为3。，运动方向与白球碰前的运动方向相同.若不计球与桌面间的摩擦，则

（AC）

A.碰后瞬间白球的速度为2o

B.两球之间的碰撞属于弹性碰撞

C.白球对黄球的冲量大小为3,加

D.两球碰撞过程中系统能量不守恒

【解析】设碰后瞬间白球的速度为vi,两球碰撞过程中，由动量守恒定律有m-5v=m-3v

+mv\,解得。i=2。，选项A正确；由于为＜5。）2斗"d+S。"，即碰撞前系统动能大

于碰撞后系统动能，所以两球之间的碰撞是非弹性碰撞，选项B错误；由动量定理可知，白

球对黄球的冲量大小为/=3,如，选项C正确；两球碰撞过程中系统能量守恒，机械能不守恒，

选项D错误.

题组2娱乐活动

6.（2020•浙江模拟）滑索也称“速滑”“速降”“空中飞人”等，最早用于高山自救和军

事突击行动，后演化为游乐项目，是一项具有挑战性和娱乐性的现代化体育游乐项目，可跨

越草地、湖泊、河流、峡谷，借助高度差从高处以较大的速度向下滑行，如图所示.若忽略

空气阻力，在最后一段游客缓慢下滑的过程中，下列有关游客的受力图正确的是（C）

【解析】游客缓慢下滑，可认为是处于平衡状态，有关游客的受力图正确的是C.

7.（2020.广东佛山一模）一个简易的电磁弹射玩具如图所示.线圈、铁芯组合充当炮筒,

硬币充当子弹，现将一个金属硬币放在铁芯上（金属硬币半径略大于铁芯半径），电容器两极板

刚开始时无电荷，已知电容器充电时间较短，则下列说法正确的是（D）

硬币

A.要将硬币射出，可直接将开关拨到2

B.将开关拨向1时，有电流短暂出现，且电容器上极板带负电

C.将开关由I拨向2瞬间，铁芯中的磁通量减小

D.将开关由1拨向2瞬间，硬币中会产生磁场方向向上的感应磁场

【解析】直接将开关拨向2,不能将硬币射出，选项A错误；将开关拨向1时，电容器

充电，有电流短暂出现，且电容器上极板带正电，选项B错误；将开关由1拨向2瞬间，电

容器通过线圈放电，由安培定则可知铁芯中的磁场方向向下，磁通量增大，根据楞次定律可

知，在硬币中会产生磁场方向向上的感应磁场，选项C错误，D正确.

8.（2020.云南昆明1月诊断测试）如图所示，一质量为机的小孩（可视为质点）做杂技表演.一

不可伸长的轻绳一端固定于距离水平安全网高为，的。点，小孩抓住绳子上的P点从与。点

等高的位置由静止开始向下摆动，小孩运动到绳子竖直时松手离开绳子做平抛运动，落到安

全网上.已知P点到。点的距离为空气阻力不计，小孩运动过程中绳子始终处于

伸直状态.下列说法正确的是（C）

；安全网

A./越大，小孩在。点正下方松手前瞬间，对绳子的拉力越大

B./越小，小孩在O点正下方松手前瞬间，对绳子的拉力越大

C.当/=?时，小孩在安全网上的落点距。点的水平距离最大

D.当/=坐”时，小孩在安全网上的落点距。点的水平距离最大

【解析】小孩向下摆动的过程中，机械能守恒，由〃电/=；小。2,解得小孩在O点正下

方的速运动到O点正下方时，设绳子对小孩的拉力为尸，由牛顿第二定律得，F

^2

—tng—nr-j-,解得尸=3〃吆，由牛顿第三定律知，小孩对绳子的拉力恒为3