4 . 五、体育运动中物理原理
1．关于排球的运动，下列说法正确的是（　　）

A．运动员在发球时，手对排球的力大于排球对手的力

B．排球在上升过程中，如果它受到的力全部消失，排球将静止

C．排球在下落过程中，速度变快，惯性变大

D．排球触网后方向改变，说明力可以改变物体的运动状态

2．如图，某同学从同一竖直线上的1、2两点水平抛出两个铅球，两个铅球都经过空中的P点，不计空气阻力，则两个铅球从飞出到经过P点的过程中（　　）

A．在空中的飞行时间	B．经过P点时速度的竖直方向的分量
C．抛出的速度	D．经过P点时的速度大小可能相等

3．如图短道速滑接力，两人的速度方向相同，“交棒”运动员用力推前方“接棒”运动员，不计冰面和空气阻力，对于两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是（　　）

A．两运动员的加速度大小相同

B．两运动员相互作用力冲量的矢量和一定等于零

C．两运动员相互作用力做功之和一定等于零

D．两运动员组成的系统动量守恒，机械能守恒

4．体操运动员在上下抖动一轻质丝带，形成一列“绳波”，如图所示。其中P点恰处于平衡位置，a、b两点沿波的传播方向相距1.5m、沿振动方向相距0.5m，运动员手中小棍上下抖动的频率为3Hz。波形沿丝带传播的速度大小应为_____，小棍的起振方向向____________。从图示时刻起的0.1s内，P点振动的速度大小变化情况为___________。

5．如图，质量为50kg的运动员进行10m跳台跳水训练，起跳瞬间重心离高台台面的高度为1m，斜向上跳离高台的瞬时速度大小为，跳至最高点时重心离台面的高度为1.3m，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为1m，图中虚线为运动员重心的运动轨迹，不计空气阻力。
（1）以水面为零势能面，求运动员起跳瞬间具有的重力势能。
（2）求从跳离高台瞬间到跳至最高点的过程中，运动员克服重力做的功。
（3）计算运动员入水时的速度大小。

7 . 2023年10月17日，伴随着集结号响起，复旦附中校运动会开幕，运动会中有很多有趣的物理应用，某学习小组对其进行了研究。
1．如图所示，同学踩着轻质滑板（可整体视为质点）以4m/s的速度冲上一足够高的固定光滑斜面，则该同学可以冲到的最高点高度为___________m。若解除斜面的固定，假设斜面与地面之间光滑，斜面质量与同学质量相等，那么该同学冲到的最高点高度为___________ m（本题中g取 10m/s²）。

2．为使方阵表演时使用的肥皂泡悬在空中不要落地，有同学找来两块较大的金属板A、B，板A、B平行放置相距为d，并与一电源相连，板间放一质量为m、带电荷量为q的小肥皂泡，开关S闭合后，肥皂泡恰好静止。G为灵敏电流计，以下说法正确的是（　　）

A．若将S断开，则肥皂泡将做自由落体运动，G表中无电流

B．若将S断开，将A向上平移一小段距离，则肥皂泡将静止，G表中无电流

C．若将A向上平移一小段距离，则肥皂泡向下加速运动，G表中有b→a的电流

D．若将A向左平移一小段距离，则肥皂泡仍然静止，G表中有b→a的电流

3．跳绳打在地上使得地面振动，某同学用的传感器截获了一列地表振动横波，已知该波形图沿x轴正方向传播，在t（图中实线）与t+0.6s（图中虚线）两个时刻x轴上-3~3km区间内的波形图如图所示，则下列说法正确的是（　　）
t

A．该机械波波的波长为6km

B．质点振动的最大周期为1.2s

C．该机械波波速可能为10km/s

D．从t时刻开始计时，x=2km处的质点比x=1.5km处的质点先回到平衡位置

4．某同学研究班级长绳比赛中绳与人的运动，如图所示，为研究方便，把跳绳平直的部分简化成一根垂直纸面的杆子，用A点表示， 杆子沿半径为0.8m的圆匀速顺时针转动，转速为每秒1圈。某同学（可视为一个直立的细圆柱）向左垂直杆子跑入跳绳区域，在绳运动到最右端后开始的周期内，始终保持身体贴紧跳绳，则同学在这段运动过程中加速度的最大值为___________m/s²（结果保留2位有效数字）。

5．校运会开幕式上，有班级的方阵表演中使用了气动小火箭，同学们发现每次火箭飞出后，火箭头部都会闪烁发光，同学拆解后对其进行了研究，发现火箭内部结构如图所示。火箭由三部分组成（各部分均能沿轴向运动）：
部件一：外壳和金属板（可视为刚体）总质量，
部件二：轻质弹簧， 其劲度系数 ；
（弹簧一端固定在金属板上，另一端固定在电路板）
部件三：触点、电路板和灯泡（可视为刚体） 总质量
火箭静止时，弹簧处于原长状态，此时触点与金属板的距离为1.2cm。此后只要触点接触到金属板，则灯泡就能持续闪烁一段时间。
使用时，通过某气动装置在极短时间给火箭外壳一个沿轴线向前的冲量，使得外壳和金属板突然获得向前的速度，火箭飞出。
（1）触点与金属板接触前，三个部件的总动能___________；总弹性势能___________；总机械能___________。（本问选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）写出弹簧弹性势能表达式：___________ （用劲度系数k和压缩或伸长量x表示）
（3）则此冲量至少为多大，才可使得火箭飞出后灯泡发光？___________ （本题中空气阻力与重力忽略不计）

9 . 2008年5月12日的汶川大地震造成了大规模人员伤亡，经济损失极其惨重，这一场灾难被国人们永远铭记于心。如今地震监测技术的不断提高，正为我们撑起一把坚实的“生命保护伞”。地震监测技术的主要原理是利用了横波与纵波的速度差进行预警，赶在更严重的地震波到达前发送预警信号，为人们争取宝贵的逃生时间。
1．如图甲是一列沿x轴传播的地震横波某时刻的波形图，地壳某处的F点正向y轴负方向运动，则（　　）

A．地震横波正向x轴正方向传播	B．地壳某处的H点此时向y轴负方向运动
C．地壳某处的C点将比B点先到达平衡位置	D．地壳某处的E点振幅为零

2．某次地震震源附近两列振幅和频率相同的地震横波在某一时刻形成的波形图如图乙所示，实线为波峰，虚线为波谷，a、b、c、d为地壳中的四个位置，则下列说法不正确的是（　　）

A．位置a此时的速度最大，加速度为零，为振动加强点

B．位置a、b连线间的振动加强点有无穷多个

C．位置d将在下一刻发生振动

D．此时位置a、b、c的加速度最大，这些点的振动始终加强

3．若图乙中两列地震横波的振幅皆为，波速皆为，波长皆为，且都在同一水平面内振动，则图示时刻a、b两位置的竖直高度差为__________。位置e为位置b与位置c连线的中点，则从图示时刻起经过，位置e通过的路程为___________。
4．定义：纵波相邻的两个密波或疏波之间的距离为一个波长；质点偏离平衡位置的最大位移称为振幅。纵波无法直接用图像表达其形状，但相关物理量可以转化为类似横波的图像进行表示。如图丙为某次地震中地震横波和地震纵波的相关图像和数据，两种地震波都向x轴正方向运动，地震时两者同时从震源发出。
（1）直接写出图②中地震横波震源O的振动方程；
（2）指出用于监测地震发生的是地震横波还是地震纵波？并说明理由；
（3）画出自图③开始地震纵波震源O的振动图像（至少一个周期，标出关键数据）；
（4）若震源来自地表以下700千米，试求留给人们的逃生时长（保留整数）

【检测到地震波到人们接收到地震信息间的时间忽略不计，假设地震波的传播速度不变】。