如图所示,某同学将离地1.25m的网球以13m/s的速度斜…——2022 高考物理第 11 题答案解析

2022_省自主命题(山东)

2022 山东 第 11 题 多选题 区分题
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11. 如图所示,某同学将离地1.25m的网球以13m/s的速度斜向上击出,击球点到竖直墙壁的距离4.8m。当网球竖直分速度为零时,击中墙壁上离地高度为8.45m 的P点。网球与墙壁碰撞后,垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍。平行墙面的速度分量不变。重力加速度g取 $1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ ,网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为(  )

A. $\nu = 5 \mathrm { { m } / \mathrm { { s } } }$
B. $\nu = 3 \sqrt { 2 } \mathrm { m } / \mathrm { s }$
C. $d = 3 . 6 \mathrm { m }$
D. $d = 3 . 9 \mathrm { m }$
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BD

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【答案】BD

【解析】

【详解】设网球飞出时的速度为 $\nu _ { 0 }$ ,竖直方向

$$ \nu _ { 0 \stackrel { \scriptstyle 1 | \mathbf { X } } { \scriptscriptstyle | \mathbf { X } } \cdot \stackrel { \scriptstyle 1 } { \mathbf { H } } } ^ { 2 } = 2 g ( H - h ) $$

代入数据得

$$ \nu _ { _ { 0 . { \overline { { \times } } } \times { \overline { { \Xi } } } } } = \sqrt { 2 \times 1 0 \times ( 8 . 4 5 - 1 . 2 5 ) } \mathrm { m / s } = 1 2 \mathrm { m / s } $$

则

$$ \nu _ { _ { 0 \mathrm { 7 k } \mathrm { 4 } \mathrm { 7 } } } { = } \sqrt { 1 3 ^ { 2 } - 1 2 ^ { 2 } } \mathrm { m / s } = 5 \mathrm { m / s } $$

排球水平方向到P点的距离

$$ x _ { \mathrm { \tiny { \Re } } } = \nu _ { _ { 0 \mathrm { \tiny { \Re } } } \mathrm { \# } } t = \nu _ { _ { 0 \mathrm { \tiny { \Re } } } \mathrm { \# } } \cdot \frac { \nu _ { _ { 0 \mathrm { \tiny { \underline { { \imath } } } } } \mathrm { \tiny { \underline { { \ E } } } } } } { g } = 6 \mathrm { m } $$

根据几何关系可得打在墙面上时,垂直墙面的速度分量

$$ \nu _ { \mathrm { 0 \times \mp \perp } } = \nu _ { \mathrm { 0 \times \mp } } \cdot \frac { 4 } { 5 } \mathrm { = 4 m / s } $$

平行墙面的速度分量

$$ \nu _ { _ { 0 \uparrow \ k \mp / / } } = \nu _ { _ { 0 \uparrow \ k \mp } } \cdot \frac { 3 } { 5 } = 3 \mathrm { m / s } $$

反弹后,垂直墙面的速度分量

$$ \dot { \nu _ { \uparrow \mathrm { K } \mp \perp } } = 0 . 7 5 \cdot \nu _ { 0 \mathrm { \uparrow \mathrm { K } \mathrm { \mp \perp } } } = 3 \mathrm { m / s } $$

则反弹后的网球速度大小为

$$ \nu _ { _ { \mathrm { \mathcal { X } \mathrm { K } \mathrm { \mathcal { F } } } } } = \sqrt { \nu _ { _ { \mathrm { \mathcal { X } \mathrm { K } \mathrm { \mathcal { F } } \perp } } } ^ { ' 2 } + \nu _ { 0 \mathrm { \mathcal { X } \mathrm { \mathcal { F } } \mathrm { \mathcal { / / / } } } } ^ { 2 } } = 3 \sqrt { 2 } \mathrm { m / s } $$

网球落到地面的时间

$$ t ^ { ' } = \sqrt { \frac { 2 H } { g } } = \sqrt { \frac { 8 . 4 5 \times 2 } { 1 0 } } \mathrm { s } = 1 . 3 \mathrm { s } $$

着地点到墙壁的距离

$$ d = \nu _ { \scriptscriptstyle \mathscr { K P } \perp } ^ { \prime } t ^ { ' } = 3 . 9 \mathrm { m } $$

故BD 正确,AC 错误。

故选 BD。

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