《领跑高中》物理高考二轮复习 热点情境 情境7 娱乐活动类情境 习题课件

(共28张PPT)
情境7 娱乐活动类情境
高考专题辅导与测试·物理
情境类型 考情统计
娱乐设施 2024·江苏卷T4，喷泉；2024·浙江6月选考T5，音
乐喷泉；2024·浙江6月选考T18，弹射游戏装置
户外运动 2024·湖南卷T2，公园里抖动长绳；2023·天津卷T2，爬山；2023·浙江1月卷T4，蹦极
趣味游戏 2024·黑吉辽卷T2，“指尖转球”；2023·新课标卷
T24，“打水漂”；2023·湖北卷T14，“游戏装置”；2022·重庆卷T14，青蛙捉飞虫游戏
分析预测
考情分析：娱乐活动情境试题在近几年的高考物理试卷中时有出现，
该类试题主要考查考生的灵活应变能力、信息提取和建模能力、疑难
点理解能力。
高考预测：预计2025年高考，该类试题会出现在选择题和计算题中，
主要考查考生对力学、磁场和热学部分知识的理解与应用
【例1】　（2024·吉林高考2题）“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技
巧。如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q两点做圆周运动的
（　　）
A. 半径相等
B. 线速度大小相等
C. 向心加速度大小相等
D. 角速度大小相等
答案：D
解析：根据题图可知，Q点到轴的距离大于P点到轴的距离，则Q点做圆周
运动的半径大于P点做圆周运动的半径，A错误；P、Q两点同轴转动，角
速度大小相等，根据v＝ωr和a＝ω2r结合A项分析可知，Q点的线速度和向
心加速度均大于P点的，B、C错误，D正确。
【例2】　（2024·湖南高考2题）如图，健身者在公园以每分钟60次的频率
上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播
的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6 m，t0时刻A点位于波谷，B
点位于波峰， 两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是（　　）
A. 波长为3 m
B. 波速为12 m/s
C. t0＋0.25 s时刻，B点速度为0
D. t0＋0.50 s时刻，A点速度为0
答案：D
解析：由题意可知xAB＝λ，则该波的波长为λ＝4 m，A错误；根据题意可
知该波的周期T＝1 s，所以该波的波速v＝＝4 m/s，B错误；由于t0时刻A
点、B点分别位于波谷、波峰位置，则t0时刻A点、B点的速度均为0，从t0
时刻到t0＋0.25 s时刻，B点振动了个周期，运动至平衡位置，速度最大，
C错误；从t0时刻到t0＋0.5 s时刻，A点振动了个周期，运动至波峰位置，
速度为0，D正确。
【例3】　（2023·新课标卷24题）将扁平的石子向水面快速抛出，石子可
能会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。要使石子从水面跳
起产生“水漂”效果，石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于
θ。为了观察到“水漂”，一同学将一石子从距水面高度为h处水平抛出，
抛出速度的最小值为多少？（不计石子在空中飞行时的空气阻力，重力加
速度大小为g）
解析：由题意可知石子接触水面前的运动可视为平抛运动，从距水面高度
为h处水平抛出的扁平石子，落到水面时其竖直方向的速度为vy＝
要使扁平石子落水时的速度方向与水面的夹角不大于θ，则
≤tan θ
解得v0≥
即抛出速度的最小值为vmin＝。
答案：
【例4】　（2023·湖北高考14题）如图为某游戏装
置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡
板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B
在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道
在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向
的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：
答案： 　
解析： 小物块恰好运动到光滑圆弧轨道CDE的最高点时，有mg
＝m ，
解得小物块到达D点的速度大小vD＝。
（1）小物块到达D点的速度大小；
（2）B和D两点间的高度差；
答案： 0　
解析：小物块由C到D的过程，由动能定理有
－mgR（1＋cos 60°）＝m－m，
小物块由B到C做平抛运动，由速度的分解可知，
vB＝vCcos 60°，
设B和D两点的高度差为h，小物块由B到D的过程，由动能定理有
mgh＝m－m，
代入数据解得h＝0。
（3）小物块在A点的初速度大小。
答案：（3）
解析：小物块由A到B的过程，由动能定理有－μmg·π·2R＝m－
m，
解得小物块在A点的初速度大小vA＝。
1. （2024·广东深圳模拟）某游戏项目中，挑战者小明需要利用绳子荡过
水坑，如图所示。两次游戏中小明分别抓住绳子的A点和B点，并随绳
子做圆周运动。两次抓住绳瞬间速度方向均水平，且大小相等。视小明
为质点，比较他抓住A点和抓住B点，抓住A点（　　）
A. 对绳子的拉力较大
B. 角速度较大
C. 向心加速度较小
D. 最终能荡到更大的高度
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√
解析：　小明从最低点以大小相等的速度v做圆周运动，由牛顿第二定
律可知T－mg＝m，变形可得T＝mg＋m，抓住A点时的运动半径l较
大，则绳的拉力较小，故A错误；圆周运动在最低点的角速度为ω＝，
因抓A点的半径l较大，则角速度较小，故B错误；圆周运动在最低点的
向心加速度为an＝，因抓A点的半径l较大，则向心加速度较小，故C
正确；设荡起的最大高度差为h，由动能定理可知－mgh＝0－mv2，可
得h＝，则无论抓A点或B点，最终能荡起的最大高度差相同，结合题
干可知，抓住A点时，最终能荡到的最大高度小，故D错误。
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2. （2024·天津河东模拟）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如
图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在
水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只
有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（　　）
A. a光发生全反射的临界角大
B. a光在真空中的传播速度更大
C. 水对a光的折射率小于对b光的折射率
D. 用同一装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大
√
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解析： 　做出光路图，如图所示。在被照亮的圆
形区域边缘光线恰好发生了全反射，入射角等于临
界角，由于a光照射的面积较小，则知a光的临界角
较小，故A错误；光在真空中的传播速度一致，故
B错误；根据临界角公式sin C＝，可知na＞nb，水对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；因为a光的折射率大，故a光波长短，又由双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ，可知用同一套装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大，故D正确。
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3. （2024·广东揭阳模拟）“扔纸团”是深受大众青睐的手机小游戏。如
图所示，游戏时，游戏者滑动屏幕将纸团从P点以速度v水平抛向固定在
水平地面上的圆柱形废纸篓，纸团恰好沿纸篓的上边沿入篓并直接打在
纸篓的底角。若要让纸团进入纸篓中并直接击中篓底正中间，下列做法
可行的是（　　）
A. 在P点将纸团以大于v的速度水平抛出
B. 在P点将纸团以小于v的速度水平抛出
C. 在P点正下方某位置将纸团以大于v的速度水平抛出
D. 在P点正上方某位置将纸团以小于v的速度水平抛出
√
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解析： 　根据平抛运动规律h＝gt2，x＝v0t，联立解得x＝v0。因为
纸团恰好沿纸篓的上边沿入篓并直接打在纸篓的底角，若纸团的抛出高
度不变，速度变大，则会打在纸篓的右壁；若速度变小，则无法入纸
篓，A、B错误；纸团从P点以速度v水平抛出恰好沿纸篓上边沿打到纸
篓底角，设此时纸团速度和水平方向夹角为θ，则tan θ＝，此时θ角
为纸团打在篓底的最小临界角，若降低高度，增大速度，则θ角会减
小，分析可知，纸团如果进入纸篓，只能打在篓壁，C错误；当增加P
点高度，减小速度时，则θ角会增大，分析可知，纸团可能进入纸篓，
打到篓底正中间，D正确。
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4. （2024·福建泉州模拟）小刚在家里竖直墙面上悬挂一个飞镖盘练习投
掷飞镖，已知飞镖盘的下边缘离地面高度为h＝1.2 m，圆形飞镖盘的直
径为d＝40 cm，如图甲、乙所示。他站在飞镖盘的盘面正前方，飞镖掷
出点距离飞镖盘的水平距离L＝2 m，离地面高H＝1.8 m处，将飞镖垂
直飞镖盘面水平掷出。不计空气阻力，忽略飞镖盘厚度和飞镖的尺寸，
重力加速度g取10 m/s2。试求飞镖正对飞镖盘水平掷出时能击中飞镖盘
的速度的最大值和最小值。
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答案：10 m/s　 m/s
解析：飞镖掷出后恰好射中飞镖盘上边沿时速度最大，则有H－h－d＝
g
解得t1＝0.2 s
则飞镖水平掷出时的最大速度为v1＝
解得v1＝10 m/s
飞镖掷出后恰好射中飞镖盘下边沿时速度最小，则H－h＝g
解得t2＝ s
飞镖水平掷出时的最小速度为v2＝
解得v2＝ m/s。
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5. （2024·湖南衡阳模考）如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即胜出。现将此游戏进行简化，如图乙所示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距x1＝2 m，弹珠B与坑的间距x2＝0.9 m。某同学将弹珠A以v0＝6 m/s的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间t1＝0.4 s与弹珠B正碰（碰撞时间极短），碰后瞬间弹珠A的速度大小为1 m/s，方向向右，且不再与弹珠B发生碰撞。已知两弹珠的质量均为25 g，取重力加速度g＝10 m/s2，若弹珠A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动，弹珠进入坑中不再滑出。
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（1）求碰撞前瞬间弹珠A的速度大小v1和在地面上运动时的加速度
大小a；
答案： 4 m/s　5 m/s2　
解析： 对弹珠A，由运动学公式得x1＝v0t1－a，v1＝v0－
at1
联立解得v1＝4 m/s，a＝5 m/s2。
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解析：设碰后瞬间弹珠B的速度为v2'，由动量守恒定律得mv1＝mv1'
＋mv2'
解得v2'＝3 m/s
所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失ΔE＝m－
（2）求两弹珠碰撞瞬间的机械能损失，并判断该同学能否胜出。
答案： 7.5×10－2 J　能胜出
解得ΔE＝7.5×10－2 J
碰后弹珠B运动的距离为Δx＝＝0.9 m
所以弹珠B恰好进坑，故能胜出。
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6. （2024·福建泉州模拟）图甲为智能计数呼啦圈，其刚性腰带外侧带
有半径R＝0.2 m的轨道，将小滑块P置于轨道内，滑块连接一根带
有配重的轻绳，通过腰部的微小扭动，使配重随滑块在水平面做匀
速圆周运动。为研究方便，腰带视为水平且不动，配重视为质点，
如图乙所示。已知配重的质量m＝0.5 kg，绳长L＝0.5 m，绳子与
竖直方向夹角为θ＝37°。取重力加速度大小g＝10 m/s2，sin 37°
＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
（1）配重运动的半径r；
答案： 0.5 m　
解析： 配重做匀速圆周运动的半径r满足
r＝R＋Lsin θ
解得r＝0.5 m。
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（2）配重线速度的大小v；
答案： m/s　
解析：配重做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有
mgtan θ＝m
解得v＝ m/s。
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（3）通过增大转速使夹角θ从37°缓慢增加到53°的过程中绳子对配重
做的功。
答案： J
解析：当绳子与竖直方向夹角为θ＝53°时，设配重做匀速圆周运
动轨道半径为r'，有mgtan 53°＝m
又r'＝R＋Lsin 53°
配重在绳子与竖直方向夹角θ从37°缓慢增加到53°的过程中，由
动能定理，有W－mgL（cos 37°－cos 53°）＝mv'2－mv2
联立解得W＝ J。
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感谢您的观看！
高考专题辅导与测试·物理