中考物理二轮复习核心素养专题讲义第64 讲 北京冬奥会冰壶赛与中考物理原创试题（含解析）

第64讲北京冬奥会冰壶赛与中考物理原创试题一、命制2022北京冬奥会冰壶比赛中物理中考试题策略策略1：了解冰壶自身的基本构造和物理参数冰壶（Curling）又称掷冰壶，冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，它考验参与者的体能与脑力，展现动静之美，取舍之智慧，属于冬奥会比赛项目。冰壶由壶体、手柄和螺栓组成，直径不到30厘米，重量近20公斤，壶体花岗岩产自苏格兰。运动员借助启蹬器发力滑行，两脚鞋底的结构不同，便于在滑行与制动间切换，就这个石墩墩造价居然高达“18万”。包括冰壶、比赛用鞋和毛刷。冰壶由苏格兰不含云母的花岗岩石凿磨制成，标准直径30厘米、高11.5厘米、重19.1公斤。参赛队员脚穿比赛专用鞋，两鞋底部质地不同，蹬冰脚的鞋底为橡胶制成，而滑行脚的鞋底为塑料制成。策略2：了解冰壶比赛场地的基本情况冰壶标准场地长45.72米，宽5米，冬奥会赛场设四条赛道。为减小壶与冰面的摩擦，比赛前要在冰面上均匀喷洒水珠，形成点状麻面，也就是“麻点”。策略3：了解冰壶比赛的基本规则（1）男/女冰壶比赛分10局制或8局制，双方各4人上场，分一垒、二垒、三垒和四垒，每局每队投出8个冰壶，顺序交叉投壶，每局中冰壶最接近圆心的一方得分；比赛结束后得分多着获胜。（2）混合双人冰壶比赛中每队2名队员，男女各1名。无替补队员。得分计算与一般冰壶比赛算法相同。比赛采取8局制。每队每局投出5个冰壶。1局比赛投第1个壶的队员必须投该队最后1个壶。另外1名队员应在该局中投该队的第2、3、4壶。投第1个壶的队员可以每局更换。（3）两队之间比赛，每队四人（1名队长、1名队员投壶、2名队员刷冰）两队轮流掷球，不仅需要使冰壶准确到达营垒的中心，同时让对方的冰壶远离圆心，最后以冰壶距离营垒圆心的远近决定胜负比赛双方各4人登场，分一垒、二垒、三垒和四垒，顺序交叉投壶，10局比赛，每局中冰壶最接近圆心的一方得分，得分多者获胜。二、冬奥会冰壶比赛中需要弄清的几个物理问题1.运动员为什么要一直摩擦地面这个动作叫做“擦冰”，擦冰的作用有两个，一为让冰壶滑行的更远，二为微调冰壶的前行轨迹（即所谓的“点线”）。用冰刷擦拭冰面使冰面温度升高，造成冰面熔化，在冰场表面形成一层水膜，减小摩擦力，使冰壶滑行得更远。擦冰还能调整冰壶线路的走向，当投手的冰壶划出去的时候，这个壶不是按照之前设计的路线，在活动的时候，这两个刷冰的选手就会在玩命地擦冰，能够通过刷冰面来调整这个冰壶的走向，然后回到他们之前预期的方向。2.运动员“擦冰”时为啥要一直呐喊？在比赛中，投壶队员把壶投出后通常会喊两种命令：HurryorHurryHard：一般是作为战术指导的队员喊出这个命令，意思是让擦冰的运动员快速擦冰。Whoa：就是我们经常听到的类似“我我我”的声音，意思是让冰壶前方擦冰的运动员停止擦冰。3.投手能不能控制冰壶的方向？冰壶是可以控制方向的，如果冰壶投掷出时是顺时针旋转，冰壶会向右偏。冰壶投掷出时是逆时针旋转，那么冰壶就会向左偏。4.冰壶比赛中几个常见的术语（1）双飞(DoubleTakeout)：用自己一个球，将对方两个球击出大本营。（2）打定(NoseHit)：用自己的一个球，将对方的球击出大本营后定住不动停留在大本营。（3）打甩(HitandRoll)：用自己的一个球，将对方的球击出大本营后滑出大本营。（4）偷分(Steal)：在先手的情况下，从对方那里得分。三、冬奥会冰壶比赛中物理问题涉及的中考知识点有哪些？1.涉及时间、路程、速度；2.涉及声现象；3.温度，物态变化；4.物体的颜色；5.质量、密度、体积；6.物体受力分析；7.平衡力；8.惯性；9.重力；10.压强；11.克服摩擦力做功；12.新材料及其应用。四、冰壶及其赛道与速度滑冰、花样滑冰不同，冰壶赛道冰面非常奇特，并不是平整光滑的表面，甚至还有一层薄薄的冰粒，如同细小的“鹅卵石”，或“小疙瘩”。制冰师每次在制冰时，会在光滑如镜的冰面上喷洒水珠，每一颗水珠通常在2到3毫米大小，这些水珠遇冷迅速凝固成冰粒，此过程被称之为“打点”。这样做的原因为了减小摩擦。为什么冰壶赛道冰面要做这么多的“小疙瘩”呢？这不是更“粗糙”了吗？这里涉及到的知识点，即“熔点与压强”的关系。因为冰壶很沉，大约20千克一个，壶底是平面，中心凹进去一点，放到铺满小冰粒的冰面上，接触点的压强很大，导致冰的熔点降低而熔化，熔化后的水膜可以减小摩擦。所以冰壶并不是在冰面上滑行，而是在这些“冰粒”上滑行。如果做成光滑的平面，可能会出现这样的结果：冰壶底面中间内凹，四周接触部分的冰熔化后，整个冰壶会如同吸盘一样“吸”在冰面上。五、例题解析【例题】为了迎接北京冬奥会冰壶比赛，各地选手和爱好者积极做好备战工作。如图是某运动员训练场景。冰壶重19.1公斤。若某回合运动员想将冰壶送到与出手点相距25m的目标位置，该运动员正对目标位置，以大小为SKIPIF1<0的速度将冰壶推出，此过程冰壶受到的摩擦力是自身重力的0.02倍，结果发现冰壶与出手点相距15m时停止了运动，所用时间为20s。根据以上数据信息，判断则以下结论正确的是（）A.冰壶从出手到停止这段时间内的平均速度为7.5m/s；B.冰壶的重力为191N；C.冰壶受到的摩擦力大小为191N；D.冰壶从出手到停止这段时间内，摩擦力做功大小为46.154J。【答案】D【解析】（1）冰壶从出手到停止这段时间内的平均速度为V=s/t=15m/20s=0.75m/s；(2)冰壶的重力为G=mg==19.1kg×9.8N/kg=187.18N；(3)冰壶受到的摩擦力大小为f=0.02G=0.02×187.18N=3.7436N；D.冰壶从出手到停止这段时间内，摩擦力做功大小为W=fs=3.7436N×15m=46.154J。六、2022北京冬奥会冰壶比赛中物理原创试题及其解析展现1.北京冬奥会冰壶项目是本次赛事场次最多、赛程最长的比赛项目，从2月2日持续至2月20日，开幕前两天开赛，闭幕当天结束所有的比赛。2月2日晚，北京冬奥会揭幕战——冰壶混合双人赛将在国家游泳中心“冰立方”打响。图为中国冰壶队范苏圆（左）和凌智在比赛中。冰壶被推出后在冰面上运动时，对其受力说法正确的是（）A.冰面很光滑，冰壶只受到重力作用。B.冰壶受到重力、摩擦力作用。C.冰壶受到重力、冰面的支持力、冰面对其摩擦力。D.冰壶受到重力、人对其推力、冰面的支持力、冰面对其摩擦力。【答案】C【解析】冰壶被范苏圆推出后在冰面上运动时，手对其推理消失，冰壶不受推力。在竖直方向上，冰壶受到重力和冰面对其支持力，另外冰面相对来说比较平滑，但不是光滑，其表面也是凸凹不同，所以冰壶在运动过程中要受到冰面对其的摩擦力。2.北京冬奥会冰壶比赛中蕴含很多物理知识，如图所示是运动员在比赛过程刷冰的情景。针对运动员为什么不停擦冰，下列观点正确的是（）A.擦冰使冰面温度升高，冰面融化形成水层，减少摩擦，让冰壶滑得更远。B.擦冰是动能与势能转化的过程；C.擦冰是减小冰面内能，让冰面温度降低；D.擦冰是摩擦起电现象。【答案】A【解析】运动员在冰壶比赛过程刷冰，目的是让冰壶在冰面上快速达到指定的位置。运动员用冰刷擦冰，克服摩擦对冰做功，增加冰的内能，冰的温度上升，融化形成水层，冰壶受到摩擦力减小，运动得快，在规定时间滑动的远，尽快达到指定位置。3.冰壶是2022北京冬奥会比赛项目。如图所示，在水平冰面上运动员把冰壶平稳推出的瞬间，若不计冰面的摩擦，关于该过程说法正确的是()A.冰壶对运动员的作用力和运动员对冰壶的作用力是一对相互作用力B.冰壶对运动员的作用力和运动员对冰壶的作用力是一对平衡力C.冰壶只受到重力和支持力D.冰壶运动状态不变【答案】A【解析】（1）冰壶对运动员的作用力和运动员对冰壶的作用力是一对作用力与反作用力，它们作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故A正确；（2）冰壶对运动员的作用力和运动员对冰壶的作用力是一对作用力与反作用力，它们作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故B错误；（3）不计冰面的摩擦，冰壶受到推力、重力、支持力，C错误；（4）原来冰壶是静止的，受推力后瞬间会加速运动，运动状态发生改变。D错误。4.北京冬奥会冰壶比赛是一项物理知识含量很高的活动，下列关于冬奥会冰壶比赛项目的说法正确的是（）A.比赛所用冰壶的材料是大理石；B.冰壶离开运动员后可以继续在冰面上滑行是因为受到了惯性力；C.擦冰是增大冰内能，让冰温度升高，使冰壶和冰之间形成一层水膜，水膜的形成属于熔化现象；D.由于冰面很光滑，所以冰壶不受摩擦力作用。【答案】C【解析】（1）比赛所用冰壶的材料是由苏格兰不含云母的花岗岩石凿磨制成；（2）冰壶离开运动员后可以继续在冰面上滑行是因为冰壶具有惯性，惯性不是力，不能说受到了惯性力；（3）擦冰是增大冰内能，让冰温度升高，使冰壶和冰之间形成一层水膜，水膜的形成属于熔化现象；C正确。（4）冰面看上去很光滑，但冰面是由细小冰粒组成，是凸凹不平的，所以冰壶受摩擦力作用。5．若冰壶在水平冰面上的运动视为匀变速直线运动，有一质量m=20kg的冰壶从被运动员推出到静止共用时间为t=20s，运动的路程s=40m，取g=10N/kg，则冰壶在此过程中，冰面对冰壶的支持力大小为_____N；平均速度的大小为_____m/s。

【答案】(1)200；(2)2m/s【解析】（1）冰面对冰壶的支持力大小等于冰壶的重力F=G=mg=20kg×10N/kg=200N（2）t=20s，s=40m，平均速度的大小为v=s/t=40m/20s=2m/s6．如图所示．冰壶比赛时一名运动员用力将冰壶推出，说明了力可以改变物体的_____，冰壶由于惯性继续向前运动；其他运动员在冰壶前进途中，不断地刷冰，目的是为了减小冰壶与冰面之间的_____摩擦（选填“滑动”或“静”）.【答案】运动状态；滑动．【解析】（1）力的作用效果有两个：一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态；

（2）摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，减小摩擦的方法有接触面粗糙程度不变，减小压力、压力不变，减小接触面的粗糙程度两种常见方法。运动员用力将冰壶推出，冰壶由静止变成运动，说明力可以改变物体的运动状态；其他运动员在冰壶前进途中，不断地刷冰，冰面温度升高，融化成水，使冰面变得光滑，减小冰壶与冰面之间的滑动摩擦力。7.北京2022

年冬奥会，冰壶是比赛项目之一。一名队员将冰壶掷出后，另外两名队员用冰刷刷冰面。目的是为了________

冰壶与冰面之间摩擦。_____冰壶滑行的距离。（选填增大或减小）【答案】减小。增大。【解析】运动员用冰刷擦冰面，目的是让冰壶受到摩擦力减小，运动得快，在规定时间滑动的远，尽快达到指定位置。8.冰壶是北京冬奥会的比赛项目,冰壶由苏格兰不含云母的花岗岩石凿磨制成，标准直径30厘米、高11.5厘米、重19.1公斤。与冰道接触面积